Авто преобразователь на 500 ватт

[Andrey_RTF]

Я все таки решился изменить главный пост темы и расписать все о сборке данного ИИП.
Итак мощность которую я хотел получить от преобразователя, а в последствии и получил - 500 W. Напряжение на выходе равно +-27 V. Оно обусловлено напряжением питания TDA8924TH.

Весь процесс начался с расчетов трансформатора. У меня в наличии были следующие кольца:

• 50х30х20 материал N87
• 45х28х12 материал M2000

Мне сразу объяснили, что для моих требований как раз подходит колечко отечественного производства - 45х28х12 материал M2000. Почитав темы с подобными разработками, выяснил, что для моей мощности необходимо по два транзистора IRF3205 в плече. В качестве ШИМ контроллера взял проверенную временем микросхему - TL494. Частоту задающего генератора, равную 55 кГц взял исходя из материала ферритового кольца.
Ну вот - все данные для расчета трансформатора у нас есть, можно приступать к расчету. Для расчета трансформатора я использовал программу Excellent IT(https://forum.vegalab.ru/showthread....ов-и-дросселей), разработанную Starichkom, за что ему большое СПАСИБО!!! В результате расчетов вот, что у меня получилось:

• Расчет трасформатора:

Далее предстоял процесс намотки трансформатора - если честно, это самое нелюбимое мое занятие. Выслушав на форуме все рекомендации по намотке, понял (не сразу конечно), что первой на кольцо нужно наматывать вторичную обмотку. Это связано с тем, что первичная обмотка обычно состоит из 4+4 витков, и если ее намотать первой, то равномерно расположить на ней вторичную обмотку уже не получится.
Перед намоткой острые грани кольца необходимо обточить, чтобы исключить факт повреждения лаковой изоляции на медной проволоке. Я бы еще посоветовал обмотать само кольцо несколькими слоями лакоткани для большей надежности. Именно так я и поступил.

• Вторичная обмотка:

• Первичная обмотка:

После намотки трансформатора нужно было определится с электрической схемой преобразователя. В качестве драйвера, переключающего силовые транзисторы было решено применить IR2113. Выходной ток данной микросхемы 2 A - этого достаточно для переключения IRF3205. Также необходимо было организовать защиту от КЗ и перегрузки. С этим вопросом мне помог strannicmd. Принцип работы системы защиты заключается в том, что считается падение напряжения на полевых транзисторах. Входные электролитические конденсаторы были взяты LOW ESR. Их количество (10 штук) взято с учетом потребляемого тока при номинальной нагрузке. В моем преобразователе этот ток составил порядка 45 A, а один такой конденсатор может отдать в нагрузку 4,74 A. Вот и считайте Выходные диоды нужно брать минимум с двухкратным запасом по току и напряжению - я взял MBR20100CT (20 A/100V). И вот в результате всевозможных доработок имеем следующую электрическую схему преобразователя:

• Схема ИИП:

Далее началась разработка печатной платы. Первые мои попытки создания печатной платы, как вы уже наверное догадались, оказались неудачными. Более менее нормальная работа пошла после того, как Starichok показал мне как нужно организовать разводку "силовой" части. Основная идея состоит в следующем:

• Все дорожки должны быть как можно короткими и широкими насколько это возможно
• Все конденсаторы(LOW ESR) должны находиться как можно ближе к транзисторам
• Земля драйвера должна быть расположена как можно ближе к земле силовых транзисторов

В результате всеобщих усилий вот такой вот шедевр получился на выходе:

• Разводка печатной платы:

Далее началось непосредственно изготовление печатной платы. Для изготовления ПП я использую фоторезистивную технологию. Благодаря такой технологии, печатные платы в итоге получаются отличного качества. Минимальная ширина дорожек и расстояние между дорожками может доходить до 0.15 мм - это мой личный рекорд.

• Печатная плата:

Затем я приступил к сборке преобразователя. На сборку ушло пару дней - это с учетом перекуров, учебы... В результате получился вот такой девайс

• Собранный ИИП:

Ну вот вобщем то и все)))

[Dimonis]

Ну умножить значит.
При 11В и выходной моще 720Вт 2 вх. кондёра по 10000 мкФ*50В в симуляторе "кипели".
.

Вы видимо расчет выходных с входными попутали .... Ежели у меня от источника (идеального) 12В до ПНа будут проводники с 0 сопротивлением , то этим кондерам , при любом D вапще ничего не достанется . И их можно смело убрать.....

---------- Сообщение добавлено 01:04 ---------- Предыдущее сообщение было 01:01 ----------

А чем меряли?

Ни чем , это тупо прикид , основанный на -10дБ пик-факторе . Но и экспериментально подтвержденный тектильно.

[Leshik]

Например панасоники FR-серия 2200мкф*25В имеют импеданс 13мОм на 10-100кГц при 25С , соответственно сеять будут IRMS^2*R =29^2*13/4=2,7Вт на 4 корпуса , при ресурсе 5000ч*105С работать будут вечно.

[Dimonis]

Leshik,
А откуда вы взяли 29А ?

[Leshik]

С потолка конечно , чтоб посчитать действующий ток в конденсаторе надо знать длительность включения 494 , разброс этого параметра по ДШ - 10%.

[Starichok]

за время порядка <150 нс, чего TL494 не умеет.

как это не умеет? подай плюс, хоть на 3-ю, хоть на 4-ю ногу, и отключит за такое же время.

[Эзотехник]

иль потом ставить "улавливатели" всяких энергетических выбросов.

А чего такого, резистор+кондёр?
Фирма st.com какбы не лыком шита в импульсных делах (к 2012 г. точно). Там долго считали, 4 транзистора или 6 поставить в 24В 1кВт 100кГц пуш-пулл, тучи формул в документе AN2794 и диаграммы распределения потерь приводились для обоих случаев.
Исключать пассивные снабберы им не захотелось.
Но и защиту по вх. току не сделали (от перекоса пуш-пулла).

А вот причем тут температура на ХХ( холостой ход?)

Если усилок и его БП выключаются без музыки, то нипричём, это я ступил.
Или про активное охлаждение подумал, которое жужжит, но музыка его глушит.

будут проводники с 0 сопротивлением

И аккумулятор такой же нулёвый-сверхпроводящий, до 100 кГц? Его тип намекните. Чего-то рулонно-коаксиальное с таким же кабелем к нему должно быть ПМСМ

Вы видимо расчет выходных с входными попутали

Нет, входные считал, как самые легкокипящие и малоёмкие по запасу энергии, им пульсаций тока больше всего достаётся.

при ресурсе 5000ч*105С работать будут вечно.

Нет. Ток Irms max=3,63A (через неаудиофильские, зря греющиеся стальные выводы) этого не позволит при пульсациях 29 А на 4 шт.
29А - из картинки с моим примером провала верификации проекта (DVT - design verification test) на poweresim.com

Panasonic серии SEPC 470мкФ*16В имеет медные ноги и допустимый ток 6100мА, ESR 10мОм (100кГц). Их и то 5шт впараллель надо.
У фирмы NCC (nippon/united chemi-con) подобные серии PSC, PSF до 15-20 тыс.ч. якобы служат.

[Leshik]

Нет. Ток Irms max=3,63A (через неаудиофильские, зря греющиеся стальные выводы) этого не позволит при пульсациях 29 А на 4 шт. 29А - из картинки с моим примером провала верификации проекта (DVT - design verification test) на poweresim.com

О, точно , а я все пытался вспомнить откуда 29А . Не знаю как у полимерных , у FR-серии действующий ток указан при 105С , а ESR при 25С и в общем думаю что сначала надо прикинуть рассеиваемую мощность на корпус и перегрев.

[Dimonis]

С потолка конечно , чтоб посчитать действующий ток в конденсаторе надо знать длительность включения 494 , разброс этого параметра по ДШ - 10%.

Или я или вы чего-то упускаете..... Как можно считать ток через конденсатор если неизвестны пульсации напряжения на нем ? Рабочий цикл (скважность работы) коммутатора один ничего не определяет . Не зная сопротивления питальника и его соединения решить задачу невозможно.
Вот три мульки , имитация двухтактного контроллера с 50кГц и ДТ=1мкс , т.е. рабочий цикл = 0,9 , амплитуда тока выбрана для наглядности 100А (RMS и AVG значения тоже на графике). Конденсаторы - ширпотреб с ESR=0,14Ом .
1. Нулевое сопротивление источника и соединения - ток через кондеры отсутствует !
2. Ввели сопротивление источника , наблюдаем ток в емкости.
3. Делаем рабочий цикл 0,5 - наблюдаем взрыв конденсаторов.



Это я к тому , что не зная сопротивления подключения источника , невозможно судить о пульсациях с накопителе .......
Поправте где я ошибаюсь , или симулятор врет ?

[Vadim1]

еще вопрос не нашел диоды SF16 или 18,есть только sf22 b sf12 они оличается тем что они на 100В, и по емкости немного разные.Какой из них можно применить?

[Эзотехник]

Какой из них можно применить?

Из первой схемы в этой теме? Любой можно, чем толще, тем лучше (по току). Или UF4003 или SUF30, коих навалом в старых ЭЛТ телевизерах и мониторах.
Доп. ёмкость сыграет роль снаббера, выбросы срежет.
Главное чтоб амплитуда "иголок" на полевиках не превышала канонических 2,5 напряжения питания (или их макс. напряжения по даташиту).
Иногда для защиты полевиков параллельно им TVS диоды вольт на 56-68 ставят.

[Leshik]

Поправте

Так понял на входе дроссель? и индуктивность питающих проводов полюбому есть.

[Vadim1]

Из первой схемы в этой теме? Любой можно, чем толще, тем лучше (по току). Или UF4003 или SUF30, коих навалом в старых ЭЛТ телевизерах и мониторах.
Доп. ёмкость сыграет роль снаббера, выбросы срежет.

да первая схема,заглавная.Спасибо.

[Dimonis]

Так понял на входе дроссель? и индуктивность питающих проводов полюбому есть.

Опционально
И индуктивность и сопротивление у соединительных проводов и у батарейки однозначно есть и будет есть .
Меня интересует как вы , не зная их размерности трактуете пульсации и тёплости электролитов? Скорее этот вопрос не к вам , а к Экзотехнику.

Доп. ёмкость сыграет роль снаббера, выбросы срежет.

Тогда уж ставьте последовательно резистор , а то этой емкостёй только резонансную погань усилите ......

[Эзотехник]

Меня интересует как вы , не зная их размерности трактуете пульсации и тёплости электролитов?

В первой схеме ветки вообще весь потребляемый ток раскидывают на 10 кондёров 2200мкФ, без расчёта.
И снабберы ставят.
Сделали бы вы обмеры КПД при разных нагрузках и ВЧ помех у обсуждаемого блока и своих улучшенных версий, был бы рост продаж и авторитета.
Фольга у ваших плат толще стандартных 1 унции/кв.дюйм? Я б тоже в очередь записался м.б.
20 осконов туда воткнуть отдельным навесным сооружением (раз автор не предусмотрел) и вероятно долго проживёт устр-во.

Считать источник питания "нулевым" приблизительно можно при наличии кондёра 1-10Ф на входе БП и аккумулятора 100 А*ч на удалении 20см.
Но это дорого и у них плохой ESR на ВЧ. Требования к защите по току усиливаются.
"Красным каракулям" я не доверяю, как-то они непонятно работают, никто кроме кучки любителей это не повторял.
Если б с защитой было всё просто, IR не выпускала бы микросхему ir25750l
Ещё в приложенном файле см. проект датчика защиты по току по мотивам мелкосерийного российского DC/AC ВЧ инвертора 12В, >1000Вт.
Диоды шоттки 2шт там надо бы выкинуть (VD6 и симметричный ему), погрешность вносят.
И покритикуйте работоспособность этой всей схемы между R18 и R11, номиналы элементов.

Тогда уж ставьте последовательно резистор , а то этой емкостёй только резонансную погань усилите ......

Дорожку длинную с катодов снабберных диодов на плате перерезать можно и 1 Ом резюк воткнуть перед 100 нФ на входе 7815.
Но и без него разница в работе между 50пФ и 200пФ при включении разных диодов будет исчезающе мала.
Диоды с ёмкостью 1нФ может сильнее бы повлияли, но по размерам и скорости (Trr) туда не подходят.

[Dimonis]

В первой схеме ветки вообще весь потребляемый ток раскидывают на 10 кондёров 2200мкФ, без расчёта.

Короче вы спрыгнули с ответа о конкретном расчете входных емкостин ? ( Обсуждение давно вышло за рамки первого поста , и охватывает много больше болячек.)
Внутренне сопротивление 12Вольтовых автоаккумуляторов 5-10мОм (ежели не так - поправьте) , при стандартной установке усилителя/(и ПН) в багажнике при 10кв.мм. проводнике добавим еще 10мОм . Индуктивность этого проводника будет в районе 5мкГн. Средняя потребляемая мощность - 250Вт , пиковая -700Вт.
Посчитаете пожалуйста по вашему феншую необходимое кол-во первичных накопителей . ( Да , и у меня 494 будет выдавать D=0.92-0.95 , прошу это учесть )

ПыСы Снаберы призваны гасить паразитные резонансные колебания , гасить ими выбросы от Ls - дело не благодарное и теплое . Для этого придуманы кламперы.......
ПыСы2 У меня банальнее - на плате предусмотрена установка трансилов , т.к. намотать на колечке СТ с хорошей связью обмоток - дело тяжелое....

Требования к защите по току усиливаются.

А кто сказал что она у меня есть ? Не вижу в ней необходимости для питания УМНЧ в котором оная присутствует. ( ваши байки об экономии производителей не принимаются...)

"Красным каракулям" я не доверяю, как-то они непонятно работают, никто кроме кучки любителей это не повторял.

Ваше право не доверять , коли не понимаете сути работы . Сходите в церковь , поставьте свечку, моге поможет . А так многие функционально законченные чипы от IR , к примеру, используют это . У меня и в УМ класса Д на 400кГц каракульки работают адекватно , а уж в ПНе на 50кГц вапще проблем (если понадобиться) не будет.



Думаю мои 4 корпуса осилят 1,4Вт на всех ?


А коли я поставлю 2085 , то уж 0,4Вт вуапще ни о чем ? Как вам кажется ?

[Эзотехник]

Как вам кажется ?

Что без стабилизации Uвых как-то неправильно делать. Не все усилки имеют высокий PSRR. А с ней будет D=0.5 легко.

А кто сказал что она у меня есть ?

Перекос беззащитного пуш-пулла при voltage mode управлении тормозными микрухами - обычное дело, кончается дымом.
Отсутствие в БП защиты кондёрами от скачков питания тоже "некузяво". Страшновато мне полевики жечь и дорого.
Попробуйте поискрить входными клеммами питания или 3000 раз в случайном порядке сделать аппаратное вкл/выкл. при дистанционно включенном преобразователе.
Этот тест фирма микрочип для своих автомоб. питальников HID ламп проводила. Ускоренная эмуляция долгой реальной жизни.

А так многие функционально законченные чипы от IR , к примеру, используют это .

Примеры можете назвать? Вряд ли там просто диод, без канонического для такой защиты устройства выборки и хранения.
Файл slup114 - розовым выделены необходимые блоки для lossless защиты в микрухе от TI (unitrode).

Внутренне сопротивление 12Вольтовых автоаккумуляторов 5-10мОм (ежели не так - поправьте)

Оно сильно зависит от частоты (картинка).

[Dimonis]

Примеры можете назвать?

Да весь ряд контроллеров Д класса : 20124 , 20955/7 , 2092 и т.д. и т.п. , контроллеры синхронных выпрямителей , контроллер резонансного преобразователя 27951/2 , лень в остальных рыться.....

Что без стабилизации Uвых как-то неправильно делать. Не все усилки имеют высокий PSRR. А с ней будет D=0.5 легко.
Перекос беззащитного пуш-пулла при voltage mode управлении тормозными микрухами - обычное дело, кончается дымом.

Видимо токо вам неправильно , борьба за PSRR (если естьм необходимо) ведется другими способами. Поэтому разумеется , только шибко любители пытаются обуздать пуш в VM , лично я , когды требуется пуш-стабилизация обращаюсь к старушке 3825 в CM.

Страшновато мне полевики жечь и дорого.

Тута два решения : или "нет дыма без огня" , или думать и симулировать .

[Эзотехник]

2092 и т.д.

контроллер резонансного преобразователя 27951/2

Смотрел-смотрел их блок-схемы - да, там нет выделенного датчика тока. Но и ни малейшего намёка на то, что lossless защита сделана тупо на одном диоде с резистором, как некогда придумал лысый с вегалаба (red karakulen ®™)

или думать и симулировать

ещё можно осторожно "подождать в кустах", пока ваши или чьи-то ещё "без году неделя" платы наберут реальный опыт эксплуатации (боевых потерь) и станут третьей-пятой версией

[Dimonis]

сделана тупо на одном диоде с резистором, как некогда придумал лысый с вегалаба (red karakulen ®™)

Ну ежели вам так принципиально , чтобы было тупо - дерзайте , а патента лысого чето не видал ....

ещё можно осторожно "подождать в кустах", пока ваши или чьи-то ещё "без году неделя".....

Я как погляжу вы токо великий теоретик-критик ? Покажите свои супер разработки , чтобы можно на них.
Различные 12В ПН конструирую давно , почти все грабли за это время собрал , сейчас по просьбе жаждущих просто запустил в серию вот этот простейший и доступный ПН.
PS Можете покритиковать и остальные мои платы - http://powersmps.ru/ , собранные уж сотнями , и работающие без нареканий . Да , несколько ревизий они претерпели , но лишь чисто в конструктивном формате.

PS2 ВСЕЖ ответьте по существу , о расчете входных банок , коль так рьяно выступили по этому поводу.

[biznescenter]

Ребят подскажите пожалуйста авто преобразователь на 500 ватт готовый где можно купить для двух хайпексов 180 ?