pcbway

10A-30V Güç Kaynağı Projesi

Başlatan kifvet, 22 Mart 2015, 05:37:10

kifvet

22 Mart 2015, 05:37:10 Son düzenlenme: 22 Mart 2015, 19:59:34 kifvet
Beni baya uğraştırdı ama sonunda çalıştırdım:)Devrenin eksikleri var tabiki ama bu başlangıç geliştirmeye devam edeceğim:)) tasarladığım EI33 300w Trafodan 220W güç aldım ve gayet sorunsuzdu:)300watt verebilir ama elime uygun yük yoktu bende dört tane spot lambası kullandım:))bi kaç foto atacağım düzenlemesini sonra yaparım baya geç oldu:)
Kırmızı voltmetre amperi sarı ise voltu gösteriyor:))
ve kobaylarımız da 12V-50W 4 tane spot lambası:)devre hem volt hem amper ayarlı:)
devre 5-30V 0-10A arası ayarlanabilir:)

Kontrol devresi:))

Güç Katı Devre Şeması










Trafo Hesabı

Trafo sarma kitimiz burada:)


Şimdi trafo sarımına gelelim:)))
formülümüz bu:)


Vin(nom):Normal Giriş Voltajı(volt)
Ac:Nüve Kesit Alanı (cm2)
Bmax:Trafodaki Max Akı (Gauss)
f:Frekans(hertz)

Şimdi burada belirlememiz gereken 3 değer var
1.Frekans:Ben trafo sarımını azaltmak istediğim için ve gücü biraz daha artırmak istediğim için:70Khz seçiyorum.
2.Ac:Nüve kesitimiz trafo EI33 olduğu için datasheetindeki:1,18 cm2 değerini alıyoruz.
3.Bmax:Birim zamanda değişen max akı değeri burda aslında bir sıkıntı var ama şimdilik ben normal değerleri kabul edeceğim:1800
4.Vin(nom):Primer Normal Voltajı:Half Bridge topolojisinde doğrultulan şebeke geriliminin yarısı kullanılır.
220*1.41\\2=155.1 Volt=Vin(nom)

O halde primer sarımımız folmülden:

ben 27ye tamamlıyorum.

Şimdi şebeke voltajı her yerde aynı değil ve her zaman da sabit değil devrenin çalışabileceği aralığı seçelim şimdi de.

Ben max 250VAC normal 220VAC ve min olarak 190VAC seçiyorum.
O halde primerdeki gerilimler.

Vin(max)=250*1.41\\2=176.25 VDC
Vin(nor)=220*1.41\\2=155.1 VDC
Vin(min)=190*1.41\\=133.95 VDC olacaktır.

Trafo İçin Akı Formülü



Trafodaki Normal Akı



Trafodaki Max akı

pekala burdaki değerler bence uygun itirazı olan varsa söylesin tartışmaya açığız:)

Şimdi gelelim tel çapına
Skin effect dediğimiz bir olay var o yüzden tel kalınlığını kafamıza göre seçemiyoruz:)
formülü de şu:)

Yukardaki denklem skin depth denklemidir.
f:Frekans (Hz),
K ise bakır için 1

frekansımız:70kHz
o halde maximum tel yarıçapımız:0.025 cmdir.
yani 0,5mm çapında bakır tel kullanmamız gerek. fakat ben karkas ufak olduğu için 0,6mm tel kullanacağım.

peki primere kaç tane paralel 0,6mm kullanmamız gerek?hesaplayalım.

önce primer ile ilgili akım hesaplarını yapmamız gerek:)
Tasarladığımız trafo 30V-10A olacak o yüzden toplam 300W çıkış gücümüz olacak ben ekstradan 50W daha ekliyorum ve verimi %80 alıyorum.

Pout=350w
Pout=Verim*Pin
Pin=350\\0.80=437.5W

Şimdi peak akımını hesaplayalım

Ipeak*Vin(min)*DutyCycle(max)=Pin

Irms=Ipeak*kökDutyCycle

DutyCycle(max)=%90
DutyCycle(min)=%10

Burdan;

Ipeak*133.95*0.9=437.5
Ipeak=3.62 Amper

Irms=3,44 Amper

Yukarıda anlattığım tel hesabında olduğu gibi 7A/mm2 değerini kullanacağım.

3,62\\7=0,517mm2
0,6mm tel kesit alanı=0.3*0.3*pi=0,28mm2
0,517\\0,28=1.84 (2 tane paralel yeterli)

Primer sarımımız;
0,6mm telden 2 tane paralel 27 sarım olacak yani
0,6mm 27x2

Sekondere Gelelim Şimdi (30V-10A)
DutyCycle değerlerimizi yukarıda belirlemiştik bunu neden böyle seçtiğimi sonra açıklayacağım:)

DutyCycle(max)=%90
DutyCycle(min)=%10

Nsec=Vsec*Npri\\DutyCycle\\Vin(min)
Vin(min)=Minimum Primer Voltajı
DutyCycle=Darbe Genişliği
Npri=Primer Sarım Sayısı
Vsec=Sekonder Voltajı
Nsec=Sekonder Sarımı

Sekonder maximum değerinin alabileceği en düşük değeri voltajını 40V(133.95V için) seçip işlemleri ona göre yapacağım
Buradan Nsec;
Nsec=40*27\\0.9\\133.95=8.95
9 sarıma tamamlayalım.

Şimdi Vsec değerini normal primer 155.1VDC için hesaplayalım:)
9=Vsec*27\\0.9\\155.1
Vsec=46.53V (Vin=155.1 için)

Şimdi Vsec değerini normal primer 176.25VDC için hesaplayalım:)
9=Vsec*27\\0.9\\176.25
Vsec=52.875V (Vin=176.25 için)

burdan anlacağımız itibari ile çıkış filtre kapasitörleri minimum 50V olmalı.

peki sekondere kaç tane paralel 0,6mm kullanmamız gerek?hesaplayalım.

Yukarıda anlattığım tel hesabında olduğu gibi 7A/mm2 değerini kullanacağım.(max amperi 11A alacağım)

11\\7=1,571mm2
0,6mm tel kesit alanı=0.3*0.3*pi=0,28mm2
1,571\\0,28=5.6 (6 tane paralel yeterli)

Primer sarımımız;
0,6mm telden 6 tane paralel 9 sarım olacak yani
0,6mm 9x6+9x6

karkas küçük oluğu için ben 4 tane 0,6mm tel kullanıp sardım yukarıda optimum değerler ile hesapladım tel sayısının az olması biraz daha fazla ısı açığa çıkması demek ama çok fazla devreyi etkileyecek kadar değil iyi bir soğutma ile bu sorun çözülebilir. (0,6mm 9x4+9x4)

Sarım yapacağımız EI33 Karkas ve Nüvesi


Karkasların değişik açılardan görünümü.Mümkünse karkas üzerinde kalan yapıştırıcı kalıntıları temizlenmeli.Nüvenin oturmasında sıkıntı oluşturabilirler.






EI33\'ün I parçası.Görüldüğü üzere üzerinde yapıştırıcı kalıntıları var.Bunları ince kaporta zımparası ile temizliyoruz.Eğer kalırlarsa nüveyi kapatırken arada kalabilir ve air gap oluşmasına bundan dolayı da trafonun endüktansının düşmesine neden olabilir.Half-Bridge,Full-Brige,Push-Pull bu topolojilerin trafolarında airgap bulunmaz.Bu nedenle güzelce temizlenip nüvelerin sıfıra sıfır yapışması sağlanmalıdır.


EI33\'ün E parçası.Görüldüğü üzere üzerinde yapıştırıcı kalıntıları var.Bunları ince kaporta zımparası ile temizliyoruz.Eğer kalırlarsa nüveyi kapatırken arada kalabilir ve air gap oluşmasına bundan dolayı da          trafonun endüktansının düşmesine neden olabilir.


E parçasının temizlenmiş hali:)


I parçasının temizlenmiş hali:)


Tel boyunu hesaplamak için karkas çevresini ölçüp sarım sayısı ile çarpabiliriz.


Primer sargısının birinci bölümü.Burada primer sargısının yarısını sarıyoruz(27x2 var 14x2 ve 13x2 olarak ikiye bölebiliriz) ama yer sıkıntısı olduğu için ben 16x2 spir sardım.ikinci bölüme 11x2 spir kaldı:)


Sargının üzerini teflon bant ile sarıyoruz.Teflon bant ısıya dayanıklı,ince ve koruyucu özelliktedir.Bu yüzden trafo izolasyonunda tercih edilebilir.


Sekonder sargısının başlangıçı ve yönü.


Sekonder sargısının birinci kısmı 9x4


Sekonder sargısının ikinci kısmı 9x4 ve sarım yönü.


Sekonder üzerini de Teflon bant ile güzelce sarıyoruz.


Siyah bant ile bir tur sardım bunun özel bir sebebi yok sadece sekonder sargılarının arasında boşluk kaldığı için primerin ikinci bölümündeki sargılar düzgün sarılmıyordu.Amaç o aralıkları kapatmaktı:)


Primer sargısının ikinci kısmı.(11x2)


Teflonla güzelce karkası paketliyoruz:)Nüvenin E parçasını geçiriyoruz.Burada biraz sıkıntı çıkabilir nüveyi takmadan önce bakır telleri elinizle bastırıp boşluğu alın:)


Trafonun üstten görünüşü:)


Üstte boş kalan yere I parçasını da ekleyip alttan ve üstten 0,8cm kalınlıkta MDF parçaları koyuyoruz ve işkence ile sıkıştırıyoruz.Çok sıkıştırmayın boşluğu alın az biraz daha sıkın yeterli olacaktır. Endüktansmetre ile ölçüp de yapılabilir ama şu an yanımda endüktansmetre olmadığı için böyle yaptım:)


Birleşim yerlerini japon ile yapıştırıyoruz ve yarım saat kurumaya bırakıyoruz:)




İşte trafomuz hazır:)





ve işte burda 350W trafomuz:)
 

Trafomuzun bu şartlar altında verebileceği maximum güce bir bakalım:)
Trafolar için;
Ae:Effective Area
Wa:Wire Area
diye iki parametreden bahsedebiliriz.ve
Ae*Wa:Trafonun gücünü hesaplamak için kullanılan bir parametredir.
Aşağıda EI-33 için bir datasheet bulunmaktadır.ve açıklamalar ile birlikte EI-33 için bu değerler hesaplanmıştır.


3C90 Meteryali ile İlgili Bilgi


Aşağıdaki hesaplar
http://www.mag-inc.com/design/design-guides/Transformer-Design-with-Magnetics-Ferrite-Cores
sitesinden alınmıştır.



Po = Power Out (watts)

Dcma = Current Density (cir. mils/amp)Sarım yapacağımız teldeki akım yoğunluğudur. 750 veya 500 cir. mils/amp değerinin ideal olduğu belirtiliyor.

Bmax = Flux Density (gauss)Akı yoğunludur.1600 Gauss değeri ideal olarak gösteriliyor.

WaAc =Yukarıda bahsettiğimiz sabit (cm4)
Yalnız karkas burda Wa değerini küçülttüğü için Wa değerini 0.80 ile çarpmamız bize daha net sonuçlar verecektir.

Ac = Effective Area (cm2)

ƒ = frekans (hertz)

Kt = Topoloji Sabiti

Topoloji Sabitleri Kt

Push-Pull = 0.001
Half-bridge = 0.0014
Full-bridge = 0.0014

buradan;

Pout=Wa*Ae*Bmax*f*kt\\Dcma
EI-33 için(f=70khz ve Bmax 1800 G)
Pout=(1.475*0.80)*1800*70000*0.0014\\500=416.304
Pout yaklaşık 415W çıkıyor.
Yani bu trafo bu şartlar altında 415W verebilir.Zaten bende 350W çıkış istemiştim.Yeterde artar bile:)

actros_5457

gecenin bu saatine kadar uğraştınız sağolun varolun:)

devre şemasını inceledim sanırım bazı elemanlar olmadığından yerine başka koymuşsunuz anladığım kadarıyla:)

ayrıca diğer entegre nedir?

devre bayağı karışık görünüyor korktum açıkçası:)

Adnancoskun

Ellerinize sağlık, şemanın eksikleri mi var? Tamami gorunmuyor mu? Tr1 puls trafosu mu yoksa güç trafosu mu?
Tanrı Türk'ü Korusun ve Yüceltsin.

kifvet

22 Mart 2015, 12:04:41 #3 Son düzenlenme: 22 Mart 2015, 21:35:05 kifvet
@Adnancoskun
hocam devrenin çizimini bitirmedım ordaki sema kontrol kısmına ait devamını da koyacağım devrenin cizince devrenin eksikleri var tabiki ama geri kalan zamanda geliştireceğim:-)
[mergedate]1427014091[/mergedate]
@actros_5457
elemanları bulamadığım için değil devreyi baştan kendi isteğime göre tasarladım hepsi uygun olacak şekilde seçmeye çalıştım:-)
diğer entegre benim biraz macera aradığım kısım ve beni baya uğraştiran kısım:-)orayı daha devreye dahil etmedim:-)akım trafosu o primer devresini kısa devreden korumak için:-)ama daha tam çalıştıramadım:-)gözünüz korkmasın zamanla aşina olacaksınız bu semaya:-)

actros_5457

pekala inşallah amacımıza ulaşırız:)

minumum 5 voltuda 1.5 lara çekebilirsek ne mutlu bize :)

memleket

@kifvet hocam TL493 ile TL494 arasında fark sanırım 493 de akım ayarı girişinin olması.




kifvet

@memleket
ben çıkışları arasında bi fark göremedim ama muhtemelen karakteristikleri farklıdır:-)

@actros_5457
indirmek mümkün gibi görünüyor ama ben pek önermiyorm:-)

actros_5457

entegre hakkında bilgi bekliyoruz sayın hocam:)
ne nedir nasıl olur nerden gider şura değişirse böyle olur tarzından :)))

kifvet


haylaz

Hocam elinize saglık vatana millete hayırlı olsun:-)

kifvet

Alıntı yapılan: haylaz - 22 Mart 2015, 13:02:17Hocam elinize saglık vatana millete hayırlı olsun:-)
teşekürler dün bu devre yüzünden sizinle ilgilenemedim kusura bakmayın:)))

haylaz

Yok ustam ben beklerim sıkıntı yok:-)

kifvet

Devre şeması eklenmiştir sorunuz olursa sorabilirsiniz:)

actros_5457

entegreyi anlatıcaktınız ordan başlayalım:)
[mergedate]1427046564[/mergedate]
birde çıkışta köprü diyot kullanılsa voltaj iki katına çıkar sanırım ama bu seferde minumum da 2 kat artmış olur:)

orjinal atx ten farklı olan yerleri etiketlesek biraz daha fark ayırt edilebilir;)

kifvet

Alıntı yapılan: actros_5457 - 22 Mart 2015, 19:52:52entegreyi anlatıcaktınız ordan başlayalım:)
[mergedate]1427046564[/mergedate]
birde çıkışta köprü diyot kullanılsa voltaj iki katına çıkar sanırım ama bu seferde minumum da 2 kat artmış olur:)

orjinal atx ten farklı olan yerleri etiketlesek biraz daha fark ayırt edilebilir;)
entegre için bir konu daha açtım:)
https://elektronikprojeler.com/index.php?topic=5968.0

çıkışta köprü diyot kullanılsa da birşey farketmez çünkü iki durumda da tam dalga doğrultuluyor sonuç olarak birşey değişmiyor:)

actros_5457

peki aynı yere o paket diyotun tam tersi bağlanmışı olsa onuda eklesek çıkışta -30 volta kadar vermez mi:)

erg123

ellerine sağlık çok güzel oldu ustam

kifvet

Alıntı yapılan: actros_5457 - 22 Mart 2015, 20:11:35peki aynı yere o paket diyotun tam tersi bağlanmışı olsa onuda eklesek çıkışta -30 volta kadar vermez mi:)
aslında dediğiniz gibi köprü diyot bağlansa -30 ve +30 voltaj alabilirsiniz çıkıştan ama istenen verimi vermeyecektir.neden derseniz bu devreye köprü diyot bağlanıp simetrik çıkış alınırsa her çıkış yarım dalga doğrultma alacak ve max 5 amper akım verecektir her bir çıkış:) olacaktır.:)ama yukarıdaki gibi diyotu ters bağlarsanız -30v alabilirsiniz ama sekonder devresini yeniden düzeltme gerekir o zaman:)
[mergedate]1427048970[/mergedate]
Alıntı yapılan: erg123 - 22 Mart 2015, 20:28:46ellerine sağlık çok güzel oldu ustam
teşekkür ederim umarım devamı da gelir:))

actros_5457

sekonder devresinde değişime gerek yok neden derseniz zaten ortadan ters sarılı yani 2li paket diyotlara uygun:)

ayrıca sekonder sarımını devamlı aynı yöne yapıp köprü diyot çıkışa bağlanabilir o zaman yine 60 volta çıkar ama 5 amper olur dediğiniz gibi:)

şu girişteki 110 220 anahtarının nasıl iş yaptığını biraz açıklarmısınız çözemedim :)

kifvet

22 Mart 2015, 20:43:51 #19 Son düzenlenme: 22 Mart 2015, 20:45:31 kifvet
Alıntı yapılan: actros_5457 - 22 Mart 2015, 20:39:25sekonder devresinde değişime gerek yok neden derseniz zaten ortadan ters sarılı yani 2li paket diyotlara uygun:)

ayrıca sekonder sarımını devamlı aynı yöne yapıp köprü diyot çıkışa bağlanabilir o zaman yine 60 volta çıkar ama 5 amper olur dediğiniz gibi:)

şu girişteki 110 220 anahtarının nasıl iş yaptığını biraz açıklarmısınız çözemedim :)
trafo için demedim zaten kondansatör kutupları ters bağlanmalı ve kontrol katı geri besleme düzeni - çıkış voltajına göre tekrar dizayn edilmeli:)eğer çıkıştan sadece - volt alacaksak bu önemli:)

bazı ülkelerde şebeke gerilimi 110VAC dir. smps girişi 110V olacaksa o anahtar 110 v ayarına getirilir.girişteki kondansatörler gerilim ikileyici gibi davranır ve giriş voltajını 220ye çıkarır:))

actros_5457

yani bir anahtarla bu iş nasıl bu kadar kolay oluyo :)

kifvet

22 Mart 2015, 21:20:11 #21 Son düzenlenme: 22 Mart 2015, 21:25:17 kifvet
Alıntı yapılan: actros_5457 - 22 Mart 2015, 20:57:37yani bir anahtarla bu iş nasıl bu kadar kolay oluyo :)
sadece bir anahtarla değil gerilim ikileyici devre ile oluyor bu iş:))

girişteki doğrultucu devre ve seri bağlanmış çift kondansaröt bize bunu sağlıyor biz sadece giriş gerilimini uygulayacağımız yeri değiştirmiş oluyoruz o anahtarla:))

Adnancoskun

Ellerine sağlık gayet güzel bir çalışma, ve faydalı bir çalışma olmuş, yeniden ellerine sağlık, eminim ki birçok genç bu hesaplamalar için can atıyordu.....
Tanrı Türk'ü Korusun ve Yüceltsin.

kifvet

22 Mart 2015, 21:54:55 #23 Son düzenlenme: 22 Mart 2015, 21:55:41 kifvet
Alıntı yapılan: Adnancoskun - 22 Mart 2015, 21:46:34Ellerine sağlık gayet güzel bir çalışma, ve faydalı bir çalışma olmuş, yeniden ellerine sağlık, eminim ki birçok genç bu hesaplamalar için can atıyordu.....
@Adnancoskun
İnsanlara faydalı olabiliyorsam ne mutlu bana hocam:)yalnız bir konu daha var tl494 ile ilgili bir konu vardı o konuyu sürekli güncelleyeceğim ama mesajlarda bir süre sonra düzenleme linki kalkıyor. bunun bir çözümü var mı ?konu dağınık olmasın toplu kalsın istiyorum:)

actros_5457

anladım anladım:)
köprüdeki iki diyot devreden çıkıyo 110 voltta:) ve yarımdalga veriyor çıkışta

kifvet

Bu proje için ses seda çıkmadı:)Nerde bizim SMPS meraklıları:)Konu başlığına SMPS eklemedim diye ilgi çekmedi sanırım:))

serkan_48

Ahh ahh ici beni disi seni yakar dostum. Ugrasmayi cok istiyorum ama malesef evde siki yonetim var.

kifvet

Alıntı yapılan: serkan_48 - 24 Ekim 2015, 17:36:54Ahh ahh ici beni disi seni yakar dostum. Ugrasmayi cok istiyorum ama malesef evde siki yonetim var.
Abi herşeyin bi çözümü vardır elbet:)Yok mu bulunan bi ortak anlaşma ya:)Evi ortadan ikiye ayırsanız filan???:)

serkan_48

Alıntı yapılan: kifvet - 24 Ekim 2015, 17:44:16Abi herşeyin bi çözümü vardır elbet:)Yok mu bulunan bi ortak anlaşma ya:)Evi ortadan ikiye ayırsanız filan???:)

Dostum,

Oyle bir yaklasimda bulundum bana komurluk dustu bu nasil bir adalettir anlamadim.

kifvet

Alıntı yapılan: serkan_48 - 24 Ekim 2015, 17:53:49Dostum,

Oyle bir yaklasimda bulundum bana komurluk dustu bu nasil bir adalettir anlamadim.
kötü olmuş abi ya :-( Senin balkon güzeldi ama kapatmak sıkıntı işte :D

serkan_48

Alıntı yapılan: kifvet - 24 Ekim 2015, 17:55:45kötü olmuş abi ya :-( Senin balkon güzeldi ama kapatmak sıkıntı işte :D

Ev benim olsa hemen kapaticam ev benim degil kiradayim.

kifvet

Alıntı yapılan: serkan_48 - 24 Ekim 2015, 17:57:49Ev benim olsa hemen kapaticam ev benim degil kiradayim.
Giderken sökeceğin bişey yapamaz mısın yada kiradan düşülebilecek bişey:)

serkan_48

24 Ekim 2015, 18:05:33 #32 Son düzenlenme: 24 Ekim 2015, 18:06:16 serkan_48
Ev sahibine para deme paraa gozleri cikiyo saclari dikiliyo agzindan ates cikiyo

Tasvir edebildimmi

Sokup tasinir bisey degil dostum olsa. Neyse konuyu dagitmayalim devre guzel olmus. Ne zaman modifiye ediyoruz ?  ☺☺

kifvet

Alıntı yapılan: serkan_48 - 24 Ekim 2015, 18:05:33Ev sahibine para deme paraa gozleri cikiyo saclari dikiliyo agzindan ates cikiyo

Tasvir edebildimmi

Sokup tasinir bisey degil dostum olsa. Neyse konuyu dagitmayalim devre guzel olmus. Ne zaman modifiye ediyoruz ?  ☺☺

serkan_48

Eline saglik calismalarinin devamini dort gozle bekliyoruz. Dediklerinin yarisini teknik anlamda anlasamda senin bilginin benimkinin cok kati oldugunu gorebiliyorum. Sizler on ayak olunki bizler devamini getirelim. Fikir katamiyoruz  manevi destekliyoruz.