Ana içeriğe git
elektronikprojeler
Konu: Smps trafo  (652 Kez okunmuş)

Smps trafo

Merhabalar iyi çalışmalar. Bu devre üzerinde çalışıyoruz. Bu devreyi kullanacağız. L3 üzerindeki gerilimin nasıl her zaman sabit kaldığını merak etmekteyiz. Geri besleme ve tetikleme sonrasında L1 ve L2 üzerindeki gerilim değişmiyor mu? L3, L1 ve L2den etkilenmiyor mu? Etkilenmeyip nasıl sabit bir sinyal verebiliyor? Belki çok basit bir soru bilemiyorum ama bir cevap bulamadık. Yardımcı olursanız çok sevinirim.

Ynt: Smps trafo

Yanıt #1
Bir trafo seçtim. Smps trafosu. Bu trafonun endüktans değerini hesaplamak istiyorum. Datasheeti budur. Yardımcı olursanız çok sevinirim.

Ynt: Smps trafo

Yanıt #2
Merhabalar iyi çalışmalar. Bu devre üzerinde çalışıyoruz. Bu devreyi kullanacağız. L3 üzerindeki gerilimin nasıl her zaman sabit kaldığını merak etmekteyiz. Geri besleme ve tetikleme sonrasında L1 ve L2 üzerindeki gerilim değişmiyor mu? L3, L1 ve L2den etkilenmiyor mu? Etkilenmeyip nasıl sabit bir sinyal verebiliyor? Belki çok basit bir soru bilemiyorum ama bir cevap bulamadık. Yardımcı olursanız çok sevinirim.

L3 deki dalga şekli tamamen Q1 mosfet'inin anahtarlamasıyla (açılıp kapanması) oluşur. Az çok aşağıdakine bezer bir sinyal görmen lazım orada. Eğer görmüyorsan, mosfet gate'ine bak, orada mosfet'in açıp kapatan PWM sinyal olması lazım.

Elektrik sayacı döndürücüsü ...

Ynt: Smps trafo

Yanıt #3
Bir trafo seçtim. Smps trafosu. Bu trafonun endüktans değerini hesaplamak istiyorum. Datasheeti budur. Yardımcı olursanız çok sevinirim.
 3 ve 1 terminalleri arasındaki endüktansın 1.73 mH olduğu datasheet'te belirtilmiş zaten. Sen başka iki nokta arasındaki endüktansı hesaplamak istiyorsan, kabaca sarım oranlarına göre bir sonuç elde edebilirsin. Ama buna gerek yok. Bir LCR metre edin (veya okuldaki laboratuvarda da vardır) ve onunla ölç.
Elektrik sayacı döndürücüsü ...

Ynt: Smps trafo

Yanıt #4
L3 deki dalga şekli tamamen Q1 mosfet'inin anahtarlamasıyla (açılıp kapanması) oluşur. Az çok aşağıdakine bezer bir sinyal görmen lazım orada. Eğer görmüyorsan, mosfet gate'ine bak, orada mosfet'in açıp kapatan PWM sinyal olması lazım.


Evet. Bu sinyali alıyorum zaten. Fakat sormak istediğim bu değil. L2 entegreyi besliyor. L2 primere göre değişmiyor mu? Yani geri beslemeden önceki ve sonraki değer, entegreyi beslemek için nasıl sıkıntı çıkartmıyor?

Ynt: Smps trafo

Yanıt #5
Evet. Bu sinyali alıyorum zaten. Fakat sormak istediğim bu değil. L2 entegreyi besliyor. L2 primere göre değişmiyor mu? Yani geri beslemeden önceki ve sonraki değer, entegreyi beslemek için nasıl sıkıntı çıkartmıyor?
Devrenin doğru olduğunu biliyorum. Sadece aklıma böyle küçük şeyler takılıyor. Sinyaller doğru, devre doğru. Fakat kafam karışıyor.

Ynt: Smps trafo

Yanıt #6
Evet. Bu sinyali alıyorum zaten. Fakat sormak istediğim bu değil. L2 entegreyi besliyor. L2 primere göre değişmiyor mu? Yani geri beslemeden önceki ve sonraki değer, entegreyi beslemek için nasıl sıkıntı çıkartmıyor?

LT1244 ün beslemesi için iki yol var. Birincisi, daha hiçbirşey çalışmıyorken, ilk giriş voltajı verildiğinde, R13 üzerinden besleniyor. İkincisi, devre artık çalışmaya başladıktan sonra, D2, R8 üzerinden. Her iki durumda da LT1244 e uygulanan voltajı sabit tutan zenerler kullanılıyor (D4, D6). O yüzden hem giriş şebekesinden, hem de L2 üzerinde oluşacak değişikliklerin LT1244 voltajına bir etkisi olmaz (bu voltajlar zener voltajı altına düşmedikçe, ki tasarımda uygun marjlar konarak bunun böyle olduğu garantiye alınmıştır).

Devrenin doğru olduğunu biliyorum. Sadece aklıma böyle küçük şeyler takılıyor. Sinyaller doğru, devre doğru. Fakat kafam karışıyor.

Kafana takılan herşeyi sor, bildiğim bir konuysa yardımcı olmaya çalışırım.
Elektrik sayacı döndürücüsü ...

Ynt: Smps trafo

Yanıt #7
LT1244 ün beslemesi için iki yol var. Birincisi, daha hiçbirşey çalışmıyorken, ilk giriş voltajı verildiğinde, R13 üzerinden besleniyor. İkincisi, devre artık çalışmaya başladıktan sonra, D2, R8 üzerinden. Her iki durumda da LT1244 e uygulanan voltajı sabit tutan zenerler kullanılıyor (D4, D6). O yüzden hem giriş şebekesinden, hem de L2 üzerinde oluşacak değişikliklerin LT1244 voltajına bir etkisi olmaz (bu voltajlar zener voltajı altına düşmedikçe, ki tasarımda uygun marjlar konarak bunun böyle olduğu garantiye alınmıştır).

Kafana takılan herşeyi sor, bildiğim bir konuysa yardımcı olmaya çalışırım.
R13 üzerinden uA cinsinden akım geçiyor. Entegreyi beslemek için yeterli midir?

Ynt: Smps trafo

Yanıt #8
Yani giriş voltajında ilk anda devre R13 üzerinden  nasıl beslenebilir? 

Ynt: Smps trafo

Yanıt #9
Yani giriş voltajında ilk anda devre R13 üzerinden  nasıl beslenebilir? 
R13'ün bağlı olduğu yer 200VDC besleme. R13 ve zener kombinasyonu, entegrenin ihtiyacı olan gücü verecek şekilde belirlenmiştir. Sadece entegrenin içindeki kontrol devresini besliyor o devre. Trafoları anahtarlayan MOSFET direkt olarak 200VDC'den enerji alıyor.
Elektrik sayacı döndürücüsü ...

Ynt: Smps trafo

Yanıt #10
Teşekkürler. Şimdi anladım. Smps amacı çıkışta her zaman sabit gerilim ve istenilen akımı almak öyle değil mi? Bu devre üzerine çalışıyoruz. Çıkıştaki yükü biraz değiştirdiğimizde, çıkış gerilimi ve akımında istenmeyen farklar görüyoruz. Devrenin amacı akım kontrol yapmak değil mi? Curret sense bacağından bu kontrolün çıkışını vermesi gerekiyor. Biz sonuç olarak güç kartı yapacağız. Yani bir adaptör, yani yükteki değişimlerde çıkış gerilimi hep 12 V versin isteriz. Akımda istenilen sınırlarda verilsin. Bu durumu nasıl sağlarız? Bir fikriniz var mı? Karışık anlatmış olabilirim sorunumu.

Ynt: Smps trafo

Yanıt #11
Çok güzel sorular soruyorsun kardeşim. Gerçekten anlamaya ve öğrenmeye yönelik sorular!

Evet, SMPS'de amaç, çıkış voltajının sabit kalması, ve SMPS için öngördüğümüz akım değerini sağlayabilmesi. Ama burada dikkat et! Çıkışta voltaj SABİT olacak, ama akım değişebilir, ve değişecek de. Amacımız akımın sabit olması değil. Amacımız, örneğin 3 Amper'e kadar akım alabilmek. Yani 0 - 3 Amper arasında her türlü akım çekilebilir, ve her bir akım değerinde de bizim SMPS ayarlanmış olan çıkış voltajını verebilmeli.

SMPS kontrol devrelerinde, SMPS trafosunu süren MOSFET'in drain akımına bakarak kontrol çok yaygın bir yöntemdir. MOSFET drain akımına bakmaktaki amaç, SMPS çıkışında sabit akım çekilmesini sağlamak değildir. Burada iki amaç vardır:

1) MOSFET drain'den geçen akımdaki değişim ile SMPS trafo sekonderindeki voltajın değişimini birebir ilintilidir. O yüzden MOSFET drain akımına bakarak çıkıştaki VOLTAJIN kontrolünü ve sabitlenmesini sağlamak mümkün.

2) MOSFET drain akımını takip ederek, MOSFET'in güvenli çalışma şartları altında olduğundan emin olabiliriz. Akım değerleri aşırı yükseldiğinde SMPS'i koruma moduna sokabiliriz.
Elektrik sayacı döndürücüsü ...

Ynt: Smps trafo

Yanıt #12
Eğer yük arttığında voltaj fazla düşüyorsa, bu şunlardan dolayı olabilir:

1) SMPS trafosu, istenen çıkış akımını verebilecek güçte olmayabilir

2) SMPS sekonderinde kullanılan doğrultucudaki filtreleme kapasitörlerinin ESR'si fazla yüksektir ve o yüzden yük artınca gerilim biraz sarkar. SMPS sekonderinde "low ESR" elektrolitik kullanın.

3) Belki de istediğiniz hedef fazla iddialıdır. Standart bir SMPS ile elde edilebilecek şebeke regülasyonu ve yük regülasyonu genel olarak lineer regülatörler kadar iyi olmayacaktır. Eğer çok iyi şebeke ve yük regülasyonu gerekiyorsa, belki de SMPS çıkışını bir lineer LDO ile regüle etmek gerekebilir.
Elektrik sayacı döndürücüsü ...

Ynt: Smps trafo

Yanıt #13
Anlıyorum. Teşekkürler. Çok faydalı bilgiler veriyorsunuz. Amacımız öğrenmek.
Bu tip trafoları nereden temin ediyorsunuz? Bu paylaştığım datasheette alibabadan bir tedarikçiden aldım. Fakat sadece primer sargı induktansını yazmışlar. Başka forumdan biri smps çalışma mantığını görmem için önerdiği simulasyon programı LTspice. Zaten devre şemasında görüyorsunuz. Bu çeşit bir devre kullanacağız. Entegre pahalı olduğundan uc3843 kullanacağız. Bu programdan simulasyon kolayca görülüyor. Endüktans değerlerini değiştirince çıkıştaki gerilim sabit tutuluyor. Bu çeşit trafolarda sekonder endüktans değeri paylaşılmamış. Bunun nedeni ne olabilir? ani bu kadar önemli bir bilgiyi neden bu çeşit trafoların datasheetinde paylaşmamışlar? Şuan temin edemeyiz. Bi şekilde hesap yapıp sekonder endüktans değerini yazıyoruz. Bu değerin doğruluğu olası. Yanlış da olabilir. Kesin hesap yapabileceğim. Bu datasheetten sekonder değerleri bunlardır diyebileceğim bir yöntem var mı?

Ynt: Smps trafo

Yanıt #14
İlk gönderdiğim devre şeması bu simulasyon programının kendi tasarımı. Bu şekilde bir değişiklikler oldu. Ve burada kullanılan trafonun datasheeti eklenmiştir. Şuan güzel sonuçlar alıyoruz. Fakat şüphe var sekonder endüktans değerleri acaba doğru mu?
Buradaki değerler ilk devredeki orana benzer şekilde denenerek bulunmuştur. Sonuç güzel çıkış güzel. Fakat şüphe var. Bu konudaki yorumunuz nedir?

Ynt: Smps trafo

Yanıt #15
Bu devrenin amacını biliyoruz. Trafoyu izole etmek amaçlı kullanıyoruz değil mi? Aynı görevi izolesiz trafosuz devreler de görüyor. Bu tasarımda görüyorum ki çıkıştaki gerilimin sabit olmasını trafonun endüktans ayarları, sarım ayarları değiştiriyor. Bu nasıl oluyor? Bazı endüktans değerleri datasheette verilmemiş bile. Gerilimin sabit kalmasını entegreye bağlanan komponentlerin değerleri sağlaması gerekmiyor mu? diyelim ki şuanda bu devreyi tasarladık. Bu trafoyu satın aldık ve kullandık. Tasarım endüktans değerlerine göre oldu. Datasheetinde bu değerler yazmıyor. İleriki zamanlarda üretici firma endüktans değerini değiştirebilir. Nasıl olsa datashette belirtmiyor. Devreye bağladığımızda yanlış sonuçlar alırız bu durumda. Yani böyle bir tasarımda bu trafoyu kullanacaksak bence trafonun değerleri değil başka komponent değerlerinin önemli olması gerekiyor. Kusura bakmayın fazlasıyla hakim olmak istediğimiz için böyle detaylara takılıyorum. Sormak istiyorum. Yardımcı olursanız çok sevinirim. İyi çalışmalar.

Ynt: Smps trafo

Yanıt #16
Bütün  SMPS'ler trafosuz da yapılabilir. Bunlara daha yaygın olarak DC/DC converter de deniyor. Ama ticari olarak şebekeden çalışan bir cihazın güç kaynağının trafolu olması şarttır ve bunu düzenleyen yasalar ve standartlar da vardır. Yoksa bu çok büyük bir güvenlik açığı olur ve elektrik çarpmalarına bağlı birçok ölümler olur.

İyi tasarlanmamış trafolu SMPS'lerde bile çarpılmalara bağlı ölümler oluyorken (banyoda telefonunu şarj ederken meydana gelen ölüm haberlerini duymuşsundur), trafoduz SMPS'leri tüketici cihazlarında kullanmak hayal bile edilemez. Trafosuz SMPS'ler ancak tüketicinin müdahale edemeyeceği, tamamen kapalı sistemlerde mantıklıdır.

Sekonder endüktansına gelince, bunu bilmenin nasıl bir faydası olacağını düşünüyorsun? Bunun ancak, sekonderdeki clamping devresinde en optimal (en ucuz) parçayı kullanmak istediğinde bir anlamı olabilir. Ama clamping devresine genelde baya dayanıklı bir shottky diyot konuyor ve bu da gayet güzel iş görüyor. Sekonder endüktansı istenmeyen bir durumdur ve yarattığı olumsuzluklar nedeniyle de clamping devresine ihtiyaç doğurur. Yani SMPS çalışmasına katkı sağlayan birşey değildir.

SMPS trafoda en önemli parametreler çalışma frekansı, sarım oranları, tel çapları ve nüvesinin karakteristik özellikleri. Sarım endüktansları sadece kullanılacak clamping devresi ve snubber devresinin tasarlanabilmesi için belirtiliyor
Elektrik sayacı döndürücüsü ...

Ynt: Smps trafo

Yanıt #17
Bu paylaştığım devre LTspice programında tasarlanmıştır. Ve trafo bilgisi için sadece endüktans değerleri girilmiş. Sarım oranı bilgisi yok. Bu yüzden endüktans değerlerini değiştirdiğimde devre smps olmaktan çıkıyor. Buradaki simulasyonda endüktans değerleri, çıkıştaki gerilimin sabit olup olmamasına karar veriyor. Çünkü başka parametre girilmemiş. Endüktans değeri bu yüzden kafamı karıştırıyor. Önemli olan sarım oranı diyorsanız. Bütün sargılardaki endüktans değerlerini belli bir oranda azaltıp arttırdığımda ben yine istenilen sonuçları alıyorum. Bu durum olası bir durum mu?

Ynt: Smps trafo

Yanıt #18
Hiç biryerde böyle bir açıklama bilgi görmedim ama, Sarım oranı ile endüktans oranı arasında nasıl bağlantı var? Bu endüktans oranı smpsye nasıl karar veriyor?

Ynt: Smps trafo

Yanıt #19
Smps trafosu nasıl kullanılır? Oranları ne olmalıdır? Trafonun sarım oranı yada endüktans oranları devreyi nasıl etkiler? Üzgünüm gerçekten kafam çok karıştı. Kullandığım simulasyonda endüktans değerlerinin her şeye karar vermesi ve kullanmak istediğim trafonun datasheetinde endüktans değerlerini yazmamaları çok kafamı karıştırdı.  :(

Ynt: Smps trafo

Yanıt #20
Sekonder sargı, primer sargısının hemen üzerindedir. Nüve malzemesi aynı. Bu durumda endüktansı tek belirleyen şey, tel sarım sayısı. Yani primer'de 50 tur var ve endüktan 1 mH ise, sekonderde 25 tur varsa, endüktans değer 0.5 mH dir. Aslında 0.5 mH den biraz azdır çünkü sekonder sargının çapı primerden biraz fazla olacaktır, ama neticeyi değiştirecek bir fark da değil.

Sarım oranı ile kastettiğim de şu: Eğer primer 50 tur, sekonder 25 tur ise burada sarım oranı 1/2 oluyor. Voltaj dönüşüm oranı da 1/2 olacaktır. Sekonder tel çapı da akım verme kapasitesini belirliyor.
Elektrik sayacı döndürücüsü ...

Ynt: Smps trafo

Yanıt #21
Buradaki datasheette primer sarım sayısı 83, Sekonder 13 mesela. Bu oran ile endüktans değerleri arasında bir bağlantı var değil mi? Ben o bağlantıyı yakalayamıyorum.

Ynt: Smps trafo

Yanıt #22
Bu devrede bu trafo kullanıldı. Söylediğiniz değerler ile buradaki endüktans değerleri uyuşmuyor. Ve bu attığım devre sorunsuz sıkıntısız çalışıyor, simulasyonda. Çok soru soruyorum sizi sıkıyorum belki de kusura bakmayın. 

Ynt: Smps trafo

Yanıt #23
Biliyorum, tam istediğin cevabı alamıyorsun, parça parça bilgi bunlar, ama sıfırdan, her faktörü hesaba katarak flyback SMPS tasarımını ben de bilmiyorum. Sadece her komponentin parametrelerinin ne anlama geldiği ve devreyi nasıl etkilediği konusunda sana fikir vermeye çalışıyorum.

SMPS tasarımı ile ilgili, bu işi öğrenmek için en iyi kitaplardan olan, üç tane kitap var elimde, bu kitapların amazon linklerini buraya ekliyorum. Eğer ingilizcen iyi ise bunları amazon'dan ısmarlayabilirsin.

Switching Power Supply Design and Optimization, Second Edition, Sanjaya Maniktala

Switch-Mode Power Supplies, Second Edition: SPICE Simulations and Practical Designs, Christophe P. Basso

Switching Power Supply Design, 3rd Ed, Abraham I. Pressman, Keith Billings, Taylor Morey
Elektrik sayacı döndürücüsü ...


Ynt: Smps trafo

Yanıt #25
Biliyorum, tam istediğin cevabı alamıyorsun, parça parça bilgi bunlar, ama sıfırdan, her faktörü hesaba katarak flyback SMPS tasarımını ben de bilmiyorum. Sadece her komponentin parametrelerinin ne anlama geldiği ve devreyi nasıl etkilediği konusunda sana fikir vermeye çalışıyorum.

SMPS tasarımı ile ilgili, bu işi öğrenmek için en iyi kitaplardan olan, üç tane kitap var elimde, bu kitapların amazon linklerini buraya ekliyorum. Eğer ingilizcen iyi ise bunları amazon'dan ısmarlayabilirsin.

Switching Power Supply Design and Optimization, Second Edition, Sanjaya Maniktala

Switch-Mode Power Supplies, Second Edition: SPICE Simulations and Practical Designs, Christophe P. Basso

Switching Power Supply Design, 3rd Ed, Abraham I. Pressman, Keith Billings, Taylor Morey

:) Teşekkür ederim