Puls Trafosu Hakkında

Başlatan kifvet, 07 Eylül 2014, 17:51:33

kifvet

Bir süredir smps konusu ile uğraşıyorum ancak bir konuda takıldım.Öncelikle biraz açıklama yapıp sonra soru soracağım.kullandığım topoloji half-bridge.kullandığım entegre ise tl494.ilk başlarda bjt transistör ile deneme yaptım ve devreyi tam verimli olmasa da çalıştırdım şimdi ise mosfet ile yapmak istiyorum fakat bu entegreye uygun puls trafosu süren devreyi bir türlü kuramadım.girişten kare dalga verip çıkıştan kare dalga alabildiğimiz bir sürme şekli var mı?bulduğum devrelerde kare dalga elde ediyorum ama tam şekli ile değil duty cyle ile oynadığım zaman kare dalga şekli bozuluyor ve bu da devreyi olumsuz etkiliyor.yardımlarınızı bekliyorum bu kısmı bitirdiğimde elimden geldiğince half-bridge topolojisi ile bir smps yapımı konusu açağım.

toyer

bilgisayar güç kaynaklarında pulse trafolarıyla sürülür sistem. onları incelemeniz faydalı olacaktır düşüncesindeyim.

kifvet

o trafolari da inceledim sürücü kısımlarını da inceledim fakat şöyle bir durum var onlar bjt sürdükleri için düşük akımla sürülebiliyorlar akım düştüğü için trafo rahat sürülebiliyor.(lenz yasasından dolayı).fakat mosfet sürmek için bjt base akımından daha yüksek akım ve voltaj gerekiyor.dolayısı ile primer akımıni da artırmalıyız.fakat primer akımı artınca dalga şekli bozulmaya başlıyor psu trafo devresine uyarladığım zaman.daha farklı sürme şekillerini kullanılması gerektiği kanaatindeyim:-)(full veya half bridge gibi)tl494e uyarlayamadım ama bu teknikleri:-)

toyer

#3



dalga seklinin bozulması tl494 ün cıkıslarının yeterli akımı veremiyor olması olabilir mi ? (200 mA cıkıs verebilir onlar )
 pulse trafosuyla sümeniz sart mı?  npn pnp transistorlerlede sürebilirsiniz. veya daha farklı sürme yöntemleriyle.  ir2110 gibi sürücü entegrsiyle  gibi...

kifvet

tahminimce değil çünkü ayrıca dışarıdan bir transistorle sürüyorum bd139ti galiba.tl494 transistorunu sadece trafoyu süren transistorleri sürüyorum psuda c945 transistorlerin sürüldüğü gibi.yüksek voltajda anahtarlama yapacağım için izolasyon şart ve sürücü entegreleri kullanmamamin sebebi trafo sistemini öğrenip burdaki ve başka insanlara faydalı olacak şekilde anlatıp yardımcı olmak.internette çok aradım ama detaylı bir açıklama bulamadım bu konuda.bu eksikliği doldurmak için bu konuda çalışma yapıyorum:-)

toyer

pulse trafosunun tasarımında sıkıntı olabilir mi? pulse trafolarını neye göre seciyoruz yada nasıl hesaplıyoruz?

kifvet

olaya tam hakim değilim ama önemli olan şey trafonun endüktansi.düşük endüktanslı olan trafolarda dalga şekli bozuluyor veya hiç görünmüyor aynı şekilde endüktansi çok yüksek olan trafolar için de geçerli.orta endüktansta mesela psulardan baktığım da 3 ve 2 mH civarında kare dalgayı yakalayabiliyorum:-)
[mergedate]1410109430[/mergedate]
trafonun büyük veya küçük olması ise bizim kullanacağımız güç ile alakalı aslında pulse trafosu ve devresi minik bir smps devresi gibi düşünülebilir pek bir farkı yok:-)


kifvet

teşekkür ederim sayın seron:-)trafo tasarımıni yapıyorum hatta hazır sarılanlari da kullanıyorum acaba sürme konusunda da sıkıntı var bence.sanırım halfbridge ve fullbridge sürme devreleri hakkında da bilgiye ihtiyaç var bu konuda bilgisi olan elinde pratik devreler olan var mi?!

toyer


kifvet

arattırdim bu tip elimde dokümanlar var ama hesaplamaları anlayamadım daha doğrusu bulamadım sayın toyer:-)

toyer

sayın kifvet bir serzeniş hissettim :) 
ancak çözümü bu dökümanlarda bulacağız bence. bu işi ilk yapan adam örnek devreden bulmamıstır sanırım çözümü :)




kifvet

serzeniş derken sayın toyer?!:-)elbette bulmamıştir ama bizde nerde o bilgi biz amatör olarak olarak yapıyoruz:-)çok kafa patlattım çok araştırdım ama bulamadım kafayı yiyecek haldeyim:-).yalnız dikkatimi çeken birşey oldu aynı devrede c945 yerine tip112 darlignton transistor koyup 13,8 volt 40 amper half bridge smps devresi var hatta 320volt sitesinde olması lazım.darlignton transistor kullanmanın bi farkı önemi olabilir mi sayın toyer?!:-)

toyer

#13
devre hangisi?

yaptiginiz denemelerde pulse trafosuna yuk baglıyormusunuz? 
trafonun primerinde voltaj kaç volt kare ? cıkısta kaç volt kare var?

kare dalga verdiğiniz trafodan yine kare dalga almanız lazım. pulse trafosu olması bunu değiştirmez. (normal bir smps trafodan farkı yoktur cunku ) yaptiğiniz sürücü devrede sorun olmalı. paylaşırsanız daha kolay yorum yapabiliriz bence.

kifvet

#14
evre şemasını su an dışarıda olduğum için paylasamiyorum yarına koyacağım en geç ve iki üç devre şeması var.osiloskop görüntüleri ve devre şeması ile beraber koyacağım hepsini diğer arkadaşlarda faydalansin:-)bu arada yardım ve yorumlarınız için çok teşekkür ederim sayın toyer:-)
trafoya yük bağlamıyorum ölçüm yaparken girişte 12v kare ve çıkışta da aynı şekilde:-)benim tahminimce de sorun sürücü devrede ama bilmiyorum neresinde tam olarak.
[mergedate]1410129898[/mergedate]
kontrol katı

sürücü devre 1

sürücü devre 2

toyer

Dalga sekli bozuluyordan kastiniz nedir?
Düşük sifira yakin duty deki bozulmayimi kastediyorsunuz

kifvet

#16
evet o bozulma da var ama tam olarak o değil. duty cycle %20den daha az olduğu durumlarda osilasyon yapıyor.fakat beni dediğimde kare dalganın genişliği değiştiğinde örneğin %40 olduğunda kalan kısmın potansiyeli sıfıra inmiyor bir miktar (1volt civarı)tepe değeri görülüyor resimdeki gibi.ve kare dalganın tepe kısmı da şekildeki gibi bu bozulma normal mi yoksa sürücü devreden kaynaklanan bir durum mu var?!resimdeki orta çizgi osiloskopun ikinci kanalı ve sıfır potansiyel çizgisinin belli olması için koydum.

toyer

#17
bu ölçtüğünüz trafo çıkışı mı?  bu normal olması lazım .

kifvet

evet çıkışı.giriş kisminda da aynı görüntü var.

[mergedate]1410284605[/mergedate]
normal olması lazım derken?!görüntü normal mi yoksa farklı mi olması gerek.burda duty cycle %25 civarında her iki dalga için.
[mergedate]1410284676[/mergedate]
ve burdaki görüntüyü veren sürücü devre önceki mesajdaki 2.sürücü devre.

toyer

#19
Görüntü normal bence öyle olması lazim.  Cikisa fetleri takip fetlerin drainlerini bağlamadan gate sinyallerini kontrol ettiniz mi   

kifvet

yüksek kalan kısmın feti lineer bölgede çalıştırıp ısınmasına ve bir miktar da half bridge de bundan dolayı kısa devre yaptırma ihtimali var mi?!direk gateye bağlamadım arada bir sürücü devre var iki diyot ve pnp transistorle sanırım totem pole sürme yöntemiydi.o devre ile birlikte bağladım fete ve o sıfırdan yüksek kalan kısım genlik olarak azaldı ama kaybolmadi.eve gittiğimde o osiloskop görüntüsünü de koyayim buraya.

toyer

#21
güzel bir soru sordunuz ve bende sorunun cevabını merak ediyorum.  ama feti sürmesine ihtimal olmaması lazım 2 sebebten dolayı  o yuksek kalan kısım gerçekte emitter donusu olacak yani toprak gibi düşünün. (trafo izolasyonu var trafonun bir ucu  + voltaj diğer ucu - voltaj sonucta)

diğer bir sebepte o yuksek kalan kısım fetin Vgs tresholt voltajından fazla değildir. hatta yarısı bile değildir. kullandıgınız fetin theshold voltajı 4-5 voltur tahminimce.

sıkıntı olmamalı diye düşünüyorum.


fetlerle yuksek voltaj sureceksiniz sanırım.   ilk önce dediğim gibi fetlerin drainlerini artı baraya baglamadan gate sinyallerini kontrol edin. gate sinyalleri duzgun mu. sorun yoksa emin olmak icin yuksek dc voltaj vermeden atıyorum 12 volt la besleyin fetlerin drainlerini.  +12 voltla fetlerin drainlerinin arasına seri atıyorum 3 amperlik yük sürüyomus gibi  4 Ohm direnç baglayın.  devreyi sürün. drainlerindeki voltajı ölçün.    gördüğünüz voltaj   fetin o sıcaklıktaki  iletim direnci yani ( Rds)     Rds x 3 A   Volt olmalı gibi. boylece fetlerin 3 amper akıtırken sürücü devreniz tarafından tam olarak sürülebildiğini de test etmiş olursunuz.   


kifvet

evet yüksek voltaj süreceğim 220acden 5-30vdc çıkış alabilecek bir konvertör yapmak istiyorum.birinci dediğiniz fikirde biz bu gerilimi gate ve source yani toprak arasında ölçüyoruz yani gatede bu voltaj var ve treshold voltajindan düşük olması feti lineer bölgede çalıştıracak.ve akım alternans yaptığı için kısa devreye de sebep olabilir çünkü bu bölgedeki duty cycle hiç değişmiyor ve 0.8Tden fazla.bu da feti kısa devre yaptırır düşüncesindeyim.dediğiniz test yöntemi aklıma gelmemişti teşekkür ederim :-) test yöntemini elime geçen ilk fırsatta deneyip size sonuçları burdan iletirim:-)

toyer

#23
yanlış düşünüyor olabilirim emin değilim ama kastettiğim şey bu.
iletim şarti Vg tin Vs dan Vtheshold kadar  en az yuksek olması.    Vs 5=volt   V gate = 7      Vthreshold = 5 ise iletim olmaz gibi.




kifvet

treshold voltaji feti doyuma götürmek için gereken voltaj olması lazımdı değil mi?!bende emin değilim.yalnız osiloskopta o ölçülen değer source yi sıfır kabul edip (yani orada voltaj olsa bile yine de sıfır)yani referans alıp gatenin oraya göre potansiyelini gösteriyor fikrimce bu da o voltaj gatenin sourceye göre voltaji demek.aklıma takılan diğer bi soru ise biz burda akım yönünü değiştiriyoruz pulse trafosunu simetrik şekilde sürmüş olsaydik fark eder miydi acaba?!

toyer

#25
hayır treshold iletime giriş linear regiona yani  voltajı olması lazım. yanlış biliyor olabilirim ama doğru sanırım :)

 trafoyu ortadan besleyerek se kastettiğiniz fark olmazdı. gördüğünüz sinyal normal. oyle oluyor diye hatırlıyorum.   

kifvet

#26
sanırım istenilen sonuca ulaştık:-)

burda da fet için bi grafik.burda da 1voltta bile saturasyon bölgesine girebildigini gösteriyor:-)

toyer

#27
on numara olmuş.  birde drainlerde ki duruma bakın.  salınım malınım var mı. snubber lazım mı :)

fetine baglı dedimya hocam. V treshold önemli.      basit deneme yapın irfz44 veya herhangi bir fete gatesine voltaj verin iletiyor mu bakın. 



threshold aşılmadan iletmez.   siz bide pulse ile sürüyorsunuz verdiğiniz pulse gate kapasitörünü bile sarj edemez.  iletime geçmez yani. :)


bu arada trofo sonrası sürü kısmının devresini paylaşırsanız sevinirim. 

kifvet

#28
tabiki paylaşırim:-)birazdan çizip hemen koyarım:-)salınim var evet ama sunubber nasıl yapılır onu bilmiyorum bundan sonraki sorum da o olacaktı aslında:-)devreyi denedim biraz önce ve birazdan fotoları paylasacagim.yalnız stk630 vardı elimde onu kullandım gayet de trafo güzel sürdü osiloskop görüntüsünü de paylasacagim birazdan:-)
[mergedate]1410302657[/mergedate]
pulse devre 1

pulse devre 2

test devre 1

şekil 1
test 1 devresinde osiloskop çıkışına bağlı
irf630 drain görüntüsü

şekil 2
pulse devre 1 kullanılmış
burda drain de herhangi bir yük yok ama yük bağlaninca şekil 4teki gibi oluyor
irf630 gate görüntüsü

şekil 3
pulse devre 2 kullanılmış
burada drainde yük var ve sürücü devreye 3.3v zener konmuş hali.
irf630 gate görüntüsü

şekil 4
burada pulse devre 1 kullanılmış ve drainde yük var
irf630 gate görüntüsü

toyer

#29
fet tarafındaki besleme ve toprak baglantıları nasıl. asıl merak ettiğim o.  yani half bridge ,trafo, sürücü devre besleme ve toprak baglantısı nasıl olacak. trafonun bir cıkısı fetin source a baglı , aynı source birde beslemenin topragı mı baglı ?



fetlerin 2 sinede aynı anda gatelerine scope baglayın. aynı anda iletim vesaire durumunu cek etmek icin.   birde gatelerin yükselme sureleri nasıl? frekansınız kaç?

kifvet

su an devreyi kurdum ölçüm yapıyorum birazdan fotolarla birlikte koyacağım buraya:-)
[mergedate]1410347210[/mergedate]
half bridge 1


half bridge 2


şekil 1
drain voltaji verilmediğinde gate osiloskop görüntüleri


şekil 2, 3 ve 4
half bridge 2 devresinde A çıkışından ölçülen osiloskop görüntüsü
duty cycle %25

duty cycle %50

duty cycle %50


şekil 5 ve 7
half bridge 1de B noktasından ölçülen osiloskop görüntüsü





şekil 7 ve 8
half bridge 1de A noktasından ölçülen osiloskop görüntüsü
duty cycle %50

duty cycle %25

seron


kifvet

arkada pencere olunca yansımış biraz:-)e beni merak eden ordan görür artık seron:-)

toyer

devrelerde kullandıgınız 12 volt besleme 3 tane mi  2 tane mi bir tane mi ?  ayrı ayrı mı yoksa hepsinin toprağı ortak mı?   kontrol ve pulse sürücü trafonun primer tarafı   ,  pulse trafonun seconder tarafındaki +12 besleme  ve topragı gibi.

 

kifvet

#34
özür dilerim onu yazmayı unutmuşum:-)kontrol ve pulse primerini süren 12v ayrı bir güç kaynağı.pulse sekonderi ve half bridge drain 12v güç kayağı ise ayrı yani iki tane güç kaynağı var birisi pulse primerinde diğeri sekonderinde:-)
[mergedate]1410355334[/mergedate]
eklemeyi unuttuğum birşey daha
drainlerde yük varken gate osiloskop görüntüsü
birinci dalga şekli q14e
ikinci dalga şekli q16ya aittir
devre half bridge 1 ve 2
ikisi için de aynı.


burdaki bozulma osiloskopun ortak toprak olması ile alakalı sanırım ayrı ayrı bağladığımda dalga şekli düzgün
[mergedate]1410356785[/mergedate]

birde gate yükselme süresi nedir?!burda frekans tl494un iki kanalından bir kanal başına 30khz yani toplam 60khz.multimetre ile ölctüm frekansı ama osiloskopta biraz farklı gibi geldi.osiloskop görüntülerinde karelerin her biri 10 mikrosaniye yani 10us/div.

toyer

#35
osiloskop kareleri mumkun oldugunca  dusur kaça dusebiliyorsa. atıyorum 100 ns/div gibi.   sonra gateler  sıfırdan 12 volta yani gate sürme voltajına ne kadarda yukseliyor sure olarak.    aynı şekilde 12 den sıfıra ne kadar surede dusuyorlar ona bak.     

dusme suresi   uygulayabileceğin max duty cyle belirlemeni sağlar.   atıyorum yuzde 50 duty fetin biri sıfıra inmeden diğeri iletime geçmemeli gibi.



on off süreleri yani.  bu sureler aynı zamanda fetlerin anahtarlama kayıpları içinde önemlidir.   mumkun oldugunca hızlı kalkmalı ve inmeli.
gerçi bazen cok hızlı yukselişler osilasyonada sebebiyet verebiliyor gibi.

kalkma ve inmeleri hızlandırmada yeteri akımı verebilen sürücü devreyle ve mosfetin kendisiyle alakalı gibi. 

Ton ve Toff süreleri mosfetlerin datasheetinde ki .

kifvet

anladım onları da hesaplayıp paylaşırm:-)burda aslında kafama takılan bir soru var şekil 8de duty %25 olmasına rağmen kare dalga sanki %50 gibi orda.aslında şekil 8in şekil ikiye benzemesi gerekmiyor mu?!

toyer

#37
Bu soruyu ne zaman soracaginizi bekliyordum:) bende 4-5 ay önce sormustum bunu :)

kifvet

ve sordum:-)bu bi hesap hatasından mi devreden mi yoksa eksik birşeyden mi kaynaklanıyor??:-)
[mergedate]1410361244[/mergedate]
cevabını bulabildiniz mi?!:-)

toyer


kifvet


toyer

yuzde 25 dty ile garip drain voltajı gordugun durum
[mergedate]1410367515[/mergedate]
yani yük yerine trafo bagladıgın. bu bir ipucu verebilir.

kifvet

hayır yok zaten ei33 power supplyden söküldüğü gibi o yüzden voltaj sekonderde çok düşük direkt ölçüm yaptim yük bağlamadan.yani diyorsun ki sekonderde yük yok dolayısı ile akım da yok dalga şekli karışıyor mu diyorsun?!

toyer


kifvet

endüktif yük sorun teşkil eden bir durum evet ama pulse trafosunda böyle bir sorun yaşamamistim burdaki sorun endüktif yükün tam olarak nesine bağlı?!akımın 90 derece geriden gelmesi mi etkiliyor?!

toyer

#45
cunku pulse trafosunda full bridge vardı.  yukardaki trafoda half bridge.   sanırım o yuzden yasamadınız.  o kısmı netleştirmek daha dogrusu matematiğe dökmek tam olarak anlamak lazım

kifvet

dediğiniz mantıklı.fakat bu şekilde sürülen devreler nasıl sürülüyor o zaman?!eksik birşey olmalı burda full bridgede ki iki transistor yerine kondansator konulmuş farkı bu aynı mantık ama.

toyer

hayır aynı mantık değil. 

birisinde 12 den altıya, 6 tıdan sıfıra suruluyor.

diğerinde ise sıfır 12 yer değiştiriyor. 

o şekilde sürülenler  de çalışıyor. yani gördüğüz osiloskop değerlerinde duty ayarlıyor aslında.  duty değiştikçe çıkış voltajı buna tepki veriyor. ama osiloskopta yuzde 50 gibi görüyorsunuz.   ama osiloskopa dikkatli bakin görüntüde bi yerde pikler var işte onlar sizin duty leriniz.   aslında fetlerden akım akmıyor. ama voltajı öyle görüyorsunuz.

o durumda gate ve draine birlikte bakın. gateler normal ama drainler gateyi takip etmiyor gözüküyor ama ediyorlar...

suana kadar devreniz osilasyon ve pikleri göz ardı edersek normal calışıyor:)   ( onlar içinde snubber yapacaksınız. )     

o görüntünün normale dondugunude devrenin çıkış kısmı tasarımına geldiğinizde göreceksiniz :)

kifvet

#48
yani sekonderde akım olmadığı için trafo primerde de akım çekmiyor benim anladığım kadarı ile sunubber nasıl yapılır mantığı nedir peki?!ve bir soru daha şimdi orjinal power supplyden çıkan ei33 trafonun primer endüktansi 7mH.çalışma frekansı 30 khz.burdan endüktif reaktans 0,007.2.pi.30000= 1320 ohm çıkıyor.şebeke gerilimi doğrultulup 310vdc primerde kiyiliyor.310/1320=0,235 amper akım geçebilir primerden diye düşünüyorum nasıl oluyorda 2 3 amper gibi akımlar primerden geçebiliyor.sanırım trafo saturasyonu ile alakalı ama mantığı formülü nedir anlayamadım.

yani şimdi devre normal çalışıyor diyorsunuz sunubber ve çıkış filtre hesabı kaldı yani sadece.ve yük bağladığım zaman trafo dutysi ile gate birbirini izler mi peki?!:-)
[mergedate]1410376360[/mergedate]
ve osiloskop biraz eziyet etse de sanırım ton ve toffu buldum:-)
ton=350ns
toff=200ns gibi birşey çıktı
sizce mantıklı uygun bir sonuç mu bu?!
[mergedate]1410377104[/mergedate]
burda trafo primerinde sanki dutyler birbirinin içine girmiş gibi mi görünüyor yoksa bana mi öyle geldi?!:-)bu arada yardım yorum ve önerileriniz için çok teşekkür ederim sayın toyer sayenizde birşeyler daha öğrendim kritik noktalarda:-)

toyer

#49
max duty yi off süreleri ile belirleyin. yani birini açmadan diğerinin kapanması için 200 ns beklemeniz lazım demek. bu durumda yuzde 50 duty yapamazsınız gibi düşünün.   bu süreleri daha da indirebilirsiniz.   mosfetlerin total gate charge   ı daha düsük olanlarından.,  daha hızlı swithing yapabilenlerinden , t on ve t off u daha dusuk olanlardan yani, yada daha fazla akım sağlayabilecek sürücü devreyle bu süreleri azaltabilirsiniz.  azaltmanız size su avantajı sağlar. anahtarlama kayıpları azalır. ama sizin 310 volttan dusuk dc yapacagınız için akımınız az olacak dolayısı ile cok önem arzetmez tahminimce bu uygulamada.  diğer bir avantajı daha yuksek frekanslara cıkabilirsiniz calışırken. yuksek frekanslarda calısabilirsiniz gibi.

trafoyla ilgili hesaplamalar var. smps transformer design diye aratın googlede bişeyler çıkar.



acma kapanma süreleri birde minumum duty cyle süresinde de önemli.  misal sizin örneğinizde   350 ns de fetiniz aciliyor. 200 de kapanıyor.   
periodunuz diyelim 20 us frekans 50 khz yani.   

 

Hızlı Yanıt

Not: Bu konu bir moderatör tarafından onaylanmadan görüntülenmeyecektir.

Adı:
E-Posta:
Doğrulama:
Lütfen bu kutuyu boş bırakın:
IRFP250 Nedir:
kısayollar: göndermek için alt+s veya önizleme yapmak için alt+p'ye basın