SMPS za pojacalo

Celo vece gledam semu, i nije mi jasno kako je R5 "P" dejstvo...
Ako moze samo kratak komentar oko toga. Hvala.

Takodje se pridruzujem cestitkama za predstojece praznike,i da u narednoj godini bude jos koji SMPS,a i ne samo SMPS vec bilo sta u elektronici
Pozdrav.

---

Na zalost, morace malo duzi komentar...

Kontrolni pin TL431 je invertujuci ulaz internog op-amp.
Katoda je open kolektor izlaz istog op-amp, tj. mozemo je posmatrati kao obican izlaz op-amp.

Pojacanje otvorene petlje TL431 je reda 55dB, dakle veliko.

Takodje se mora uzeti u obzir da za relativno malu promenu napona na krajevim LED optokaplera mozemo promeniti struju iste u granicama koje ostvaruju od 0-100% promene nekog dejstva na SMPS IC.

To tek uvecava open-loop pojacanje nekoliko puta.

Treba uzeti u obzir da je ukupno pojacanje celog SMPS odredjeno sa vise faktora:

Ako nas SMPS ostvaruje punu snagu pri nominalnom naponu na izlazu sa duty=60% (ovo je primer, jer moze biti vise od toga ali i manje, zavisno od konstrukcije SMPS), mi mozemo uzeti promenu duty (iz primera) od 0-60% kao promenu
na izlazu SMPS od 0-100%
Dalje, pretpostavimo da nam je potrebna promena struje od 0-1mA na tranzistoru optokaplera za promenu duty od 0-60%, tj. izlaznu promenu od 0-100% celog SMPS.
Pretpostavimo da je CTR optokaplera 50%, iz toga proizilazi da ce nam biti potrebna promena od 0-2mA kroz LED.
Neka nam je na primer napon napajanja TL431 (nas izlazni napon) 12V.

R2 koji sentuje LED mora biti takve velicine da obezbedi neophodnih 1mA napajanja za TL431, a da pri tom ne afektuje LED ciji je tipican napon barijere oko 1,3V (zavisno od tipa optokaplera), iz sigurnosnih razloga cemo odabrati struju od 2mA kroz njega pri naponu barijere od 1,3V. Sledi: 1,3V/2mA=650ohm, posto vrednost nije standardna uzecemo 680ohm, kroz koji ce teci 1,3V/680R=1,9mA napajanja TL431 (sto jos uvek ne provocira struju LED).

Da bismo ogranicili struju LED na bezbednih 20mA, uradicemo sledece: 12V-1,3V(barijera LED)- Usat-tl431 (2V)=8,7V/20mA=435 ohm, uzecemo standardni 470 ohm za vrednost R1, i to ce nam garantovati <20mA kroz LED.

E sada sledi: Za malopre pronadjenu promenu od 0-2mA kroz LED, koja ce izazvati promenu duty od 0-60%, sto ce izazvati promenu od 0-12V na izlazu SMPS pri punom opterecenju (0-100% promene izlaza), trebace nam promena napona od 470R*2mA= 0,94V na R1 (posto napon barijere LED mozemo smatrati skoro konstantnim za tako malu promenu).
Open loop TL431 je 55dB=10^(55/20)=562 puta. 0,94V/562=1,67mV, tj. bice nam potrebno svega 1,67mV promene na kontrolnom pinu TL431 da bi izazvalo promenu na izlazu SMPS od 0-12V. Sa aspekta kontrolnog pina TL431 sada imamo open loop pojacanje od 7186 puta ili 20 log7186= 77dB, sto se ocigledno veoma bitno razlikuje od samog open loop "golog" TL431 (zanimljivo zar ne?).
Nije tu kraj price. Da bi imali stabilisanih 12V na izlazu SMPS, moracemo formirati razdelnik sa R3 i R4. Posto je interni reff od TL431 2,5V, bice nam potreban odnos izmedju R3 i R4 od 12V/2,5V=4,8puta, sto cini atenuaciju naseg pojacanja od 7186/4,8=1497puta.

Konacno, open loop pojacanje naseg novonastalog op-amp, koji se sastoji od celog lanca: TL431, optokaplera, SMPS-a do njegovog izlaza je = 1497 puta, i to ce nam biti konacno moguca granica u kojoj ce integrator (koji cemo tek staviti) moci da iskompenzuje spore promene izlaza. Konacna moguca ostvariva stabilnost izlaznog napona, sa aspekta sporih promena ce biti max. 12V/1497=8mV, sto je teze dohvativa granica ali je moguca (realno ce biti oko 10-tak mV za spore promene opterecenja, pod uslovom da je sve ostalo odlicno "ukomponovano")

Invertujuci ulaz novonastalog op-amp je gornja tacka R3, a izlaz mu je izlaz samog SMPS.

1497 puta je veoma veliko pojacanje.
Kod tolikog pojacanja ce novonastali op-amp raditi kao komparator (sto ne zelimo, a sto bi za sigurno izazvalo oscilacije na razlicitoj ucestanosti od ucestanosti SMPS ).

Stavicemo C1 u lanac povratne veze TL431.
Elemente novonastalog integratora ce formirati interni op-amp od TL431, C1 i paralelna veza R3 i R4 kao donor struje punjenja/praznjenja za C1 (jer izlaz SMPS mozemo smatrati dinamickim kratkim spojem).

Posto mozemo odnos R3 i R4, od potrebnih 4,8 puta za 12V izlaza, odabrati razlicitim setovima R3 i R4, njihovim odabirom mozemo "namestiti" velicinu C1 za zeljenu konstantu integratora (vrednost struje kroz njihovu paralelnu vezu ce odrediti struju kroz C1).
Imamo sada integrator, cija je teznja da teoretski potpuno izravna promenu na izlazu, a prakticno ce moci do onih 1/1497.

Potrebno nam je da "namestimo P pojacanje (sa aspekta PROMENA na izlazu, dakle AC pojacanje celog lanca).

Umetanjem R5 u lanac povratne veze TL431, imacemo redukovano njegovo AC pojacanje na vrednost R5/(paralelna veza R3 i R4)* 2,66 (open loop TL431 od 562 je uvecan na konacnih 1497, 1497/562=2,66).

Serijski sa R5 je frekventno zavisna impendansa C1, i to ce formirati frekventno zavisnu krivu ciji ce pocetak (DC) imati pojacanje 1497, a ostatak i sam oblik krive zavisiti od R5, C1, paralelne veze R3 i R4, i open loop pojacanja TL431.

Impendansu samog C1 cemo kotrolisatii tako sto cemo mu vrednost definisati "namesanjem" R3 i R4, gde mozemo u sirokim granicama menjati set R3 i R4 a da pri tom zadrzimo njihov medjusobni odnos od 4,8.

Dakle, R5 je P clan sa AC aspekta celog sklopa i njim se kontrolise uobicajena kontrola pojacanja koja sprecava samooscilovanje.

Ako dodamo i C2, imacemo dodatnu izmenu krive pojacanja kakvu donosi uobicajen diferencijator.

Kompletan proracun je bas slozen, i premali je prostor na forumu za takvu stvar, pa je bolje posluziti se literaturom koju smo vise nas postavili u prethodnim postovima.

Meni je obicno brze da empirijski dodjem do potrebnih vrednosti C1 i R5 nego racunom :-). Racunom dodjem samo do reda velicine. Veoma je tesko predvideti sva kasnjenja u SMPS bez merenja, a merenje zahteva open loop SMPS, sto ga uz najmanju gresku veoma lako adresira ka kanti za otpatke...

To bi bilo to.

Veliki pozdrav!

_{[Ovu poruku je menjao macolakg dana 29.12.2012. u 15:42 GMT+1]}

@pedja089

Najednostavniji oblici PI i PID se mogu izvesti ovako, sa jednim op-amp (vidi pdf)

U svim tim jednostavnim oblicima se dodaje i jedan kondenzator male vrednosti (reda nekoliko desetina do stotina pF) direktno izmedju out i invertujuceg pina op-amp, a radi HF stabilnosti, i izostavljen je u prethodnoj i ovim shemama.

Veliki pozdrav!

Evo i proba sa trafoom iz Ei TV mreznog modula B10:
Morao sam ZY12 da zamenim sa ZY5V1 da bi naponi ostali kao na originalnom modulom.Ako ostane ZY12 naponi ce biti i vise od duplo veci.Zener dioda odredjuje izlazni napon.

---

U ovom smps-u mozete koristiti BUT76A tranzistor,koji je svega 60Din.

---

@macolakg zahvaljujem na odgovoru. Sve sto mi je trebalo je da P dejstvo ima ulogu samo u ac rezimu.
To mi je u jednom trenutku palo na pamet, ali nisam bio siguran, pa sam samo zato pitao...

@aca.jevtic94 svaka cast. Stvarno se divim tvojoj volji i upornosti.

@pedja089

Ok.

Mada mislim da ce mnogima koristiti ono oko ukupnog pojacanja sklopa, jer to nisu na prvi pogled vidljive stvari.

Uvek cu kroz odgovor nekom "razgaziti" jos po nesto o samoj temi, zato sto to mnogi citaju.

Pozdrav!

@MacolaKG

Kolega , imam jedno pitanjce..

Naime - na osnovu vaseg ranijeg izlaganja o flyback trafo-u, jasno je i vrapcima na grani da proracun doticnog moze predstaviti kamen "spoticanja" i veliki problem pocetnicima a i onima sa nesto iskustva...

Ja se pitam sta mislite o jednoj mojoj ideji koja je vrlo jednostavna a mogla bi mozda mnogo da pomogne pocetnicima, a evo o cemu se radi:

Bitan deo price u radu flyback konvertera jeste momenat kada se struja kroz primar poveca toliko da se blizi tacki "zasicenja" jezgra - a ako se ta tacka premasi, zna se - struja kolektora/draina prekidackog elementa zavisi iskljucivo od termogene otpornosti primara, otpornosti prekidackog elementa u ON stanju i napona napajanja a tad se cuje i ono BUM (barem kada je rec o slozenijem flybacku a ne samooscilujucem kineskom cudu hehe).
E sad , ako smo namotali flyback trafo i nismo sigurni gde je ta tacka tj. koja je najniza vrednost struje kroz namotaj koja bi dovela do "zasicenja" jezgra - narocito ako radimo sa jezgrima koje ne poznajemo i kojima smo sami pravili procep te ih na bilo koji drugi nacin modifikovali , ceka nas mali milion proracuna i eksperimenata dok ne dodjemo do bezbedne vrednosti duty cycle-a i frekvencije rada da ne bismo ulazili u "opasnu" zonu...

Posto sam napustio ETF iz jednog krajnje jednostavnog razloga-mrzim preterano "matematisanje" :) , dosta uredjaja sam konstruisao "empirijski" - u prevodu sa dosta znoja i dima tako da je i ovo jedno od resenja koje bi kolege pocetnike, a i one iskusnije postedelo preteranog maltretiranja sa induktivitetom , jezgrima, formulama...

Inspirisan vasim izlaganjem o flybacku dosao sam na ideju da "zaobidjem" matematisanje oko jezgra vrlo jednostavno -zasto ne bismo pustili nas mali trafo da nam sam kaze nesto o sebi!!!

Prvi korak je da se napravi univerzalni samooscilujuci flyback ali bez trafoa, tacnije sa mogucnoscu brze izmene trafoa..
U prevodu , napravili smo cist bloking oscilator bez regulacije , koji radi po principu koji je vec opisan.
Na gotovu spravu zatim prikljucimo trafo koji smo namotali a jos ne znamo nista o njemu...
Zatim -u emiter pomenutog visokonaponskog tranzistora se umetne otpornik jako male otpornosti koji ne remeti rad naseg blocking oscilatora i na njemu se osciloskopom posmatra pad napona koji pravi struja koja prolazi kroz primar i prekidacki element..
Vrsna vrednost ove struje odgovara vrednosti struje kroz kalem kada jezgro "pipne" zasicenje!! Na taj nacin smo dobili jednostavan uredjaj za ispitivanje flyback trafo-a koji nam lako moze reci do koje vrednosti struje smemo da "teramo" primar te lako mozemo izracunati pomocu Ohmovog zakona vrednost otpornika u emiteru za current sense u radnoj varijanti pretvaraca, a taj otpornik nam lako moze ograniciti struju i/ili duty cycle tacno pred ulazak jezgra u "opasnu zonu".....
Evo na sta sam mislio:

http://imageshack.us/photo/my-images/51/zasicenje.jpg/

(Skicirao sam na brzaka da biste videli o cemu se radi)

Pozz kolegama

@Sleepwalkerbg

He he, mislio sam da sam samo ja "vampir".

Posto si ocigledno jos uvek budan iskomentarisacu ovo sto si napisao.

Da. To je potpuno ispravna metoda merenja nivoa zasicenja trafoa.

Tvoja ideja je dokaz da ljudi, bez obzira na udaljenost dolaze na slicne ideje, jer sam problem isprovocira niz resenja :-).

Kupio sam 87' rusku spravicu za merenje nivoa zasicenja nekog DC biasovanog jezgra, i upravo je na tom principu radila.

Svaka cast za koriscenje organa za razmisljanje!

Ja to merim na drugaciji nacin, ali pokusacu da nadjem malog "rusa" koji je zatrpan u gomili nekih starih stvari, da mu skinem shemu i postavim je ovde.

Koristili su neki KT tranzistor, ali mislim da nece biti frka da mu nadjemo zamenu.

I molim bez persiranja...

Veliki pozdrav!

Danas sam napravio jos jedan flyback sa jos boljom stabilizacijom,a celokupno je bolji od ovih dosad sema.
Sema je malko komplikovanija,ali mnogo vise daje :)
Semu i slike cu postaviti dovece.

---

Evo ja sad dodjoh iz radionice i donosim slike i semu.
Vrednosti delova nisu kriticne i mogu ici za jednu vrednost gore ili dole (npr. otpornik 2k7 moze biti od 2k2 do 3k3,i td.)
Ovo sa slika nije bas po semi posto je to radjeno po uzoru na mrezu iz tv-a,pa sam ja kasnije doradjivao,sutra cu staviti slike od ove seme,a konacna sema izgleda ovako:


















































_{[Ovu poruku je menjao aca.jevtic94 dana 31.12.2012. u 12:59 GMT+1]}

---

Evo jos koja slikica:










_{[Ovu poruku je menjao aca.jevtic94 dana 31.12.2012. u 12:57 GMT+1]}

---

Svaka cast na trudu ali zar je toliko tesko da uradis plocicu za uredjaj??? Ili bar stavi na raster. Jes da je samo za probu ali plocica mnogo olaksava rad a nije nista skupo ni komplikovano

Pa ja dok narucim plocicu od 50 dinara postarina me izadje 200.A i navikao sam ovako.

---

Kupis jednu-dve vece pertinax plocice kad kupujes jos nesto I onda uvek imas zalihu kad zatreba


http://www.proelectronic.rs/PE...CA-20X30cm-PERT-20X30-5676.htm

Ma to mogu kad uradim komplet uredjaj,a za stavljanje i skidanje elemenata svaki cas,mnogo mi je lakse a i brze ovo.

---

@ackopk

Imas i jeftinije posto si iz Prokuplja

Za drugog imenjaka ne znam, daleko je...

Pozdrav!

---

Da nisi ovde mozda zaboravio neku zenericu?

Koji element (grupa elemenata) odredjuje napon na izlazu?

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Aco, par drugarskih saveta:

Nema potrebe da "bombardujes" silnim fotografijama. Dovoljno je staviti konacnu shemu (koja uspesno radi) i eventualno koji oscilogram uz nju.

Lepo je kada nesto proradi (i tu srecu koju tada osetis niko ne moze osetiti u toj meri kao sam eksperimentator), ali mislim da je na forumu daleko vaznije postaviti specifikaciju performansi sklopa koji je uspesan.

Specifikaciju koja bi na primer ovako izgledala:

Stabilnost napona xx% za devijaciju ulaznog napona od xxx-xxxVAC pri xxA opterecenja.

Stabilnost napona xx% za raspon izlazne struje od xxA-xxA.

KKD je veoma tesko tacno izmeriti, pa nemoj ni pisati podatak, jednostavno se zadovolji izjavom tipa: hladnjak je (velicina) i greje se (toliko).

Ako je podesiv izlazni napon, onda: koliko je podesiv, u kojim granicama napajanja, sa kojim opterecenjem, rad u zastitnom modu ako ga ima, i slicno tome.

----------------------------------------------------------------------------------------------
Toliko si toga isfotografisao da svi u potpunosti verujemo da si napravio gomilu razlicitih naprava koje rade, no vreme koje zrtvujes na fotografisanje i postavljanje toga, mozes korisnije upotrebiti za temeljno testiranje sklopa i pravljenje specifikacije performansi.

Tada to dobija punu upotrebnu vrednost.

Sto se PCB tice, potpuno te razumem. Pravljenje PCB zahteva podosta vremena, i ako je sklop potrebno samo dokazati po funkcionalnosti, onda je PCB stvarno besmisleno gubljenje vremena (za vreme crtanja i izrade jedne pcb se moze razviti i testirati nekoliko razlicitih sklopova, to znaju svi koji se bave brzim razvojem).
Kada se neki sklop "usvoji" kao bolji od ostalih, i postane izvesna njegova ponovljivost, onda dobija smisao pravljenje pcb.


Pozdrav!

Neka preciznija merenja cu kasnije obaviti,semu bez optokaplera sam izbrisao posto ne daje stabilan napon.
Kad sam otkacio pomocni tranzistor na izlazu trafoa iz B10 umesto propisanih 17V dobio sam 70V!!! I to sa 150VDC na ulazu

Izbacio sam jednu diodu u prethodnoj semi sa optokaplerom.
Jos koja slikica:

---