DIY Audio Türkiye Forum

[hamist]

GU50 SE çalışmam ,trafom için C Core beklerken,
kendim ve sizler için ATX trafolu SMPS (regulesiz)üzerindeki çalışmalarımı
sonuçlandırdım.

Sadece 50Hz trafo yerine kullanım amacından yola çıkarak,
ki regüleli projem LLC olarak sırada bekleyecek biraz daha,
ellerimizdeki ATX pwm smps trafolarını bir şekilde değerlendirelim
demek istiyordum.
Diyemedim tabii, zira kazın ayağında bir sorun var.

Zira hiç bir kaynak ve akademik çalışmalarda,
ATX smps lerde kullanılan EI32 ya da EE32 core kullanımı ile
etiketinde yazan 300-500W lar gibi güçler görememiştim
ve bu merakımı da test etmiş oldum.
Bu smps lerin etiketlerinde yazan güçlerin farklı bir anlamı olmalı
düşüncesindeyim bir süredir.

Şöyle düşünelim;
5V 30A 150W, 3.3V 20A 66W, aslında 3.3V da 5V sargısından alındığı için,
5V sargısı 225W oluyor ve buradan da 5V 55A gibi bir akım çıkıyor,
aradaki 2 voltun kayıplarını düşünmeden tabii.
12V çıkışı hiç düşünmeden, 5V tel kesitlerini düşündüğümüzde,
55A akım taşıyabilmesi için süper iletkene yakın kalite olmalı.

Ekteki fotograflardan anlaşılacağı gibi bu trafoları değişik
hesaplama ve bazen de trafo prensibi olarak düşünüp
defalarca sararak, defalarca test etmeme rağmen, 250W gibi bir sonuca ulaştığımda,
ki 150W dahil, hem trafo, hem de soğutucuya rağmen mosfetler kabul sınırlarının üzerine
doğru ısınmaya başladı.Buna rağmen 225W yük altında 3-4 saati geçmiş olması,
şebeke tarafından bakıldığında %75 verim fena sayılmaz, zira beslemede
elektrolitik kondansatorler kullanılarak kurulan bu tip besleme devreleri
aslında oldukça verimsizdir.Bu kayıplarla birlikte verim %75.

Notlarım:
1) PWM SMPS devreler ile simetrik voltajlar alındığı iddiasında olanların devrelerine
yapacağınız yatırım ve emekleriniz çöp olacaktır.
2) Piyasa nüveleri ile beklentilerimiz olan hiç değilse 50KHz gibi frekanslarda
başarı düşünmek hayal olarak çıktı karşıma.
3) IR2153-IR2154 self oscillating entegrelerin kurgusuna ATX SMPS trafolar ekleyerek
başarı elde etmiş arkadaşlarımız aramızda da varsa, ellerindeki test sonuçlarını paylaşırsa
ben de ikna olmuş olacağım.
Devre ekte, trafo da öyle, hem trafo, hem de transistorler ısıl kayıplar anlamında
kabul sınırlarda değil, ha elbette lamba yakıyor, hem de 220V değil, 24V toplam 225W.
4)Ve eğer bu tür devreler üzerinde çalışacaksak oradan buradan bulduğumuz belirsiz
nüvelere başarı için dil dökmek yerine, bilinen yüksek frekans power core larla
koklaşmak başarı için şart gibi.

Sonunda endüstirde kullanılmış arızalı bir SMPS devresinden
Ferroxcube PQ40/40 3C94 nüveyi çıkarıp o'nu denemek istedim.
3C94 100KHz ve üzeri kullanılabilen bir materyal.
Kullanıldığı devre gerçek anlamda toplam 450W, ben burada original sargıları ile
100KHz de kullandım.
Trafo öncekilerle aynı yükte hiç ısınmadı, mosfetler aynı soğutucu ile 40-50C kadar.

Selamlar

[dhan000]

üstad piayasa nüvelerinin hali malum onları ancak işimize yaracak şekilde, değerlendimek adına kullanmak gerek tabi asıl soru bu , nasıl kullanabiliriz...
bahsettiğiniz pc powerlarından çıkan nüveller ei33 gibileri bildiğim kadarıyla en çok 150-200watt güç verbiliyorlar bazılarından erl35 çıkıyor biraz daha büyük boyda oluyorlar sonuçta gücü boyutlar belirliyor bunlarda 300watt deniyorsada sanırım 250wattı geçmez frekanları taş çatlasın 40-50khz olur... zaten bilindik çin malı bunlar çalışsın yeter tarzı powerllar... yüksek frekanslara çıkılıp verim alınacaksa mutlaka adı sanı belli nüve kullanmak gerekir yoksa sonuç hüsran olur...
anladığım kadarıyla siz bildiğiniz şeyleri deneyip gözle görmek istediniz...

[hamist]

üstad piayasa nüvelerinin hali malum onları ancak işimize yaracak şekilde, değerlendimek adına kullanmak gerek tabi asıl soru bu , nasıl kullanabiliriz...
bahsettiğiniz pc powerlarından çıkan nüveller ei33 gibileri bildiğim kadarıyla en çok 150-200watt güç verbiliyorlar bazılarından erl35 çıkıyor biraz daha büyük boyda oluyorlar sonuçta gücü boyutlar belirliyor bunlarda 300watt deniyorsada sanırım 250wattı geçmez frekanları taş çatlasın 40-50khz olur... zaten bilindik çin malı bunlar çalışsın yeter tarzı powerllar... yüksek frekanslara çıkılıp verim alınacaksa mutlaka adı sanı belli nüve kullanmak gerekir yoksa sonuç hüsran olur...
anladığım kadarıyla siz bildiğiniz şeyleri deneyip gözle görmek istediniz...

Piyasa nüveleri ve ATX smps nüvelerini bizlerin asıl ihtiyacı olan audio beslemesi
için düşünmek dışında kullanabiliriz.
Ancak ihtiyaç olarak audio dışını düşünmediğim için üzerinde çok fazla uğraşmak istemedim.
Belli formuller çerçevesinde frekansı 20-30KHz arası düşünerek deneyebiliriz.
IR2153 ve IR2154 DC girişteki kondansatorleri büyük tutup şebeke ripple oranını
düşük tutarak, ki bunun için alternatif bir devre ekleyeceğim,
bu konuda oldukça kaliteli bir entegredir.
Kısa devre olmadıkça devremizi koruma konusunda oldukça başarılı.
DC bus üzerindeki 220K direnç ve bunun devamındaki elektrolitikler ile
soft start olarak aux. sargısından beslenir.

Evet aslında bilip söylediklerimi gözler önüne sermek istedim,
bu konuda oldukça da zorladım trafo alanını,
zira bilinirki bu konuda yerli yabancı oldukça zengin kirlilik var.


Selamlar

Edit: Alternatif devre

[the_cantan]

@Hamist hocam,
doymalı ve doymasız nüveli trafolar hakkında düşünceni alabilir miyiz?

[hamist]

@Hamist hocam,
doymalı ve doymasız nüveli trafolar hakkında düşünceni alabilir miyiz?

Bildiğim kadarı ile özel amaç için üretim değilse nüvelerin hepsi doyumlu,
kullanım alanına göre düşük, ya da yüksek değerlerde üretiliyor.
SMPS de yüksek frekans ve dolayısı ile yüksek güç için yüksek saturasyon değerleri
olan nüveler tercih ediliyor, bu şekilde daha hızlı yükselme ve düşme sağlıyorlar.
Bunun için adamlar ''delta B'' gibi bir değerin belli sınırlar içinde olmasını şart koşuyorlar,
aksi halde verim anlamında kayıpların yükselmesi demek oluyor.

Düşük saturasyon değerlerine sahip nüveler özellikle RF devreleri için gerekiyor sanıyorum,
bu konu üzerinde uzun zamandır çalışmadığım ve o zamanlarda da zaten şimdiki gibi kaynak
bulunamadığı için de bilgim olmamıştı.
Low Saturation, RF çıkış devrelerinin resonans frekanslarında sinus gereksinimi nedeni ile olmalı,
aksi halde saturasyon buradaki transistor veya lambaların çalışma bölgesini bozacak olmalı.

Bu devrede son kullandığım PQ40 3C94 nüve için üretici ''very high saturation'' demiş.

Selamlar...

[hamist]

Sizler için elimdeki piyasadan alınmış karkaslı E42-21/15 nüve ile self oscl. pwr sply denedim.

Devre şeması yukarıdaki devre, trafoyu sarıp ekledim.
Elimdeki lambalardan biri bozulduğu için 150W olarak test ettim.

Hesapları için

http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps_e/smps_e.html

linki kullandım.

Zira trafo hesabında kullandığı Siemens nüveler, sipir sayıları ve güç anlamında
bana standart nüveler olduğunu söyledi.

Gördüğüm kadarı ile yanılmadığımı düşünüyorum.

Ekte görüleceği gibi güç 30KHz altında 24V 10A üzerinden 240W alındı.
50KHz olarak da testler görünüşte sorunsuz gibiydi, ancak I peak akım formu
üçgen formdan uzaklaştığı için 30KHz de tuttum.
Trafo hesabı cetvelinde (ekte) söz konusu nüve üzerinden
primer 80 sp. 40+40 sp. olarak 0.55 tel ile 2 kat olarak
sarıldı.
İki primer sargısı arasına sekonder sargıları,
tel direncinin eşit olması açısından 1mm çap. telden 2x14 sp.
paralel olarak sarılıp uçlar seri olarak birleştirildi.
Edit: Aux. 0.15mm tel ile 10 sp. en dışa sarıldı.
Buradan sarım oranı prog.da da görüleceği gibi 5.7 alındı.
Bu da 220V şebekede dc bus +300V olduğu üzere çıkışta 2x24.5V dc alındı.

150W yük altında trafoda ılınma dışında bir ısı gözlenmedi.
Mosfetler makul sınırlarda ısındı, ancak peak akımlarında
anormal bir grafik gözlenmediği için bu ısı normal kabul edildi.
Zira trafo sargılarından geçen akım manyetik yükselme hızı nedeni ile
üçgen şeklinde olması gerekiyordu ve öyleydi de.

Linkteki programa gelince;
Aslında görüleceği gibi half bridge smps seçiliyor,
hemen yanındaki linkte de programın kullandığı formuller anlatılıyor.

Self oscl. smps lerde regulasyon söz konusu olmadığı için,
In min V ile In max. V arasında programın da çalışması için çok az fark olması
gerekiyor ki, T on ve T off eşit olabilsin.
Tabii program içinde de, IR2154 de çakışmayı önlemek için küçük bir boşluk
sağlanır.
Bu durumda (1/f)/2*0.95 olarak eşitleniyor.
(IR2154 kendi içinde bunu 1uS olarak sınırlıyor)

Girdiğimiz bilgilerden sonra 2 işlem yapılıyor, biri bizim burada
kullanmamamız gereken, ki simetriyi bozuyor, output L hesabı,
diğeri de ayrı sayfada açılacak olan trafo ve sipir ve tel kesidi
hesaplaması.

Sonuç olarak bu tip bir devrenin ne faydası vardır?

Şimdi düşünelim, 200W DC bir güce ihtiyacımız var,
seri regulasyon kullanmak bir hayli zor.
Regulesiz olarak besleme uçlarındaki elekt. kondansatorleri büyütmek
bir yere kadar çözüm, ancak ne yaparsak yapalım yüke göre çökme
hiç de azımsanacak gibi değil.
Buna bir de ihtiyacımız olan gücün çok üzerinde trafo kullanmamız gerekiyor ki,
tel ve demir kayıplarının etkileri devreye seri olarak daha az etken olsun.

Bu tip devrelerde şebekeden direkt yüklenme olduğu için giriş kayıpları ciddi anlamda
azalmış oluyor.
Devre kare dalga formu üzerinde çalıştığı için yüklenmelerdeki kayıplar
1V u kolay kolay geçmez, tabii şebeke voltajınız düştüğünde veya yükseldiğinde
sarım oranı kadar burada da değişiklik söz konusu.
Testlerim sırasında ripple 100mV olmak üzere 24V ile 24.9V arası değişim izlendi.

Selamlar