محاسبات ترانس و القاگر در مبدلهای سوییچینگ (توپولوژیFull-Bridge)

[hosein1122]

پاسخ : محاسبات ترانس و القاگر در مبدلهای سوییچینگ (توپولوژیFull-Bridge)

این عکس رو از سایت زیر گرفتم که ولتاژاولیه 36 ولت و ثانویه رو هم 400 ولت و 0.5 آمپر گرفتم!
http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps_e/vgw_smps_e.html
آیا D=0.871 صحیحه؟

اگه فرکانس شما 50 کیلو هرتز باشه نصف پریود شما میشه 12.5 میکروثانیه که با توجه به شکل شما و زمان بالا بودن ولتاژ تا زمان تقریبا 8 میکرو ثانیه پس دیوتی سایکل شما کمتر از 0.5 هستش.

سلام.درسته.یعنی ما فقط زمان روشن بودن دوتا از سوییچها رو در نظر می گیریم!؟ :question:چون در شکل بالا از 10 تا 18 میکرو ثانیه هم دو تا سوییچ بعدی روشن هستن! دوتای اول از 0تا حدود8میکروثانیه روشن هستند.

[ahmadmn]

پاسخ : محاسبات ترانس و القاگر در مبدلهای سوییچینگ (توپولوژیFull-Bridge)

دایی جان
چرا خودتو در گیر کلمات می کنی؟ درحالی که مفاهیم ساده تر از اینهاست!
D هم می تونه برای یک سیکل مثبت و منفی در نظر گرفته بشه، هم برای نیم سیکل. و چون سیکل منفی متقارن سیکل مثبته هیچ فرقی نداره!
اما مطابق فرمولهایی که شما نوشتید منظور یک نیم سیکله و می تونه از صفر تا 100 درصد بشه.
1- پس D=0.871 برای مثال شما صحیحه.
2- جریان بی باری مقدار جریانیه که از منبع ولتاژ می کشیم وقتی که خروجی بازه. اما جریان ریپل معمولا به تغییرات جریان سلف صافی در ثانویه اطلاق میشه. پس ارتباط خاصی به هم ندارند. در مد پیوسته جریان ریپل کمتر از مد گسسته است.
3- بله . این همون جریان ریپله و 0.1 آمپر است.
4- نه درست نیست چون سلف عنصری برای افت ولتاژ نیست بلکه یک صافی است. ولتاژ دی سی قبل از سلف با بعد از سلف یکسانه یعنی اگه ولمتر را به قبل از سلف وصل کنید همون 400 ولت رو می بینید. فرقش اینه که قبل از سلف ولتاژ ما شکل مربعی داره و بعد از سلف صافه.
5- انرژی در مبدلهای فوروارد مستقیما به بار منتقل میشه. میشه گفت سلف و خازن خروجی در مدتی کوتاه که سوئیچها وصل هستند انرژی رو ذخیره می کنند و در زمان قطع سوئیچه به بار تحویل میدن.

[hosein1122]

پاسخ : محاسبات ترانس و القاگر در مبدلهای سوییچینگ (توپولوژیFull-Bridge)

دایی جان
چرا خودتو در گیر کلمات می کنی؟ درحالی که مفاهیم ساده تر از اینهاست!
D هم می تونه برای یک سیکل مثبت و منفی در نظر گرفته بشه، هم برای نیم سیکل. و چون سیکل منفی متقارن سیکل مثبته هیچ فرقی نداره!
اما مطابق فرمولهایی که شما نوشتید منظور یک نیم سیکله و می تونه از صفر تا 100 درصد بشه.
1- پس D=0.871 برای مثال شما صحیحه.
2- جریان بی باری مقدار جریانیه که از منبع ولتاژ می کشیم وقتی که خروجی بازه. اما جریان ریپل معمولا به تغییرات جریان سلف صافی در ثانویه اطلاق میشه. پس ارتباط خاصی به هم ندارند. در مد پیوسته جریان ریپل کمتر از مد گسسته است.
3- بله . این همون جریان ریپله و 0.1 آمپر است.

سلام استاد :smile:دایی خیلی ماهی بخدا!من که خیلی دوست دارم و میخوامت.خداییش خیلی مردی! :agree:
ممنون از جوابهاتون :smile:.نمی دونم چرا بعضی وقتا شک می کنم و به قول شما به کلمات گیر میدم :redface:در هر حال شیرفهم شدم!

دایی در اصل می خوام یه منبع بسازم که ولتاژهای 50، 75، 100،200،300،400 ولت را داشته باشه.توان خروجی هم ماکزیمم 200 وات
باشه.منبع ورودیم رو هم 3 تا باتری 12 ولتی سری میکنم تا ولتاژ اولیم بالاتر بره و دورهای ثانویه خیلی بالا نرن.
در هر لحظه فقط یکی از ولتاژهای خروجی به بار متصل خواهند بود و بقیه بدون بار هستند، نمی دونم اصلا اینکه برای هر یک از ولتاژهای خروجیم یه سیم پیچ ثانویه مجزا بپیچم درسته یا اینکه امکان متغیر کردن ولتاژ خروجی هست.(یعنی بیام یه 400 ولت خروجی بسازم و اگه بشه ولتاژش رو با تغییر فرکانس ویا پهنای پالس متغیر کنم که ولتاژهای کمتر رو هم به من بدن!).به نظرتون کدوم کار عملی تر هست؟(جدا جدا یا متغیر)

واسه اینکه زیاد مزاحمتون نشم سایت رو خیلی زیرو رو کردم تا سوال تکراری ازتون نپرسم.راستش فورمول محاسبه اندوکتانس سلف،در توپولوژی فلایبک، رو که شما گذاشته بودین رو خوندم. در صفحات 4 تا 8 موضوع "تغذیه سوییچینگ ولتاژ بالا" محاسبه سلف رو دیدم.
واسه همین سعی کردم از یه سری روابط به نتایج زیر برسم.

واسه شروع فرض رو بر این گرفتم که ولتاژ خروجی 400 ولت و جریان خروجی 0.5 آمپر باشد:
اندیس 2=خروجی 400 ولت در ثانویه،اندیس 1=ورودی 36 ولتی اولیه
به دلیل افت ولت ورودی به جای 36 ولت 30 ولت گرفتم.
f=50kHz
D=0.8
Vin=30
Vout=400
Iout=0.5

I1=7.47
I2=0.335
N1=3 turn
N2=50 turn
هسته EC35 (چون داشتمش!البته به نظر می رسه بزرگ باشه.عیبی نداره؟ اندازه Bmax برای این ترانس خیلی کم می شه.حدود 0.05T!؟)

اولیه 3 دور سیم #13 با قطر حدود 1.9mm که به جای اون 10 تا سیم #23 با قطر حدودی 0.6mm را استفاده می کنیم!
ثانویه دوتا 50 دور(دوبل با سر وسط مشترک صفر ولت،تا نویز هم کمتر بشه!)سیم #27 با قطر حدود 0.4mm

با توجه به طول بوبین EC35 که 21.5 mm هست، یعنی اولیه در یک لایه جا می شود و ثانویه در دولایه.
اول نصف ثانویه(یک لایه اول) را پیچیده بعد لایه اولیه و بعد مابقی ثانویه را می پیچیم.!
برای عایق کاری فاصله ها چقدر باید باشد؟

-------------------
قسمت سلف و خازن:
C = I * t / Vrip
I=0.5,t=8*10^-6Sec
Vrip=1%8Vout=4 volt
C=0.5*8*10^-6/4=1*10^-6
خازن 1 میکرو در میاد! درسته استاد؟

سلف خروجی هم میشه:
L= V * t / Irip
مقدار ماکزیمم Irip می تواند 1 آمپر باشد. چون متوسط جریان خروجی 0.5 آمپر است.
L=400*8u/1
L=3.2mH

تعداد دورهای سلف رو با این فورمول می شه بدست آورد؟
L=u.*N^2*A/(2*pi*R) *1
طبق فرمایش شما باید از هسته نرم استفاده کنیم.در این صورت Aو R رو از روی هسته ای که می خریم اندازه بگیریم یا مقادیر مشخصی هم دارند؟!؟

یک سوال دیگه:آیا می شه به جای استفاده از هسته نرم، سلف رو مثلا با هسته EC ولی به همراه شکاف یا گپ در نظر گرفت؟(بیخیال بازم گیر دادم! :redface

می دونم خیلی پرحرفی کردم استاد. :sad: خدا به وقتتون برکت بده

[ahmadmn]

پاسخ : محاسبات ترانس و القاگر در مبدلهای سوییچینگ (توپولوژیFull-Bridge)

متغیر کردن ولتاژ خروجی از 50 تا 400 ولت مشکلی نداره و با تغییر دیوتی سایکل بدست میاد. اما ترانست بزرگتر از 200 وات میشه. چون سیم پیچ ثانویه باید تحمل 4 آمپر رو داشته باشه تا در 50 ولت 4 آمپر بده. در حالیکه در 400 ولت تنها 0.5 امپر موردنیازه.

می تونی ثانویه رو ترکیبی بپیچی. یعنی یه سر برای 50 ولت با سیم کلفت ، یه سر برای 75 ولت با سیم نازکتر و ...
یعنی ثانویه 7 سر (در واقع 13 سر) داشته باشه. من این روش رو ترجیح میدم.

من متوجه نشدم. از محاسبه فلایبک استفاده کردی واسه فوروارد؟!

احتمالا هسته بزرگتر ایراد داره. ما باید حداقل 100 میلی تسلا چگالی شار داشته باشیم و کمتر از اون باعث میشه میو بشدت پایین بیاد.

در 400 ولت عایق 0.1 میلیمتر هم کافیه.

[hosein1122]

پاسخ : محاسبات ترانس و القاگر در مبدلهای سوییچینگ (توپولوژیFull-Bridge)

سلام استاد :smile:خیلی خیلی خوشحال و ممنونم که راهنماییم میکنید.

متغیر کردن ولتاژ خروجی از 50 تا 400 ولت مشکلی نداره و با تغییر دیوتی سایکل بدست میاد. اما ترانست بزرگتر از 200 وات میشه. چون سیم پیچ ثانویه باید تحمل 4 آمپر رو داشته باشه تا در 50 ولت 4 آمپر بده. در حالیکه در 400 ولت تنها 0.5 امپر موردنیازه.

0- یعنی اگه ترانس رو با برای 400 ولت بپیچم و سیم ثانویه رو واسه حداکثر جریان 1 آمپر در نظر بگیرم.آیا با کم کردن D مثلا در خروجی 50 ولت و 1 آمپر مشکل ایجاد می شه؟ولی فکر کنم اگه ولتاژخروجی رو با D کم و زیاد کنیم، سلف و خازن خروجی مشکل ساز میشه!درسته؟

اینو یادم رفته بود بگم،توان خروجی ماکزیمم 200 وات هست و جریان حداکثر 1 آمپر.یعنی از 50 ولت تا 200 ولت 1 آمپر خواهد بود و از 200 ولت تا 400 ولت جریان 0.5 آمپر.
در اینجا یعنی باید گفت توان ترانس بازم بیشتر از 200 وات هست، یعنی شاید حدود 400 وات!

می تونی ثانویه رو ترکیبی بپیچی. یعنی یه سر برای 50 ولت با سیم کلفت ، یه سر برای 75 ولت با سیم نازکتر و ...
یعنی ثانویه 7 سر (در واقع 13 سر) داشته باشه. من این روش رو ترجیح میدم.

واسه اینکه تنوع سیم کم بشه، فرض میکنیم در تمام خروجی ها حداکثر 1 آمپر بار وصل شود.یعنی چه 50 ولت و چه 400 ولت، درخروجیشون بتونن حداکثر 1 آمپر رو تحویل بدن.فکر کنم اینطوری ثانویه فقط یه نوع سیم بخواد!نه؟
آها، یعنی به این شکل:

راستی در محاسبه تعداد دورهای ترانس فوق از این داده ها استفاده کردمولتاژاولیه 30 ولت، برای هسته ETD44 و ، f=50kHz، D=0.8
:1- میشه لطف کنین شما هم یه چندتاشو چک کنید ببینید درست هستند؟؟ :redface:
2- یه سوال اساسی:توان ورودی رو که فقط به ازای یکی از خروجی ها (فقط یه 400 وات خروجی نه هفت تاشون)باید درنظر بگیرم؟

من متوجه نشدم. از محاسبه فلایبک استفاده کردی واسه فوروارد؟!

نه دایی جون.توی صفحات 4 تا 8 موضوع "تغذیه سوییچینگ ولتاژ بالا" ابتدا شما داشتید دوستم tictactoe رو برای ساختن یه مبدل فروارد فول-بریدج راهنمایی میکردید که بعد از اون کار به مبدل فلایبک تغییر پیدا کرد.
من توی همون صفحات فورمولهای خازن و سلف خروجی رو دیدم ولی فورمولی برای محاسبات ترانس ندیدم.الان هم از فورمولهایی که از کتاب پیدا کردم برای ترانس استفاده می کنم.یادمه tictactoe هم از همین فورمولهایی که من استفاده میکنم استفاده کرده بود و تعداد دورهای اولیه و ثانویش 3 و 300 دور بود و شما فرموده بودید محاسباتتون 9 و 1000 رو دادن! وقتی من دوباره فورمولها رو بررسی کردم و برای همون 2500 ولت و 0.03 آمپر مسئله رو حل کردم به همون جوابهای شما رسیدم (9 دور اولیه و 937 دور ثانویه ) .به همین خاطر و عدم دسترسی به فورمولهای شما، از فورمولهای کتاب استفاده کردم.(هنوز هم در مورد صحتشون اطمینان ندارم :sad

احتمالا هسته بزرگتر ایراد داره. ما باید حداقل 100 میلی تسلا چگالی شار داشته باشیم و کمتر از اون باعث میشه میو بشدت پایین بیاد.

سوتی محاسباتی بود.Bmax=0.1Tesla بدست اومد
-------------------------------------------------
قسمت سلف و خازن در خروجی 400ولت:
C = I * t / Vrip
I=1,t=8*10^-6Sec
Vrip=1%*Vout=4 volt
C=1*8*10^-6/4=2*10^-6
3- خازن 2 میکرو در میاد! درسته استاد؟

سلف خروجی هم برای 400 ولت میشه:
L= V * t / Irip
مقدار ماکزیمم Irip می تواند 2 آمپر باشد. چون متوسط جریان خروجی 1 آمپر است.
L=400*8u/2
4- L=1.6mH

5- تعداد دورهای سلف رو با این فورمول می شه بدست آورد؟L=u.*N^2*A/(2*pi*R) *1

---------------------------------------------------------------------
6- آیا از همون آی سی SG3525 استفاده کنم.سوییچها IRFP064 باشن خوبه؟

آره خداییش سوالهام زیاد شد ببخشید وقتتون رو میگیرم

[ahmadmn]

پاسخ : محاسبات ترانس و القاگر در مبدلهای سوییچینگ (توپولوژیFull-Bridge)

وقتی جریان ماکزیمم خروجی 2 آمپره و ولتاژ نهایی 400 ولت، ترانس باید 800 وات باشه... سلف و خازن خروجی رو هم برای ماکزیمم جریان/ ولتاژ محاسبه می کنیم.

اگه جریان ماکزیمم خروجی 1 آمپر باشه جریان ورودی برای بازده 90 درصد میشه 15 آمپر . فرض کنیم 1.5 آمپر برای مغناطیس کردن ترانس صرف بشه. اندوکتانس اولیه در فرکانس 50 کیلوهرتز میشه 100 میکروهانری. با هسته ETD44 و 5 دور اولیه 100 میکروهانری بدست میاید. چگالی شار در جریان 1.5 آمپر 170 میلی تسلا خواهد شد که مشکلی نداره.
تعداد دورهای ثانویه را هم براحتی می توان بدست آورد. مثلا برای 50 ولت دوتا 10 دور میشه و ...
بهترین کار اینه که بجای بازی با اعداد یکی بسازی.
2- بله محاسبه براساس بیشترین انجام میشه چون همزمان خروجیها استفاده نمیشن.
3- محاسبه سلف و خازن درسته.
5- تعداد دور سلف بستگی به هسته مورد استفاده داره و بهتره با سعی و خطا بدست بیاد.
6- عالیه

[hosein1122]

پاسخ : محاسبات ترانس و القاگر در مبدلهای سوییچینگ (توپولوژیFull-Bridge)

سلام دایی جون :smile:

چشم دایی.امروز میرم سیم میخرم و شروع می کنم

دایی میشه لطف کنید این شماتیکو ببینید درسته!؟
http://www.4shared.com/file/161983024/9317a51c/Schematic_Prints.html

[hosein1122]

پاسخ : محاسبات ترانس و القاگر در مبدلهای سوییچینگ (توپولوژیFull-Bridge)

سلام دایی.
سلف و ترانس رو پیچیدم :wow: امیدوارم درست باشن!
برای شروع با اجازه شما گفتم ابتدا خروجی 50 ولتی را بسازم ببینم می تونم از مدار و بقه اجزا جواب بگیرم بعد دوباره همه سیمپیچها رو بپیچم.





دایی این جوری ترانس رو سیم پیچی کردم! به نظرتون درسته؟

[ahmadmn]

پاسخ : محاسبات ترانس و القاگر در مبدلهای سوییچینگ (توپولوژیFull-Bridge)

ترانس را بسیار خوب پیچیدی اما شماتیک کاملا اشتباست.

[hosein1122]

پاسخ : محاسبات ترانس و القاگر در مبدلهای سوییچینگ (توپولوژیFull-Bridge)

سلام دایی :smile:

اما شماتیک کاملا اشتباست.

:sad:پس دایی چیکار کنم؟ :cry2:

خیلی سرچ کردم تا همین اشتباه رو هم پیدا کردم.قسمت IRFP064 کاملا کار خودمه و از اونجایی که اطلاعاتم راجع به این مدارات ضعیفه، احتمالا یه شاهکار هنری باید باشه! :cry:
قسمت SG3525 رو از یک مقاله در Elektor بیرون آوردم و قسمت یکسوساز و فیدبک هم از مداری که دوستمtictactoe قبلا گذاشته بود برداشتم.

شده مثل آش شله قلم کار :mrgreen:.نه؟

دایی مخلصتم، خودتون شماتیکی ندارید!
کمک :angry:

[ahmadmn]

پاسخ : محاسبات ترانس و القاگر در مبدلهای سوییچینگ (توپولوژیFull-Bridge)

می تونی 4 ماسفت را با دو IR2113 راه اندازی کنی اما من توصیه می کنم از آی سی های مخصوص استفاده کنی که در توانهای پایین بسیار خوب کار می کنند.

مثل TLE5206
می تونی از اینجا بخریش:
http://www.elcom.ir/index.php?language=fa

[hosein1122]

پاسخ : محاسبات ترانس و القاگر در مبدلهای سوییچینگ (توپولوژیFull-Bridge)

می تونی 4 ماسفت را با دو IR2113 راه اندازی کنی اما من توصیه می کنم از آی سی های مخصوص استفاده کنی که در توانهای پایین بسیار خوب کار می کنند.

مثل TLE5206
می تونی از اینجا بخریش:
http://www.elcom.ir/index.php?language=fa

دایی دوست دارم :smile:
ممنونم.میرم تا ببینمشون و برم تو دل کار ایشالا.خیلی خیلی ممنونم دایی

[hosein1122]

پاسخ : محاسبات ترانس و القاگر در مبدلهای سوییچینگ (توپولوژیFull-Bridge)

سلام دایی :smile:
به خدا شاگرد تنبلی نیستم،حدود 10 روزی باید به شهرستان برم :sad:

برگشتم با سرعت کار رو ادامه میدم، صد البته با لطف و کمک شما!

دایی چاخان نمیکنما، ولی خدایی کارت درسته.من که خیلی دوست دارم و دعات می کنم :smile:

[عباس جبراییلی]

پاسخ : محاسبات ترانس و القاگر در مبدلهای سوییچینگ (توپولوژیFull-Bridge)

در مورد توزیع ولتاژ در سیم ها:در صورتی که ولتاژ خروجی بالا باشد ثانویه چند لایه میشود و بعد از پیچیدن لایه اول 2 راه برای پیچیدن لایه دوم وجود خواهد داشت 1-در انتهای لایه اول سیم پیچی را ادامه داده و دوباره به سر سیم برسیم که در این صور ت اختلاف ولتاژ بین دو لایه در سر شروع و سر پایان با اختلاف ولتاژ در وسط یکسان نخواهد بود 2-در انتهای لایه اول سیم پیچی را ادامه ندهیم بلکه در انتها ادامه سیم را به محل سر شروع اورده و در هما ن جهت پیچش لایه اول سیم پیچی را ادامه دهیم در این صور ت اختلاف ولتاژ در تمام سطح لا یها یکسان خواهد بود و این باعث بهبود ظرفیت خازنی بین سیمها میشود و گرادیان ولتاژ یکنواختی خواهیم داشت. که به سیم پیچی زیگزاگ معروف است در کل سیم پیچی هسته فریت در توانهای با لای0.5 کیلو وات محاسبات پیچیده ای دارد و به این راحتی ها نیست . و به این موارد با ید دقت کرد 1- skeen effect-2- proximity effect-3- winding layers اگر درست سیم پیچی نشود هسته و سیمها بشدت داغ خواهند شد

[hosein1122]

پاسخ : محاسبات ترانس و القاگر در مبدلهای سوییچینگ (توپولوژیFull-Bridge)

سلام
قرار بود 10 روزه برم و برگردم. :redface حدودا شد 70 روز!!! :mrgreen:

اما این بار یه منبع تغذیه 12 ولت به 50 ولت 0.5 آمپر رو تقریبا مونتاژ کردم تا با دست پر برگشته باشم پیش استادم.
راستش یکم از درایو ماسفت در نیم پل و تمام پل ترسیدم، واسه همین برا شروع سراغ پوش پول رفتم. یه مدار در الکتور دیدم که به چیزی که نیاز داشتم شبیه بود. این شد که از شماتیک اون استفاده کردم.فقط ترانس، اسنوبر،فیلتر خروجی رو باید عوض می کردم که خودش واسه من خیلیه و هنوز هم کامل تغییرشون ندادم.
نتایج رو در شکل های زیر میارم.
-در مورد ترانس چون اولیه ترانس من و ترانس شماتیک تقریبا یکی بود توقع داشتم که اسنوبر هم یکی باشه ولی در عمل دیدم که مدار قبل از استفاده از اسنوبر بهتر بود و اسپایک کمتر بود (ماکزیمم 2.5 ولت ) ولی بعد از استفاده از اسنوبر شماتیک به حدود 9 ولت هم رسید!!



قبل از گذاشتن اسنوبر:

و بعد از گذاشتن اسنوبر:


1- از این شکل موجها نمیشه به مقدار واقعی تر اسنوبر رسید؟

یه سوال دیگه؟
در Full Bridge دیدیم مقدار خازن و سلف فیلتر از این دو رابطه بدست میان:
C = Iout * t / Vrip
L= Vout * t / Irip
Vrip=0.01 Vout
Irip=2*Iout

مشخصات شماتیک الکتور: Vin=12.4 Vout=330v Iout=30mA F=30kHZ

من مقدار سلف 47mH و خازن 2.2uF که در شماتیک اومده رو نمیتونم با فورمولهای C وL بالا بدست بیارم.
در پوش پول هم همین روابط صحیحند؟یا رابطه دیگه ای هست؟

آیا میشه گفت فرکانس قطع :
( (f=1/(2*pi*sqrt(L*C
هست؟ و
2- آیا با کمتر کردن این فرکانس، ریپل کمتر میشه؟