Fuente conmutada (switching)

bueno, el toroide descartalo, porque este es de un material diferente a las ferrites de conmutacion para transformadores (polvos de hierro, carbonyl) donde la permeabilidad es especialmente baja ( se usa para inductores de DC con AC superpuesta, te podria servir para hacer los inductores de salida de la fuente. es escencial que el ferrite sea tipo N27, N87 o alguno parecido de epcos/siemens o tipo CF196, CF195, CF138 de COSMO, inclusive si entras a www.cosmoferrites.com vas a encontrar una tabla comparativa de sus ferrites y de otras marcas, como ferroxcubes y TDK, en cuanto a las vueltas del primario te explico como calcularlas (tanto para el driver como para el de potencia)

N1= (dVt x dTon x 10^4)/(2 x Bmax x Ac)

donde:
dVt = tension aplicada al devanado (volts)
dTon = tiempo de conduccion de corriente por ese devanado (segundos)
Bmax = Induccion maxima (tesla)
Ac = area transversal del nucleo (Cm2)

la induccion maxima depende del material del nucleo que elijas, y de como se comporte a la frecuencia de trabajo. (los ferrites tienen una curva de absorsion de potencia dependiendo de la frecuencia, x ej. para N27/CF196 uso como induccion maxima a 50Khz entre 0.125T y 0.150T

esto es para trafos forward y doble forward de 4 cuadrantes, las forward de 1 transistor, flyback y fuentes resonantes se calcula distinto y cada una de ellas tiene sus ecuaciones caracteristicas.

e olvidaba, es primordial que el nucleo no tenga entre hierro en sus uniones, mucho menos que este partido y vuelto a unir...

para gente que se salio del tema de la fuente conmutada 110 ac y 220ac y ricardodeni que nos dio una fuente muy buena pero que solamente la hice yo y unos pocos , y los problema que tenia ninguno nos ayudo a resolverlos , les recomiendo que volvamos al tema que no cojamos como locos con una y otra cosa y nunca se resuelva nada , trabajemos con la de ricardodeni por que estando resulta despues se le hacen las modificaciones para los otros voltages , la mia funciono pero se calientan muchos los mosfet y despues de una hora se van los mosfet , aunque yo ya hice la de lucipierro y me funciono ok y con esta es que estoy ensamblado mis hechisos y trabaja bien , pero esque no quiero dejar sin resolver el problema de que se calinetan muchos los mosfet gracias por su atencion

fredy, te recomiendo que para meterse de lleno en una fuente switching es escencial tener instrumental adecuado, no pido que tengas inductametro de presicion ni analizador de impedancias ni trazadores de curvas, simplemente un buen multimetro y un osciloscopio de 20mhz de ancho de banda, los mosfet te calientan por muchas razones, tiempo de rise / fall time de tension de compuerta, tension nominal de compuerta, avalancha, corriente de drain, etc, si tienes instrumental, debes medir (mediante shunt en serie con DRAIN) la forma de corriente de drain de cada mosfet, medir la forma de onda de la tension de gate/source de cada mosfet, y medir la tension drain/source de los mismos. lo ideal en un driveo de compuerta del mosfet es que el tiempo de subida sea lo mas corto posible sin que la tension de compuerta oscile, por otro lado, la tension de gate debe ser entre 12 y 15V para los mosfet comunes (hay mosfet que son con compuerta compatible TTL), para esto es escencial contar con un buen driver que entregue la mayor corriente pico posible, (recomiendo el IR2110/2113) las pistas que van entre los driver y los gate, asi como la coneccion que va entre el retorno negativo del driver y el source del mosfet, lo mas cortas y rectas posible, para evitar inductancias y resistencias parasitas. las resistencias en serie con el gate de los mosfet depende del transistor que uses y de la cantidad en paralelo que coloques, estas, pueden ser entre 2.2ohm y 22 ohm para cada transistor, (aunque es primordial monitorear el tiempo de crecimiento de la tension de gate para cada valor de resistencia, en paralelo a esta resistencia recomiendo colocar un diodo tipo 1N4148 mirando hacia el driver, es decir con el catodo hacia el driver y el anodo hacia el gate, esto es para que en el momento de apagado el driver sea mas efectivo, en el encendido es necesario colocar la R para que la compuerta no oscile ya que si hacemos un circuito equivalente de un mosfet y su driver encontraremos que en serie con el gate tenemos una inductancia y en paralelo con el gate tenemos una capacidad, formando un circuito serie resonante.
para un periodo de 20uS y un Ton maximo de 10uS el tiempo de trepada de la tension de compuerta no debe ser superior a 200nS con toda la furia. y de 100 a 120nS para el momento del apagado.

por otro lado es altamente importante revisar que la tension de DRAIN/source sea menor a la tension de ruptura del transistor, no porque se queme instantaneamente, sino para bajar la disipacion por avalancha, los transistores mosfet entre drain y source cuando estan abiertos se comportan como un diodo zenner o de avalancha cuando la tension entre esos terminales llega a la tension de ruptura, consecuencia se empieza a cerrar el canal y comienzan a hacer pasar corriente, haciendo que calienten. para que esto no suceda es aconsejable poner transistores con un margen de tension suficiente para tolerar las tensiones que haparecen, y tambien recomiendo el uso de snubbers RC para minimizar los spike que aparezcan sobre el transistor, para que estos no entren en avalancha o lo hagan muy pero muy poco. (pulso de spike menor a 25nS) por ultimo revisar que el nucleo del transformador no entre en saturacion, midiendo la corriente que circula por los mosfet, para esto hay que insertar una R del menor valor posible y de la menor inductancia posible, ( resistores de metal film no inductivos) tipico para una fuente de 200W desde 220v, una R de 0.1ohm, colocaddos en serie con drain para poder medir con osciloscopio la forma de onda de la corriente. las corrientes del transistor de arriba y el de abajo en una fuente medio puente deben ser lo mas parecidas posible, esto depende del tiempo de conduccion de cada mosfet, los cuales deben ser identicos en tiempo, la forma de onda de corriente debe ser como un trapezoide, un flanco ascendente abrupto, una rampa ascendente, y cuando termina el ciclo caer a 0 abruptamente, s la rampa ascendente al final del ciclo comienza a irse para arriba es que esta satuandose el nucleo. y ahi habra que revisar las cuentas de como se calculo el transformador.

aca posteo unos dibujos muy rudimentarios sobre como deben ser las formas de onda de corriente y de gate en los mosfet de la fuente conmutada
ando corto de tiempo pero pregunten que cuando puedo contesto.

Hola hazard sos un groso, gracias por compartir todo lo que sabes.
te comento que esta semana voy a ver si consigo los toroidales de ferrita para ver si me funciona el driver, mientras me entretuve con una prueba:
desarme la unica bobina driver que funcionaba pero lo que hice fue solamente sacarle el nucleo SIN tocar el bobinado, entonces cuando le puse de nuevo el nucleo ya no sirvio, primero lo aprete bien sin pegarlo y despues lo pegue con la gotita pero no funciono, me sirvio para darme cuenta de que no estoy bobinando mal ya que las mediciones de tension son iguales a los que yo hice, entonces el problema lo tengo en como estoy fijando el nucleo, no se si habra un pegamento especial o algun procedimiento diferente para el armado de estas bobinas pequeñas, pero bue voy a probar con el toroidal y de paso cuando lo compro pregunto como es el armado de estos nucleo doble E chicos.

con respecto a la fuente que publique voy a hacerme unas correciones:

el transformador de potencia; la cantidad de espiras esta mal , el primario tiene que ser de 24 espiras y NO de 56 como puse y el secundario tienen que ser 12 esp. + 12 esp. (segun calculos)

la resistencia RT de 22 K hay que cambiarla por 10 K para esa relacion de espiras.

adjunto una imagen de como tienen que ir conectados los mosfet para el correcto fucionamiento.

Fredy: explicame como hiciste la bobina driver y sobre que nucleo, y otra cosa: adaptaste la fuente para 110V haciendo el duplicador? si no hiciste eso se van a quemar siempre los mosfet.

saludos, ricardo.

hola ricardo, yo tambien ando entuciasmado con la construccion de smps, ya descargue de inter todos los libros q recomendo juan romero.

Todos en ingles pero bueno le hago el intento.

queria preguntarte en q pagina puedo encontrar la informacion adjunta a la imagen q posteast, pues m parece interesant poder profundizar mas sobre esa proteccion de los mosfet.


gracias de antemano

carlos metete en www.smps.us ahi vas a encontrar un monton de info, (en ingles)

Si se trata de un driver para mosfet (gap=+0), yo usaria Glue Agomet 305 o Loctite661 en los nucleos y para rellenar el carrete Vitroplast o Seal N Flex. Lo he provado en un EI13/10/6 y me funciona bastante bien.
Si son nucleos reutilizados de otras fuentes, antes de pegarlos, limalos un poco para eliminar restos del pegamento original, ya que esto generara u poco de gap.

Saludos,

Ricardodeni:
Creo que lo que te dijo hazard_1998 es lo más adecuado (por lejos).
Los TL494 antiguos tienen una capacidad de salida de 250mA (source/sink).
Los nuevos TL494 (por ejemplo el TL494 / NCV494 de On Semiconductor tienen una capacidad de 500mA sink/source). Si usas MOSFETs normales (con una Qg no demasiado bruta) los manejas directamente desde el TL494 y te ahorrás un montón de dolores de cabeza.
Repito: Olvídate de la etapa driver y de los trafos de pulso.
Asi comienza el datasheet del TL494 de On Semi:
TL494, NCV494
SWITCHMODE: Pulse Width
Modulation Control Circuit
The TL494 is a fixed frequency, pulse width modulation control
circuit designed primarily for SWITCHMODE power supply control.
Features
• Complete Pulse Width Modulation Control Circuitry
• On−Chip Oscillator with Master or Slave Operation
• On−Chip Error Amplifiers
• On−Chip 5.0 V Reference
• Adjustable Deadtime Control
• Uncommitted Output Transistors Rated to 500 mA Source or Sink
• Output Control for Push−Pull or Single−Ended Operation
• Undervoltage Lockout
• NCV Prefix for Automotive and Other Applications Requiring Site
and Control Changes
• Pb−Free Packages are Available*

Suerte.