Fuente conmutada (switching)

Disculpa ricardodeni: me olvidaba que el TL494 tiene 2 salidas, en ese caso te hace falta el driver (pero no los trafos de pulso), hace como dice hazard_1998 usá el IR2110.
Saludos.

Hola hazard_1998, tengo un inconveniente con el cálculo de las espiras en un transformador toroide y también con la Red Snubber, como puedes observar en las capturas la referencia del transformador es TC3.9/1.8/2.5 y según unos datos que encontré en la red B = 1200G y Ae = 2.5 bueno lo de mas lo da la hoja de datos que anexe lo que yo quisiera saber es ¿cómo se podría calcular el número de espiras en el primario y el Secundario?

En unas de las captura se muestra el transformador toroide gris claro unido con otro, asi como se muestra lo estoy utilizando.

La otra cuestión es la red Snubber, por acá encontré una expresión que dice:
C = 1/(3.14 x F x R) no sé si es aplicable, los componentes que están en paralelo con el primario para calcular es C11 y R20.

Vbus = 336VDC cuando hago las mediciones en el primario y la fuente esta sin carga hay aproximadamente 60VAC, cuando le conecto una carga el voltaje en el primario varía entre 420VAC y 650VAC.

Frec = 116Khz cuando esta sin carga la frecuencia esta a 58.800Khz, con carga sube a mas de 100Khz.

Gracias por cualquier ayuda.

Saludos.

jory, antes que nada buenas noches, te hago una consulta, el datasheet que posteaste se contradice con la foto, o la foto esta muy deformada, ya que el datasheet muestra un toroide con seccion transversal practicamente cuadrada, y en la foto es bastante mas alto el toroide, ademas segun la hoja de datos el material es de muy alta permeabilidad, por lo gral para ferrites de trafos de potencia el mu inicial esta en el orden de 2000 a 2500 contra los >4000 que dice tener la hoja de datos. por otro lado, como hiciste el control? como varia de frec? es pwm o tiene otro principio de funcionamiento?.

por el snubber no te vuelvas loco ahora, primero busca que el sistema quede estable y que el transformador este bien. te comento, depende de que principio de funcionamiento utilices, se calcula el transformador. si lo que estas haciendo es un forward medio puente con control por PWM y de frecuencia fija el numero de espiras en el primario se calcula asi

N1=(dV x dTon x 10^4)/(2 x Bmax x Ae)

donde:
dV es la tension aplicada al transformador, seria la tension pico entre un extremo y otro del primario.

dTon es el tiempo de conduccion maximo del transistor en seg. ( seria freq^-1 x 0.5)

Bmax seria la induccion maxima deseada sobre el mucleo en tesla, para N27, N67, N87 y CF196 uso 125mT como punto de diseño sin problemas.

Ae es el area transversal efectiva del nucleo en Cm

ahora, para calcular la relacion del secund (forward pwm) para la minima tension de entrada del transformador:

V2pico >= Vmedia/Dmax
donde:
V2pico es la tension de cresta del secundario
Vmedia es la tension continua de salida
Dmax es el ciclo de trabajo maximo que puedes llegar a lograr mediante el control.

la idea es que cuando la tension de entrada este en el limite inferior de entrada
puedas seguir teniendo control de la tension de salida mediante el pwm.
la tension de salida es la tension de secundario pico menos la caida en los diodos rectificadores x Ton/T ( ciclo de trabajo).
digamos que la tension minima de entrada seria +-=

((Vout/Dmax)+Vdiode) x N1)/N2

espero esto te oriente.

wacalo, el tema es que con el TL494 no podes drivear directamente un transformador o mosfets porque no tienen salida totem pole, sino que son colector y emisor abierto, con lo cual si colocas un resistor de colector o de emisor, la impedancia de salida de cada una de ellas es asimetrica (bajo Z cuando conduce el transistor y alto Z cuando la corriente circula por la resist.) supone que quiero drivear un mosfet a traves de la salida del tl494, si ponemos el transistor del tl494 en emisor comun, la compuerta del mosfet se carga lentamente a traves de la R (highZ) y se descarga por el transistor de salida del tl494 y si lo hacemos seguidor de emisor, la compuerta se carga por el transistor (lowZ) y se descarga lentamente por la resist de emisor. un driver totem pole tiene impedancias de salida parecidas para sink y para source, con lo cual el manejo de la compuerta de un mosfet se hace mas simple y eficaz

Hola hazard_1998, gracias por la respuesta, sobre la apreciación que hiciste del transformador que se ve deformado, son 2 trafos iguales unidos con un pegante por eso se ve más alto.
Sobre la permeabilidad no es válido para el que muestro en la foto, solo estaba tomando como referencia el tamaño, solo sé que B=1200G.

Para realizar el control utilice un SG3525 haciendo la conexión en la terminal 1 pasándola por unos resistores para controlar el voltaje requerido y estoy trabajando con PWM.

La red Snubber me interesa porque en el momento con unas prueba que hice de R=50 y C=1000pf se me está calentando el resistor.

La configuración que estoy utilizando es Full Bridge y en cuanto la frecuencia podría tomar como valor fijo 100Khz.

Saludos.

jory, no entiendo por que hablabas de cambios en la frecuencia del pwm dependiendo de la carga:
"Frec = 116Khz cuando esta sin carga la frecuencia esta a 58.800Khz, con carga sube a mas de 100Khz."

por otro lado, los snubber podes no usarlos hasta que no tengas todo bien depurado, para calcular las redes snubber deberias tener el dato de la reactancia de flujo disperso del transformador....
igualmente 50 ohms con 1nF se me hace como mucho.
amen que lo que primero deberias snubbear son los fet antes que al transformador. podrias probar con 560pF en serie con 1Kohm para cada fet. pero depende del transformador. otro consejo, no recomiendo el uso de toroides para hacer los trafos, sobre todo en alta tension. porque para tener el menor flujo disperso debes concatenar los devanados bobinando los primarios y secundarios muy juntos entre si ocupando todo lo posible la longitud del circuito magnetico.

Hola hazard_1998, sobre el cambio de frecuencia es buscando un poco de eficiencia es decir, si yo tengo un transformador que tiene 28 espiras en el primario una frec=58.800khz y una diferencia de potencial de 62VAC.

¿Qué pasaría si yo no tengo 62VAC si no 450VAC?

R/ Tendría que anexarle más vueltas al primario del transformador ya que la frecuencia seria 58khz, es decir entre menor sea la frecuencia mayor serán las espiras…

¿Qué tal si cuando la fuente tiene carga y la tensión sube a más de 600VAC, la frecuencia fuera 58Khz y las espiras en el primario sean las mismas 28 espiras?

R/ Como son las mismas 28 espiras aumento la frecuencia a un poco mas de 100Khz para no tener que anexarle más espiras..

Esto es un juego entre el voltaje y la frecuencia para mantener una aproximación de las espiras del primario por lo cual si hay mayor voltaje en el primario menor corriente en el mismo y no aumentar el calibre del alambre, el calibre que yo uso es de un milimetro.

En realidad tienes razón sobre el núcleo toroide yo tengo una ferrita ETD54 que a 100khz puede suministrar 1150W, el problema es que donde resido este tipo de ferrita no son comunes o por lo menos no sean colocado en la tarea de buscar núcleos diferentes, por lo tanto como el núcleo mas común es el toroides estoy haciendo las prueba con esa clase de núcleos.

Con el núcleo que te menciono he tenido +/-70VDC y has 12Amp, creo que no da más por que la carga que le coloque fue un amplificador de 8 transistores y en vez de parlantes, conseguí dos planchas averiadas y las coloque en paralelo quedando una carga de 7ohm, también coloque a reproducir un CD que tiene sonidos continuos con frecuencias de 20Hz hasta 20Hkz con el cual medí la corriente sin muchas variaciones, ahora voy a colocarle una tercera plancha para ver cuanta corriente meda.

En si la fuente funciona bien, lo que yo quiero es saber cómo se calcula el transformador toroide para no hacer los cálculos empíricamente.

Franklin Javier Jory C.
Cartagena - Colombia
Saludos.

Hola foreros, gracias por los datos y la ayuda que me dieron.

como dije antes esta semana fui a elemon y compre 3 toroides para probar los driver y me dieron este modelo: T2510C de cosmo
material:CF125
Al:5000
recubrimiento aislante :resina epoxy
d ext.:25 mm
d int.:15 mm
h :10 mm

y bueno hice dos , uno con primario de 40 + 40 espiras y secundario de 9+2 y 9 espiras para manejar los BJT y funciono perfecto de una y sin ningun problema

el otro que hice fue:primario idem y secundario 30 + 30 espiras para manejar MOSFET , tambien funciono a la perfeccion pero note que se calientan los mosfet , el calentamiento es practicamente aceptable pero mientras que los bjt trabajan frios lo mosfet se calentaron.
la configuracion que uso para los fet es la que puse en la pagina anterior y uso los irf740
el controlador es siempre el mismo ( tl494 ) que lo tengo en protoboard y lo que cambio es la parte de alta tension porque tengo una placa BJT y otra placa MOSFET (eran dos fuentes de pc identicas a las cuales le corte la placa quedandome con la parte de alta tension , una la deje como estaba y a la otra le puse mosfet modificando la parte del gate) ninguna de la dos placas tienen las resistencias de 330 k entre colector- base que son para el arranque en bjt.
ahora me surgieron dos dudas:
yo el manejo de los bjt lo tengo claro pero el de los mosfet no y me interesaria saber cual es la tension que necesito en gate para manejar los 155 V del tr o Vgs para D-S corto , el datasheet dice que se banca hasta +/- 15 v de tension en gate, pero bueno necesito saber como llevar al punto de saturacion los fet ya que por el calor que estan generando sospecho que no estoy llegando a dicho punto y que debe haber cierta resistencia entre D y S.
y la otra duda es que el transformador que compre para el de potencia es un EE 42/15 sin gap y no me acuerdo si para esta configuracion half-bridge necesitaba con o sin gap , yo estoy probando con un nucleo que tenia que tiene gap y todavia no arme el que compre por que me surgio esa duda, la memoria me esta fallando jejejej.

muchas gracias de antemano

saludos , ricardo.

jory, lee bien lo que explique para calcular los trafos forward. las espiras no dependen directamente de la frecuencia, sino del roducto volt/segundo, por eso se calcula como te explique antes. no tenes que andar corriendo la frecuencia. por otro lado, tenes que usar multifilamentos para minimizar el efecto pelicular.

ricardo, con respecto a los irf740 la caida de tension sobre drain/source depende de la corriente que lo atraviesa, ya que cuando esta cerrado el fet entre drain y source existe lo que se llama Rdson que no es otra cosa que la resistencia de cierre, fijate en el datasheet cual es el valor tipico de ese transistor. fijate la tension de gate source la forma de onda que debe tener (compara con los dibujitos que postie) la tension de gate debe ser de 15V positivos entre gate y source para cuando este cerrado. tambien tenes que monitorear los tiempos de subida y bajada.

ricardo el transformador de potencia sin entrehierro! por eso tambien calientan los fet!