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08/09/2013 #21

Avatar de blanko001

Hola palurdo, yo me fijé del espacio del núcleo en el poste central (creo que a eso es lo que le llaman gap) lo había notado en otras fuentes y de hecho alguna vez me recomendaron no utilizar núcleos toroidales (sin espaciado) en fuentes conmutadas porque se saturan rápidamente... Los núcleos de las ahorradoras traen dicho espaciado, algunas un poco más grande dependiendo del tamaño de la bobina y la potencia de los tubos.

Bueno la idea era utilizar componentes de la ahorradora, como el 13003 o 13007 (mejor) los diodos, fusible, al menos el condensador electrolítico principal, el núcleo de la bobina(para el trafo) y por supuesto la base con rosca. De hecho fui muy optimista en un principio, pues empecé a realizar un diseño PCB octogonal que entrara dentro del "cascarón" de la ahorradora, y dejar por fuera solo el disipador con el LED. No sé hasta cuento sea posible esto ya que he experimentado cambios en el circuito.
14/09/2013 #22

Avatar de blanko001

Adjuntaré el diagrama de dos versiones, isolated (aislado) y non isolated (no aislado); pero ninguna de las versiones deben conectarse sin carga, es decir, no conectar sin el LED de 10W a la salida, de lo contrario se estropearan los componentes (me sucedió 2 veces )

NO AISLADO: Es la versión mas sencilla, no requiere optoacoplador ni devanado adicional. Pero esta versión no aísla la tierra de "alta tensión" de la tierra de salida.





AISLADO: Contiene optoacoplador y necesita de un devanado adicional para su funcionamiento, pero la salida está totalmente aislada de la entrada de la red eléctrica.





En ambos casos la corriente es regulable mediante el valor de las resistencias que aparecen en los diagramas (3 ohm y 1.2 ohm) mediante una relación aproximada así:

Iout(A)=(0.7)/(RX) Donde RX es el valor de las resistencias (3 ohm y 1.2 ohm) en paralelo.
(no trabajar a menos de 0.6A)



Aunque siguen las pruebas dejo como muestra del adelanto un vídeo donde dejo funcionando el LED de 10W junto a uno de 20W con driver chino. Luego de 10 min el transformador chino aparentemente estaba mas caliente. (creo que es hora de hacerme al termométro)



Queda pendiente la fabricación de los transformadores y el calibre utilizado.
Saludos!

PD: solicito a los moderadores adjuntar el siguiente mensaje en el primer post:

ADVERTENCIA: éste proyecto funciona directamente conectado a la red eléctrica, por favor tomar las precauciones del caso.
15/09/2013 #23


Hola blanko001, este es mi primer post en este foro y como este es un tema que me interesa ya que estoy en el mismo proyecto me gustaría que intercambiemos ideas. No tengo mucho tiempo para experimentar, pero entre ambos podemos llegar a conseguir un buen resultado.

Mis opiniones:

1) El primer circuito es el que más me gusta, la resistencia de 10R, la de 100R y el transistor C945 forman la protección de corriente del primario, y al regular la corriente máxima del primario por supuesto también está regulada la del secundario, por lo que yo intentaría reduciendo la 10R a un valor por ejemplo de 3R3 y ver que pasa.
El zener cumple la función de controlar la tensión máxima del secundario cuando está en "vacío" o sea sin el LED conectado. Por supuesto el secundario nunca debe estar en vacío, siempre es conveniente colocar una resistencia que consuma 1/3 o 1/2 watts y veo que este circuito no la tiene
Otro errores que veo son la resistencia de 10M que creo debería ser de 1M, el diodo 1N4007 del colector del D13007 que debe ser un diodo rápido tal como un FR107 o UF4007

2) Al segundo circuito le quitaste la resistencia de 10R, por lo que le elevaste demasiado la corriente de protección (10 A de pico)

3) En el tercer circuito eliminaste las protecciones por corriente del primario y por tensión del secundario, y la salida no está aislada

4) Y el cuarto circuito igual que el anterior pero con salida aislada

5) Por lo anterior dicho yo volvería al circuito chino, por supuesto luego de reformar varias cosas tales como las mencionadas anteriormente y bobinar un buen trafo...

6) Con respecto al trafo:
La relación que comentas (V1/V2)=(N1/N2)=(I2/I1) es valida también para los trafos swiching, de hecho casi se usan los mismos cálculos que en los transformadores "comunes" solo que cambian las constantes.

Es muy importante saber la sección del núcleo, ya que en base a esto es la potencia máxima que puede transformar, por lo tanto para los 10 watts que necesitas tienes una sección mínima que cumplir. De lo contrario saturará, se calentará demasiado, se quemará o el circuito no funcionará. Para ver la sección del núcleo multiplica lado x lado del poste central y tendrás la sección en mm2

El material de la ferrita es importante porque permiten una frecuencia máxima de funcionamiento, más allá de esa frecuencia pierden eficiencia y permeabilidad magnética produciendo calentamientos

El gap (entre hierro o espacio del poste central) también es importante, sin este gap es mucho más fácil saturar un núcleo y en este punto el trafo deja de comportarse como una bobina y pasa a portarse como una resistencia, lo cual es muy malo porque es una resistencia de muy bajo valor. Enfrenta los dos núcleos de ferritas y mide el espacio que queda en el poste central.

Ten en cuenta que a mayor gap, a menor sección y a menor frecuencia las espiras de los bobinados aumentará.
Si comentas las medidas anteriores podemos llegar a calcular o estimar un numero de vueltas para el primario, y ya con eso consigues las de los otros bobinados.

Para esta potencia el alambre a usar es el 30AWG = 0.25mm en todas las bobinas. Con un solo alambre para el primario y el secundario de retroalimentación y con 7 alambres en paralelo para el secundario útil. Poner más alambres en paralelo no tiene sentido y con menos alambres se produce mucho calentamiento por perdidas resistivas. Tampoco vale usar un alambre más grueso por el efecto "piel" que existe en los transformadores swiching (en realidad en los alambre trabajando en alta frecuencia). Esto está todo regido por la intensidad que circula en cada bobinado, por lo que sea cual sea la cantidad de espiras de cada bobinado esto no variara para esta potencia de 10 watts en la salida.
Un trafo swiching tampoco se bobina como un trafo común, esto es para optimizar el acoplamiento magnético y minimizar las perdidas por capacitancias parásitas, que hacen que el trafo caliente más, para bobinar este trafo se hace de la siguiente manera:

A)1/2 bobinado primario o sea la mitad de las espiras totales del primario
B) todo el bobinado secundario útil
C)1/2 bobinado primario (las espiras que faltaban)
D) el bobinado de retroalimentación centrado en el ancho del carrete

El "sandwich" quedaría así:

Aislamiento
Bobinado de retroalimentación centrado
Aislamiento
1/2 bobinado primario
Aislamiento
Bobinado útil
Aislamiento
1/2 bobinado primario
carretel

Por supuesto el aislamiento es muy importante para separar bien el circuito de alta tensión del circuito de baja tensión.

Por lo tanto, yo volvería al circuito original con las reformas pertinentes y construyendo el trafo como te lo indico arriba, si me das los datos podemos estimar las vueltas del primario (calcular no, porque no sabemos la frecuencia de funcionamiento)

Espero haberte ayudado y espero tus comentarios, y por supuesto el resultado de las experiencias. Si tienes más dudas y puedo ayudarte, con gusto lo haré, solo tienes que preguntar.

Ya "hable" suficiente por ahora, tampoco la idea es andar cansando a la gente, solo decirte que me interesa mucho este proyecto y estaré atento a los resultados.

Un saludo.

Atte. CARLOS.
16/09/2013 #24

Avatar de blanko001

Hola CARLOS, muy buena tu participación! era la ayuda que necesitaba.
A ver te digo, los trafos ultimamente los ha venido bobinando así como lo planteaste:
A)1/2 bobinado primario o sea la mitad de las espiras totales del primario
B) todo el bobinado secundario útil
C)1/2 bobinado primario (las espiras que faltaban)
D) el bobinado de retroalimentación centrado en el ancho del carrete
Empecemos por las medidas del trafo para bobinarlo correctamente y empezar a realizar las modificaciones que me indica. Estaba justamente intentando encontrar alguna relación que me permitiese calcular las espiras y los calibres... en trafos de 60Hz lo se hacer partiendo del área del núcleo; estoy utilizando por ahora 2 medidas de trafos que retiré de"ahorradoras" ambas tienen GAP.

Las medidas de los núcleos hasta ahora ensayados son:
(4mm * 4.5mm) y GAP de 0.38mm aprox
(4.8mm * 4.8mm) y GAP de 1.6mm aprox

En mi hogar el suministro eléctrico es de entre 120V y 127V AC, el LED debe ser alimentado con 0.9A (0.85A es muy buen valor) y supongo que el voltaje puede superar los 12V si se mantienen los 0.9A.

Cualquier otro dato que sea necesario... me indicas.

Espero atento a tu colaboración.

Saludos!
16/09/2013 #25


Hola blanko001. Me parece que deberías trabajar con el trafo de 4.8 x 4.8 mm. Justamente yo estoy con un trafo muy parecido (el gap del mio tiene solo 1.2mm) y el otro creo que es muy pequeño en sección para esta potencia (aunque el de 4.8 x 4.8 creo que ya está muy limitado)

Pues bueno, mi trafo que es uno original de PC y que trabaja con 220Vca en la entrada y (310 Vcc) en el primario lleva 168 espiras, pues tú deberías bobinarlo con la mitad o sea rondando las 84 espiras, y yo le colocaría unas espiras más al tuyo por tener una gap mayor (entre 90 y 100 vueltas)

Bueno, pues el que yo tengo tiene los siguientes datos para los bobinados:

Primario: 168 espiras, alambre simple de 0.25mm
Retro-alimentación: 16 espiras, alambre simple de 0.25mm
Util para salida de 5Vcc: 12 espiras, alambre doble de 0.25mm

Todo esto para un núcleo de 5 x 4.5mm (sección de 22.5mm2), con un gap de 1.2mm y trabajando en una frecuencia que va desde los 200 KHz a los 400 Khz.

Entonces, como mi trafo trabaja con 220Vca y el tuyo solo con 120Vca y el tuyo posee un gap mayor, yo usaría los siguientes datos para el bobinado (todo esto aproximado porque no sabemos a la frecuencia que trabaja tu trafo)

220/120=1.83 Relación entre primarios
168/1.83=92 Espiras
92+5%=97 Espiras + el 5% por tú gap mayor

168/97=1.73 Relación entre ambos trafos

Ahora los datos de tú trafo:

Primario: 97 espiras, alambre simple
Retro-alimentación: 16 espiras, alambre simple
Util para 10Vcc: 23 espiras, 7 alambres en paralelo

Las medidas y cantidad de los alambres es la que ya te e indicado anteriormente.

Por ahora esto, veremos que pasa con los resultados. Si se me ocurre alguna otra cosa te lo comunico.

Un saludo.

Atte. CARLOS
16/09/2013 #26

Avatar de blanko001

Hola, gracias por la respuesta.

Todo esto para un núcleo de 5 x 4.5mm (sección de 22.5mm2), con un gap de 1.2mm y trabajando en una frecuencia que va desde los 200 KHz a los 400 Khz
No sé muy bien a que frecuencia funciona el diseño, pero es controlada por la resistencia y el condensador a la base del MJE13007. Para 470 ohm y 2.2nF la constante de tiempo es T=RC= 0.000001034 seg, es decir que el condensador demora en cargar o descargar completamente 5*T≈0.00000517 seg

No se si sea correcto afirmar que: f= 1/T, de ser así, entonces: f≈193KHz

Cambiando el valor de R por ejemplo a 270 ohm se tendría una frecuencia de unos 336KHz

Pero como ya dije, no se si 5*T me represente tiempo periodo.


Bobinaré entonces con AWG 30 con el número de espiras que me indica a ver que tal. ¿es de suponer que el transistor se calentará mas por reducir la resistencia del primario?¿lo podría corregir buscando una frecuencia optima para el MJE13007 en la hoja de datos?

Saludos
16/09/2013 #27


Hola blanko001.

blanko001 dijo: Ver Mensaje
No sé muy bien a que frecuencia funciona el diseño, pero es controlada por la resistencia y el condensador a la base del MJE13007. Para 470 ohm y 2.2nF la constante de tiempo es T=RC= 0.000001034 seg, es decir que el condensador demora en cargar o descargar completamente 5*T≈0.00000517 seg
No creo que el cálculo de la frecuencia de oscilación sea tan sencillo, y menos en este tipo de fuente auto-oscilantes.

De hecho, la fuente mía y bobinada como te comenté varía de frecuencia según la carga que le coloques a la salida, en vacío unos 200 KHz y con carga se eleva a unos 400 KHz

En realidad la resistencia influye en la frecuencia, pero la principal función de esta es la de limitar la intensidad de base del transistor.

El condensador de 2.2nF junto con la bobina del primario son los que dictan dicha frecuencia

blanko001 dijo: Ver Mensaje
Cambiando el valor de R por ejemplo a 270 ohm se tendría una frecuencia de unos 336KHz
No cambiaría mucho el valor de la R para no incrementar mucho la intensidad de base, pero la práctica te dirá el valor necesario. Variando el valor de esta resistencia, variarás los tiempos de los flancos de conmutación, por lo tanto el calentamiento de transistor, colocar el valor más bajo para conseguir el menor calentamiento posible y no reducirlo más para no incrementar mucho la intensidad de base del Tr. como verás es una solución de compromiso.

blanko001 dijo: Ver Mensaje
Bobinaré entonces con AWG 30 con el número de espiras que me indica a ver que tal. ¿es de suponer que el transistor se calentará mas por reducir la resistencia del primario?¿lo podría corregir buscando una frecuencia optima para el MJE13007 en la hoja de datos?
Con menos espiras seguro que reducimos la "impedancia" del primario, pero como se reduce la impedancia y esta bobina forma parte principal de un circuito auto-oscilante, es comprensible que la frecuencia aumente, por lo tanto con este aumento se compensa la caída de la impedancia (como sabes, a mayor frecuencia la impedancia se incrementa). Por lo menos así lo veo yo, lo cual no quiere decir que sea cierto...

Por otra parte, el calentamiento del transistor es muy poco por culpa de la corriente que circula por el, el mayor calentamiento lo consigues en los flancos de conmutación, o sea mientras conecta y desconecta el bobinado del negativo. Cuanto más lento sea esta conmutación, o sea cuanto más tarde en llegar de la tensión máxima a la mínima y viceversa, más sera lo que caliente.

Por ejemplo:
Partiendo que tu circuito se alimenta de 120 Vca y esto rectificado y filtrado serían unos 170 Vcc y para extraer 10W de 170 Vcc se necesitan 59mA y la caída de tensión del transistor en conducción es de 0.7 V. Nos da que en plena conducción del transistor se calentaría con unos 0.7*0.059=0.0413 watts lo cual verás que es insignificante.

Resumiendo, mientras que los tiempos de conmutación sean iguales o menores al circuito original, el transistor no debería calentar más o por lo menos no mucho más... por supuesto esto en teoría, en la practica se verá.

No creo que en los datasheet te indiquen la frecuencia óptima para esta aplicación, mientras estés lejos (para abajo) de la frecuencia de transición del MJE13007 no creo que tengas problemas. Lo óptimo es encontrar la menor velocidad de conmutación (que no es lo mismo que frecuencia de conmutación), pero para esto ya necesitas un osciloscópio. Igual yo pienso armar tu circuito y probar con el trafo que te comenté, y luego veré que pasa con esos tiempo y la frecuencia en el osciloscópio.

Y tengo una duda: ¿El circuito original chino, usaba un transistor NPN común como el MJE13007 o un transistor del tipo mosfet?

Gracias por responder, seguimos en contacto.

Saludos.

Atte. CARLOS.
16/09/2013 #28

Avatar de blanko001

Hola CARLOS, veo que tus conceptos son muy claros y de opiniones sumamente respetables.
Comparto también que a mayor frecuencia la impedancia aumentaría, por ende se puede utilizar menor número de espiras en el primario.

También sospechaba que el transistor no se calentaba en sí por la corriente que circula por el, menos el MJE13007 que soporta 8A (como dato curioso realicé pruebas con el MJE13009 que soporta mayor amperaje y parecía que calentaba mas rápidamente que el MJE13007 para un mismo circuito, eso me llevó a pensar lo de la frecuencia)

El circuito original chino utiliza un NPN MJE13003 ya que reencontré el diagrama lo comparto:


Yo creo que no hay problemas en reemplazarlo por un mosfet canal N, pero mi idea en un principio fué reutilizar el trafo, diodos, y transistores de una lampara de bajo consumo... bueno el proyecto se desvió un poco, pero es necesario, porque el objetivo sin dudas en lograr una fuente conmutada sencilla sin integrados "extraños" o dificiles de adquirir, para que toda la cantidad de personas que necesiten darle vida a sus LED de 10W lo logren de una manera muy útil y eficiente (he visto en el foro muchos temas de como iluminar el famoso LED de 10W, eso me hizo pensar en éste proyecto)

Tengo disponibles otros tamaños de trafos, incluso hay ahorradoras con trafos mas grandes. Todo es cuestión de algo de tiempo y rebobinar. Saludos!
Imágenes Adjuntas
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16/09/2013 #29


blanko001, bueno, por lo menos vamos poniéndonos de acuerdo en algunas cosas

blanko001 dijo: Ver Mensaje
También sospechaba que el transistor no se calentaba en sí por la corriente que circula por el, menos el MJE13007 que soporta 8A (como dato curioso realicé pruebas con el MJE13009 que soporta mayor amperaje y parecía que calentaba mas rápidamente que el MJE13007 para un mismo circuito, eso me llevó a pensar lo de la frecuencia)
No es muy curioso que caliente más el 13009 que el 13007, en todos los transistores del tipo bipolar hay algo que en los data sheet se denomina como hfe, este es el valor de ganancia que posee cada transistor, o sea para cierta intensidad de base, cuantas veces mayor es la intensidad del colector que puede conducir, por ejemplo:

Para un transistor con una ganancia de 20 hfe que en su base circulan 10mA, por su colector solo circularán 10mA * 20hfe = 200mA
¿Que significa esto? pues que a este transistor mientras la intensidad del colector no supere los 200mA, la caída de tensión en conducción del mismo será de 0.7V (esto es lo llamado conducción en saturación), ahora si quisiéramos superar los 200mA (reduciendo el valor de la resistencia de la carga) esta caída de tensión empezara a incrementarse de manera tal que la intensidad del colector siempre permanezca en 200mA (esto es la conducción en la zona lineal) y de esta forma está operando en la zona lineal, que para una fuente swiching es muy malo y por supuesto se incrementará la potencia disipada por este transistor.

¿A que voy con todo esto? Pues al cambiar el transistor por uno de mayor amperaje, has reducido la ganancia del mismo (por regla general, a mayor amperaje que soporte un transistor, menor es su ganancia), al tener menos ganancia y no modificar la intensidad de base (tal como en tu caso) la intensidad de colector soportada en saturación es menor y los tiempos de conmutación de los que hablábamos antes se hacen más lentos, con el consecuente incremento de su temperatura.

Aparte de lo anterior, todos los transistores (los mosfet más todavía) tienen algo llamado capacidad parásita, es como si tuvieran un condensador conectado entre cada uno de sus pines, esto es por la propia forma de construcción.
Al trabajar en conmutación, esa capacidad hay que "llenarla" y "vaciarla" en cada cambio, por lo que esto lleva un tiempo, tiempo que pierde el transistor incrementando el tiempo de los flancos de conmutación consiguiendo un mayor calentamiento.
Nuevamente, por regla general, a mayor transistor mayores capacidades parásitas.

En definitiva, cambiar por un transistor de mayor amperaje (sin cambiar la intensidad de base) incrementa las capacidades parásitas y decrementa la ganancia consiguiendo un mayor calentamiento

Esto en este proyecto no es muy útil, pero es muy bueno saberlo para un futuro

blanko001 dijo: Ver Mensaje
El circuito original chino utiliza un NPN MJE13003 ya que reencontré el diagrama lo comparto:
Muy bueno y muchas gracias, verás que nos será de mucha ayuda. Si llegaras a tener una foto del circuito ensamblado, podríamos llegar a sacar unas medidas aproximadas del trafo que usan estos chinos...

blanko001 dijo: Ver Mensaje
Yo creo que no hay problemas en reemplazarlo por un mosfet canal N, pero mi idea en un principio fué reutilizar el trafo, diodos, y transistores de una lampara de bajo consumo... bueno el proyecto se desvió un poco, pero es necesario, porque el objetivo sin dudas en lograr una fuente conmutada sencilla sin integrados "extraños" o dificiles de adquirir, para que toda la cantidad de personas que necesiten darle vida a sus LED de 10W lo logren de una manera muy útil y eficiente (he visto en el foro muchos temas de como iluminar el famoso LED de 10W, eso me hizo pensar en éste proyecto)
Tanto el proyecto como tu idea de "reciclar" me parecen muy buenas, igual fíjate que no se a desviado mucho de esta idea, ya que conseguir unas pocas resistencia de un valor muy económico no le hacen mal a nadie.
Lo principal del circuito se consigue en las lámparas, trafo, transistores, casi todos los diodos, muchos de los condensadores. Siempre que usemos el circuito de los chinos...

El circuito que yo estoy experimentando es con un mosfet, varía ligeramente en el diseño, pero usar un mosfet no es de mi agrado y por eso quiero cambiar a un BJT ya que los mosfet no son muy buenos para frecuencias superiores a los 100KHz por el tema de las capacidades parásitas que en estos transistores es muy alta, consiguiendo perdidas importantes.
De hecho en mis pruebas el mosfet y su buen disipador (con respecto a la potencia a tranformar) se calentaba tanto como para quemarte los dedos


blanko001 dijo: Ver Mensaje
Tengo disponibles otros tamaños de trafos, incluso hay ahorradoras con trafos mas grandes. Todo es cuestión de algo de tiempo y rebobinar. Saludos!
Sí conosco ahoradoras con trafos de muy buen tamaño, pero el trafo de 4.8 x 4.8 debería ser suficiente. Mi hermano con un trafo aun menor consiguió transformar una potencia de 15W.

Bueno, ahora me voy a poner a bobinar el trafo con los datos que te e pasado, pero en mi caso para 220Vca, veremos que pasa.

Una novedad, a llegado a mis manos un tranformador electrónico de los usados en lámparas halógenas, tiene una potencia de salida de hasta 60W en 11.5V, posee muy pocos componentes y un transformador toroidal, lo malo es que no tiene en la salida ningún tipo de regulación (por lo que veo hasta ahora) y la salida es de corriente alterna, el secundario no tiene ningún tipo de componente, se conecta directamente a la lámpara.

Un saludo.

Atte. CARLOS.
17/09/2013 #30

Avatar de blanko001

No encontré el alambre AWG 30, pero no pude esperar bobinar de nuevo, entonces utilicé los materiales que tenía disponibles.

Primeramente aclaro que utilicé el circuito llamado NON ISOLATED porque quería hacer un montaje rápido para ensayar el transformador, además me parece un buen circuito en comparación al chino porque el transistor C945 recibe la "lectura" de la corriente que atraviesa directamente por el LED, además de ser el diseño mas simple...

En fin, utilicé el núcleo de 4.8mm * 4.8mm, realicé 98 espiras en el primario (me sugería 97 pero es número impar y debía detenerme en la mitad), el calibre quizás sea AWG29 o AWG28.
Para el secundario utilicé un calibre AWG21 y 28 espiras... (me cuesta mucho trabajo medir los calibres).

Entonces con todo montado (LED y Amperímetro) encendí el circuito pero escuché un zumbido en el transformador, lo que me indicó una frecuencia relativamente baja. Entonces reemplacé el transistor de 2.2nF (222) por uno de 1nF (102); nuevamente encendí y ya no se escuchaba zumbar. Noté que el desempeño del transistor era el mismo a pruebas anteriores; probé el consejo de disminuir la resistencia de 470 ohm, lo hice a 330 ohm y el calor se redujo considerablemente. Desde este nuevo bobinado necesité cambiar la relación para calcular las resistencias en paralelo del cátodo del LED, quedando así:

ILED=(0.65/R) donde R es el valor que toman las dos resistencias en paralelo. Entonces con una resistencia de 3 ohm y una de 1 ohm en paralelo se obtiene una resistencia equivalente (R) de 0.75 Ohm, por consiguiente: ILED=(0.65/0.75)=0.866... Valor que al paso de los minutos de inicio de la prueba no varía! (al momento lleva 1H encendido) El calor el transistor es moderado (aclaro que utiliza el mismo disipador de todas las pruebas anteriores), el calor del trafo es el esperado jajaja.
Supongo que el calor en el núcleo es superior al de las mismas bobinas... eso creo.

Muchas gracias por toda la ayuda! poco a poco el proyecto toma forma.
17/09/2013 #31


Hola blanko001 y felicidades por los avance que vas consiguiendo.

blanko001 dijo: Ver Mensaje
No encontré el alambre AWG 30, pero no pude esperar bobinar de nuevo, entonces utilicé los materiales que tenía disponibles.
.

El diámetro del alambre no es estricto mientras sea mayor y respetes las cantidades de alambres en paralelo (en este caso no sirve ponerle alambre más grueso y sacarle cantidad de alambre en paralelo), no se usa un alambre de mayor diámetro porque el efecto piel a altas frecuencias hace que la electricidad solo circule por la capa externa del alambre, mientras la parte interna actúa como si no estuviera, por lo tanto todo el diámetro que pongas de más, más alla de engrosar el bobinado no afecta al desempeño del trafo.

blanko001 dijo: Ver Mensaje
Primeramente aclaro que utilicé el circuito llamado NON ISOLATED porque quería hacer un montaje rápido para ensayar el transformador, además me parece un buen circuito en comparación al chino porque el transistor C945 recibe la "lectura" de la corriente que atraviesa directamente por el LED, además de ser el diseño mas simple...
.

Para una prueba rápida me parece perfecto que utilices el circuito que te quede más cómodo.
A mi personalmente me gusta más el chino, lo de la medición directa sobre el LED me parece irrelevante ya que la medición que realiza el chino también es muy exacta, más allá de eso, si lo deseas después le podemos implementar una medición del corriente directa sobre el led, pero aislada.
Ni hablar que si el secundario está aislado del primario el circuito se torna mucho más seguro

blanko001 dijo: Ver Mensaje
En fin, utilicé el núcleo de 4.8mm * 4.8mm, realicé 98 espiras en el primario (me sugería 97 pero es número impar y debía detenerme en la mitad), el calibre quizás sea AWG29 o AWG28.
Para el secundario utilicé un calibre AWG21 y 28 espiras... (me cuesta mucho trabajo medir los calibres).
.

Vuelta más o vuelta menos para el primario no es mucho problema (para el secundario si es importante) y si lo quieres hacer exacto también puedes hacer las dos bobinas del primario distintas, por ejemplo una con 48 vueltas y la otra con 49, esto no influye en nada con las características del trafo, agregar o quitar espiras si influye.

Como te comente antes, mientras la cantidad de vueltas se respete y todo entre en el carrete, el usar un alambre mayor no importa, solo hace que la cosa quede más gorda

blanko001 dijo: Ver Mensaje
Entonces con todo montado (LED y Amperímetro) encendí el circuito pero escuché un zumbido en el transformador, lo que me indicó una frecuencia relativamente baja. Entonces reemplacé el transistor de 2.2nF (222) por uno de 1nF (102); nuevamente encendí y ya no se escuchaba zumbar. Noté que el desempeño del transistor era el mismo a pruebas anteriores; probé el consejo de disminuir la resistencia de 470 ohm, lo hice a 330 ohm y el calor se redujo considerablemente. Desde este nuevo bobinado necesité cambiar la relación para calcular las resistencias en paralelo del cátodo del LED, quedando así:
.

Que escuches un zumbido en el trafo no significa que la frecuencia real de funcionamiento sea menor a los 20KHz, sencillamente puede ser que el trafo este en resonancia con la frecuencia, pero esta frecuencia (la de funcionamiento real) puede ser muchas veces mayor.

Me olvide de comentarte, pero cuando bobinas un trafo, las espiras las debes colocar lo más apretado posible para que no vibren y se terminen cortocircuitando. Igual, al trafo final siempre es muy bueno barnizarlo para que su vida útil sea muy superior.

No reduzcas demasiado la resistencia de 470 porque es perjudicial (baja el rendimiento general y puedes quemar Tr y demas cosas)

blanko001 dijo: Ver Mensaje
El calor el transistor es moderado (aclaro que utiliza el mismo disipador de todas las pruebas anteriores), el calor del trafo es el esperado jajaja.
Supongo que el calor en el núcleo es superior al de las mismas bobinas... eso creo.
¿Que tanto calienta el Tr? ¿Quema al tocarlo con el dedo por un rato? Me gustaría una foto del disipador con el Tr montado o las medidas del mismo, esto para estimar como estamos con el calenton y ver como vamos.

El trafo, mientras no te queme los dedos no hay problema está todo bien (calcula que muchos de estos trafos trabajan normalmente con 70 u 80 grados de temperatura y esta temperatura ya quema. Lo malo de esto es que todo lo que caliente hace perder rendimiento al circuito
Las bobinas no creo que calienten vasta con que toques solo las bobinas para notarlo (deben esta a lo sumo calentitas al dedo, igual los alambres soportan 180 grados sin problemas), ahora el núcleo es otro tema, este puede calentar por estar "pasado de potencia" lo cual no creo, mala calidad del ferrite y lo más probable es que caliente por frecuencia muy alta o muy baja, si es por la frecuencia debes ir probando mientras controlas que no pierda potencia de salida. Cuanto más baja frecuencia, menos potencia soportará en trafo y si es muy alta empieza a perder potencia por las perdidas producidas en el núcleo. O sea, siempre con el mismo led a la salida, variando la frecuencia veras que a una determinada el trafo entrega la mayor potencia con el menor calentamiento. Igual yo calculo que ese circuito está trabajando entre los 200 y 400 KHz.

Bueno, viendo que el tema va lindo, ya me entusiasmé....

Ahora me gustaría que me digas cuales son los puntos flojos a mejorar, y tú opinión y experiencia con estos puntos. Para ver que podemos hacer y que nos quede algo como lo que tienes planeado para este proyecto.

En mi caso yo ya tengo el trafo terminado, ahora me falta armar el circuito y realizar algunas pruebas, pero mi falta de tiempo es total...

Nuevamente felicitaciones por los avances obtenidos. Ten en cuenta que estas fuentes del tipo flyback y auto-oscilantes son unas de las más difíciles de diseñar (por lo menos desde mi punto de vista)

Un saludo.

Atte. CARLOS.
18/09/2013 #32

Avatar de blanko001

Hola CARLOS sin duda me das nuevas pistas e ideas para ir mejorando el proyecto.
Bueno, compré alambre AWG30 y cuando llegué a la casa me dí cuenta que era el mismo que yo pensaba que era 28 o 29!!!.

Bueno, estas son las imágenes del transistor con el disipador, en la primera junto a los intentos de trafos, en la segunda se ven mejor las medidas pero no se aprecia que es un transistor 13007. Las medidas del disipador son: 3 cm de ancho, 4 cm de alto y 1.5 cm de profundidad de las "aletas" y trae 6 aletas.






En fin... desarmé una fuente de PC que está averiada y encuentro 3 trafos, los dos más pequeños son similares a los reciclados de las "ahorradoras" son del tipo EE-16 y EE-19A, veo que el primario es algo mas fino que el alambre sugerido AWG30.
Intenté bobinar con las magnitudes que me indicaste, pero solo pude utilizar 5 alambres en paralelo para el secundario... e hizo falta la retro-alimentación.

Bueno...me resta intentar con un alambre mas fino que he utilizado (debe ser un 35), el primario lo realizo con 2 alambres en paralelo a ver como va... es cierto que he tenido cierto éxito en otros bobinados anteriores, pero la idea es ir lenta y empíricamente logrando unas relaciones para garantizar el desempeño mejor posible del proyecto.

Por otro lado es posible optimizar el circuito chino y el no aislado, tener a la mano una segunda opinión... dependiendo del uso que le daremos. Lo siento, pero no comprendo como el circuito chino logra controlar la corriente del LED, soy un vil principiante en fuentes conmutadas

Saludos y en cuanto pueda... a bobinar de nuevo.
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18/09/2013 #33


Hola blanko001

blanko001 dijo: Ver Mensaje
Hola CARLOS sin duda me das nuevas pistas e ideas para ir mejorando el proyecto.
Bueno, compré alambre AWG30 y cuando llegué a la casa me dí cuenta que era el mismo que yo pensaba que era 28 o 29!!!.
Me alegra que las ideas aportadas sean de utilidad, es bueno saberlo. Sin dudas a más de una lo a pasado de ir a comprar algo y cuando llegas a casa ves que ya lo tenías

blanko001 dijo: Ver Mensaje
Bueno, estas son las imágenes del transistor con el disipador, en la primera junto a los intentos de trafos, en la segunda se ven mejor las medidas pero no se aprecia que es un transistor 13007. Las medidas del disipador son: 3 cm de ancho, 4 cm de alto y 1.5 cm de profundidad de las "aletas" y trae 6 aletas.
Me interesaba saber el tamaño y tipo de disipador, no importaba que se viera la denominación del Tr, esto para estimar cuanto esta calentado el transistor...

blanko001 dijo: Ver Mensaje
En fin... desarmé una fuente de PC que está averiada y encuentro 3 trafos, los dos más pequeños son similares a los reciclados de las "ahorradoras" son del tipo EE-16 y EE-19A, veo que el primario es algo mas fino que el alambre sugerido AWG30.
Intenté bobinar con las magnitudes que me indicaste, pero solo pude utilizar 5 alambres en paralelo para el secundario... e hizo falta la retro-alimentación.
Si, el trafo de PC que estoy usando es el EE-19A, depende el fabricante del trafo el alambre puede ser más o menos grueso, igual con AWG30 para el primario está re-sobrado o sea que podemos disminuir mucho el tamaño del alambre sin ningún tipo de problemas, solo que alambre más fino es más difícil de bobinar
Al bobinar el mio tuve el mismo problema, nunca entraron los 7 en paralelo que pretendía, solo pude colocar 5 en paralelos...

blanko001 dijo: Ver Mensaje
Bueno...me resta intentar con un alambre mas fino que he utilizado (debe ser un 35), el primario lo realizo con 2 alambres en paralelo a ver como va... es cierto que he tenido cierto éxito en otros bobinados anteriores, pero la idea es ir lenta y empíricamente logrando unas relaciones para garantizar el desempeño mejor posible del proyecto.
Puedes bobinar el primario con alambre bastante más fino, de hecho ese 35 es el que se recomienda por medio de los cálculos (los cálculos tiran una medida de 0.137mm de diámetro = 35AWG), no es necesario que lo realices con 2 en paralelo.
Me parece perfecto, la velocidad del proyecto la defines tú....

blanko001 dijo: Ver Mensaje
Por otro lado es posible optimizar el circuito chino y el no aislado, tener a la mano una segunda opinión... dependiendo del uso que le daremos. Lo siento, pero no comprendo como el circuito chino logra controlar la corriente del LED, soy un vil principiante en fuentes conmutadas
Te explico, es muy sencillo.... Se sabe que la intensidad del primario es una relación directa de la intensidad del secundario por medio de las equivalencias que ya posteaste: (V1/V2)=(N1/N2)=(I2/I1). Entonces verás que la intensidad del primario pasa toda por la resistencia del emisor del 13003 y como esa resistencia está conectada a la base del C945 por medio del 1N4148, entonces cuando la tensión en la 10R llega a aproximadamente 0.65+0.7=1.35Vcc el C945 entre en conducción y reduce la intensidad de la base del 13003 reduciendo la intensidad del colector/emisor y por consiguiente la del primario y del secundario.
De esta manera variando la 10R tienes un control directo de la intensidad máxima en el secundario del trafo aparte de un control también directo de la intensidad del primario, consiguiendo un control de corriente para el secundario y una protección de corriente máxima para el primario. Matas 2 pajaros de un solo tiro y con muy pocos componentes y de manera aisdlada.... ¿Que más podes pedir?

Veremos que pasa....

Saludos.

Atte. CARLOS.
18/09/2013 #34

Avatar de blanko001

Hola, hoy no pude realizar nuevos bobinados, pero intentaré conectar el EE-19A de la fuente de PC directamente y probaré a ver que sucede

Encontré información valiosa, intentaré leer y entender el documento, lo comparto porque me parece que contiene sustancialmente lo que se necesita para arrancar con éstos proyectos.

Saludos.

He leído la información, incluso he realizado un excel pero me queda la duda de donde se utiliza el voltaje máximo ya sea AC o DC. Ojalá me saquen de la duda porque en el ejemplo del PDF no se utiliza el Vmax.
Archivos Adjuntos
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20/09/2013 #35

Avatar de blanko001

CarlosPosada dijo: Ver Mensaje
Te explico, es muy sencillo.... Se sabe que la intensidad del primario es una relación directa de la intensidad del secundario por medio de las equivalencias que ya posteaste: (V1/V2)=(N1/N2)=(I2/I1). Entonces verás que la intensidad del primario pasa toda por la resistencia del emisor del 13003 y como esa resistencia está conectada a la base del C945 por medio del 1N4148, entonces cuando la tensión en la 10R llega a aproximadamente 0.65+0.7=1.35Vcc el C945 entre en conducción y reduce la intensidad de la base del 13003 reduciendo la intensidad del colector/emisor y por consiguiente la del primario y del secundario.
De esta manera variando la 10R tienes un control directo de la intensidad máxima en el secundario del trafo aparte de un control también directo de la intensidad del primario, consiguiendo un control de corriente para el secundario y una protección de corriente máxima para el primario. Matas 2 pajaros de un solo tiro y con muy pocos componentes y de manera aisdlada.... ¿Que más podes pedir?
En el documento anterior se especifica que el voltaje del BIAS suele estar entre 16 y 20V, yo elegí 16V, no se si sea mucho. CARLOS esa explecación fué muy clara, creo que retomaré el circuito chino, no es valido solo tener una opción, pero como dije antes bobiné el adicional a 16V (espero no sea un problema), supongo que también se debe cambiar el valor del Zéner, pero no sé a que valor.

Bueno, le cuento que utilicé el trafo más pequeño de las ahorradoras, resultó que son núcleos EE-16A, me basé en el documento PDF y por ahora el "trafo da buena luz" (me refiero al LED ). Siempre pruebo el trafo de la manera mas agresiva diría yo, que es directamente con el circuito que llamamos no aislado. Necesitaría conocer el nuevo valor del Zéner para probar el circuito chino.

También me basé en el documento para realizar una hoja de excel que permita el cálculo rápido de los bobinados, solo me falta salir de la duda de porqué el autor del PDF no utilizó para nada el voltaje máximo de entrada... yo creo que debe haber un error pero no sé... solo que sería imprudente dejar ese valor volando. Bueno otro valor que no se que sentido tiene es el de la frecuencia de la red, 50 o 60Hz de que sirven si al pasar los diodos son DC.

Bueno... el excel me entregó los siguientes datos:
Número de espiras del primario: 146
Número de espiras del secundario: 17
Número de espiras de la retroalimentación: 30

Bueno... por lo menos driver latin-chino para LED de 10W... ¡YA HAY!

Saludos!
20/09/2013 #36


Hola blanko001, vamos por partes dijo Jack... el destripador

blanko001 dijo: Ver Mensaje
En el documento anterior se especifica que el voltaje del BIAS suele estar entre 16 y 20V, yo elegí 16V, no se si sea mucho. CARLOS esa explecación fué muy clara, creo que retomaré el circuito chino, no es valido solo tener una opción, pero como dije antes bobiné el adicional a 16V (espero no sea un problema), supongo que también se debe cambiar el valor del Zéner, pero no sé a que valor.
La tensión del BIAS la "determina" primordialmente el Tr a usar, por ejemplo si en el circuito usarás un Tr del tipo mosfet, debés tener en cuenta que 16-20 V es muy elevado (hay mosfet que en su gate solo soportan una máximo de 15V), igual para un Tr común, a mi pareces esa tensión es muy elevada, yo creo que con un valor entre 6-10 V debería ser más que suficiente.

blanko001 dijo: Ver Mensaje
Bueno, le cuento que utilicé el trafo más pequeño de las ahorradoras, resultó que son núcleos EE-16A, me basé en el documento PDF y por ahora el "trafo da buena luz" (me refiero al LED ). Siempre pruebo el trafo de la manera mas agresiva diría yo, que es directamente con el circuito que llamamos no aislado. Necesitaría conocer el nuevo valor del Zéner para probar el circuito chino.
Primero, no necesitas tratarme de "usted", creo que soy mayor que vos pero hace la charla muy formal y pareces que hablaras con un viejo
Lo de probar el circuito de la manera más agresiva es lo correcto, después de las pruebas sabes que lo usarás más "livianito" y por consiguiente todo el conjunto se desenvolverá de manera correcta

blanko001 dijo: Ver Mensaje
También me basé en el documento para realizar una hoja de excel que permita el cálculo rápido de los bobinados, solo me falta salir de la duda de porqué el autor del PDF no utilizó para nada el voltaje máximo de entrada... yo creo que debe haber un error pero no sé... solo que sería imprudente dejar ese valor volando. Bueno otro valor que no se que sentido tiene es el de la frecuencia de la red, 50 o 60Hz de que sirven si al pasar los diodos son DC.
Por lo general en las formulas no es necesario el uso de la tensión máxima, lo único que define la tensión máxima de entrada es el circuito de filtrado y la tensión del Tr pricipal. En base a la máxima tensión de entrada son las características de tensión del Tr, los diodos de entrada, el diodo clamp, el condensador de filtrado de entrada y las resistencia de excitación del Tr

La frecuencia de la red es necesaria cuando el filtrado de entrada es más completo, "nuestro" filtrado es tan sencillo y tan poco estricto que no lo necesitamos, pero cuando empezar a usar filtrado con inductancias diferenciales y en modo común, la frecuencia de entrada es importante para calcular la frecuencia de corte de los filtros y así poder obtener en la salida del filtro un rizado máximo, que cuando calculas fuentes más complejas o para circuitos más exigentes esto es muy importante

blanko001 dijo: Ver Mensaje
Bueno... el excel me entregó los siguientes datos:
Número de espiras del primario: 146
Número de espiras del secundario: 17
Número de espiras de la retroalimentación: 30

Bueno... por lo menos driver latin-chino para LED de 10W... ¡YA HAY!
!
Para el núcleo EE-16A 146 de primario me parece muy poco (por supuesto depende de la frecuencia a la que deseas usarlo) pero para las frecuencias a las que venimos trabajando es muy pocas espiras.
17 vueltas, teniendo en cuenta la cantidad de espiras que te indica para el primario me parece correctas
30 para el BIAS y sabiendo que el secundario trabajará con aproximadamente 11Vcc (10+0.7) me parece demasiado, y por que?:

30/17=1.765
(10+0.7)*1.765=18.88Vcc

Tal como te indiqué anteriormente, me parece un valor de tensión muy alto para la base del Tr, y más sabiendo que los Tr del tipo BJT (el 13005) trabajan por corriente y no por tensión. Para que tengas una idea, verás que el chino usa la misma tensión del LED, entre 10-11 V, fíjate que usa el mismo numero de espiras para el secundario que para el BIAS y uno con mosfet (que trabajan por tensión) el BIAS "tira" unos 8V, por lo que 16-20V es muchísimo

Por supuesto esta es mi opinión, y si pruebas con esos valores igual me gustaría saber que a pasado... Cualquier duda me consultas.

Un saludo

Atte. CARLOS.
20/09/2013 #37

Avatar de blanko001

CarlosPosada dijo: Ver Mensaje
Para el núcleo EE-16A 146 de primario me parece muy poco (por supuesto depende de la frecuencia a la que deseas usarlo) pero para las frecuencias a las que venimos trabajando es muy pocas espiras.
Yo pensaba que eran muchas espiras, debido a que 146 espiras me dio como resultado a 80KHz (cometí el error de dejar ese valor cuando estaba probando el excel la verdad quería calcular con 250Khz) A 250KHz me da un primario de 47 espiras y un secundario de tan solo 5.56 espiras (para una salida de 11.7V= 10.5V del LED + 1.2V de caida en el diodo que utilizo)

Si tan solo pudiésemos estimar la frecuencia, porque entre 200Khz y 400Khz nos da pocas espiras y me late que volaré los transistores.

Por otro lado ya probé lo de controlar mediante la resistencia de 10 Ohm en el circuito chino, es posible, solo que falta encontrar la frecuencia indicada para el trafo, luego llega a los 0.65A y aunque disminuya el valor de la resistencia ya no sucede nada.... también debí utilizar zéner de 10V.

El circuito no aislado funciona bien con el trafo fabricado a 146 espiras... me deja pensativo entonces lo de la frecuencia

Saludos!
20/09/2013 #38


Bueno blanko001, a no desesperar, mañana me pongo a fabricar el circuito chino y veremos que pasa, yá después tendremos una frecuencia a la cual hacer los cálculos y será más fácil para todo lo que querramos modificar.

Hasta mañana, ya te pasaré los datos que me tire el chino y vemos.

Un saludo.

Atte. CARLOS.
21/09/2013 #39

Avatar de blanko001

Ok y de nuevo gracias por el interés en este proyecto. Todo empezó por querer construir algo, y mira todo lo que he aprendido...

Estaré al pendiente.

AQUÍ información no oficial del circuito chino
21/09/2013 #40


Hola blanko001, te comento...

El circuito chino y con el trafo que yo bobiné (que no es el más adecuado para este circuito porque sería para el que usa mosfet y estoy usando un 13007) oscila alrededor de los 75KHz con carga, hasta el momento no le e podido sacar más de 200mA y esto con un buen calentamiento del Tr, ni el trafo ni ningún otro componente calienta como para notarlo o sea están todos fríos.

Se que el Tr calienta porque el rise-time y el fall-time (flancos de subida y de bajada) son demasiados largos 400 y 300 ns respectivamente, cuando deberían estar por debajo de 100ns, esto y teniendo en cuenta que los picos de corriente por el emisor del Tr son de 1.28A (para solo 200mA de salida) hacen que el Tr vuele por las nubes.

Para lo anterior me falta "jugar" un poco con la resistencia de emisor porque en este momento tiene un valor de 4R7 muy alto para esa corriente. Si luego de esto no logro conseguir más rendimiento y bajar la intensidad de emisor, solo me queda pensar que esta frecuencia de +/- 75KHz es demasiada baja para este trafo.

Mañana haré la prueba de usar el mismo trafo pero con el circuito con mosfet para ver que pasa, ya si no logro que este circuito rinda lo deseado, lo descartaré y me dedicaré solo al circuito con el 13007.

Veremos que pasa, ya te comentaré.

Un saludo.

Atte. CARLOS.
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