Analizando el esquema de una mini fuente conmutada para dicroica

[jorger]

El caso es que el otro dia di en una tienda con una mini fuente conmutada y que por supuesto la compré sin pensármelo para analizarla (mini de verdad), de la que se supone que entrega una potencia de salida de 50w a 12v.Cosa imposible, ya que el transformador es enano y los transistores solo manejan 40w..

Aprovechando que elosciloscopio también la consiguió hace un tiempo me decidi a sacarle el esquema a dicha fuente..

La sorpresa,aparte de que la fuente funciona bastante bien (para ser tan pequeña) y el circuito es simple,nos topamos con el esquema más extraño que nos podemos encontrar en fuentes conmutadas .

Por más que elosciloscopio y yo analizamos ese esquema no acabamos de entenderlo.Lo único que entiendemos es la parte de la retroalimentación,pero lo demás..nos deja confusos

Alguien sabe como funciona esto?
Os dejo una foto,a ver si alguien nos puede echar un cable:
http://img695.imageshack.us/i/1002114.jpg/

Lo que más me extraña es que junta el colector con el emisor de los 2 transistores, y uno de ellos conecta el colector directamente al + del puente de rectificación.

Repito; nunca he visto algo así.Al sacar el esquema no creo que me haya equivocado,porque lo he repasado como 5 veces para asegurarme de que lo había dibujado bien.
PD:Los transistores de la fuente son los ''13003BR''.

EDITO: los valores de los bobinados del transformador no son los reales, dejé el valor predeterminado..

PD 2erdonad si no he hecho bien en crear un post para esto,no sabía si ponerlo en el tema ''fuente conmutada (switching)'' ya que este tema es algo más...distinto, a mi parecer..no crei que fuera buena idea poner este post en ese tema..
De nuevo,perdonad si estoy equivocado.

Un saludo.

 

[elosciloscopio]

si esa era mi fuente jeje...
yo ya le intente cargar con 50W y nada... el voltaje empezó a bajar hasta que la intensidad cayó de golpe...
transformador quemado...

y eso que se supone que es la carga nominal

a ver si alguien comprende el esquema porque es realmente extravagante :S


saludos

 

[Eduardo]

La conexion de L3 esta bien dibujada? Seguro que va a negativo?

 

[jorger]

La conexion de L3 esta bien dibujada? Seguro que va a negativo?

Si si,lo acabo de revisar y se ve perfectamente que va directo al negativo.

 

[Eduardo]

Es raro, la conexion que puede ir a negativo es el punto medio de L1 y L2, que como ya estan desacopladas en continua por C3 y C4 no tiene sentido hacerlo de vuelta con C1/C2.
Por las dudas verifica con el tester.

 

[elosciloscopio]

es una fuente bien extraña

 

[jorger]

He vuelto a comprobar con el tester los pines del transformador y me sigue dando esa configuración..
Os dejo un par de fotos con algo más de calidad, de vistas, la parte de los componentes y la parte de las pistas:

http://img138.imageshack.us/i/1002115.jpg/

http://img177.imageshack.us/i/1002117z.jpg/

Un saludo.

Ah ah, no!,he tenido un error en el esquema (bastante gordo).Voy a corregirlo.
Lo siento

Ahora no tengo tiempo,esta tarde me pongo a corregirlo.
Un saludo.

 

[Eduardo]

Correccion de lo que dije antes:

El extremo de L1 deberia ir al emisor de Q1 (a negativo).
El extremo de L2 deberia ir al emisor de Q2 (al punto medio de los transistores, junto con L3).
El extremo de L3 deberia ir al punto medio de C1,C2

 

[jorger]

Pues creo que no es así como tu dices, L3 va directo al negativo y a la base de Q1 a traves de C4 y R5
Os pongo el esquema:
http://img511.imageshack.us/i/dibujodt.jpg/

Y una foto donde se ve claramente cómo se conecta L3:
http://img511.imageshack.us/i/1002117o.jpg/

Creo que el esquema ahora sí esta bien..he repasado unas cuantas veces dónde se conecta cada bobinado..
EDITO: Perdonad por no conestar antes, me quedé ayer sin internet..
Un saludo.

 

[Eduardo]

Pues creo que no es así como tu dices, L3 va directo al negativo y a la base de Q1 a traves de C4 y R5

Eso es lo que te puse, lo que pasa es que yo tome como extremo correcto el que iba a los transistores (cambia el nombre de cada bobina).

El circuito ahora esta bien, solamente que cuando dibujas un circuito necesita ser minimamente ordenado para ser "legible", no basta con que las conexiones esten bien. Es la misma diferencia entre un texto bien escrito y los que se leen en el foro .

Despues de relevar un circuito, donde el diagrama que forzosamente desordenado, hay que hacerle una pasada en limpio.
Este circuito quedaria mas o menos asi:



Que tampoco es un belleza porque se pierde "visualmente" el acoplamiento entre todas las bobinas.

De cualquier forma, ya se ve mas claramente como trabaja esa fuente.
El bloque marcado es un tipo de oscilador conocido como "ringing choke", es bastante usado en aplicaciones de baja potencia y sobre todo bajo costo. En su minima expresion son solamente 2 o 3 componentes --> buscar "Joule Thief"
La descripcion del funcionamiento no solo la vas a encontrar en diferentes sitios, si la memoria no me falla ya lo hice dos veces en el foro (y no voy a escribirla de nuevo).

El problema de ese oscilador es que la salida es asimetrica y no aprovecha totalmente el nucleo, algo indispensable si se pretende sacarle corriente.
Por eso los astutos chinos pusieron dos en contrafase + C1/C2 para "generar una tension media". Asi se aprovecha mejor el nucleo y la salida es cuadrada.

En realidad es cuadrada modulada en amplitud, porque la entrada no tiene capacitor de filtro. Viene bien por compatibilidad y de paso asi consiguen un "vendedor" coseno de fi alto.

 

[jorger]

Eduardo muy buena explicación, se agradece (también se agredece haber dibujado el esquema más ordenado, no tuve tiempo suficiente para pasarlo a limpio jeje).
No pensé que el circuito se basara en el joule thief, parece interesante.

Supongo que se podrá usar el mismo circuito para hacer un convertidor dc-dc (de baja potencia claro) que eleve la tensión..me hace falta uno más o menos ''en condiciones'' pero con componentes generales (nada de integrados)...
Tendré que modificar los valores de algunos componentes (supongo)..

Una última pregunta, cuánta potencia se le podría sacar a ese circuito sin pérdidas importantes?.Ya se que hablamos de baja potencia baja..
Gracias de nuevo y un saludo .

 

[elosciloscopio]

ahora si se entiende

parece bastante interesante

 

[Eduardo]

... Una última pregunta, cuánta potencia se le podría sacar a ese circuito sin pérdidas importantes?.Ya se que hablamos de baja potencia baja..

Eso es dificil de adivinar, el principal elemento que limita la potencia de salida es la seccion del nucleo y ese se ve chico para 50W.
Claro que a medida que aumenta la frecuencia disminuye la seccion necesaria, pero dependes mas de la calidad del bobinado y del material del nucleo porque aumentan las perdidas, y de eso no se sabe nada.

Ah! al principio comentaste que los transistores eran de 40W. Eso no tiene nada que ver porque es la maxima potencia que disipan los transistores (con disipador) y no tiene relacion con la potencia que se entrega a la carga.


La unica forma de llegar a estimar algo es por ensayo --> anda colgandole cargas conocidas cada vez mas grosas y controla "a dedo" la temperatura de los transistores, del trafo, y de los condensadores de 47n (porque estan exigidos y "podrian" calentar). Ni bien se empiece a embalar termicamente alguno, habras llegado al limite.

 

[elosciloscopio]

cuidado con el dedo porque eso ya lo hize yo y los colectores de los transistores estan conectados al metal de detras y van a 220

 

[jorger]

Edu no me refería a eso.
Lo que quería decir es, que dentro de la topología flyback, cuál sería la máxima potencia que podría entregar el mismo circuito pero con un transformador de mayor tamaño y transistores que manejen más potencia.No sé si me entiendes.No me refiero específicamente al que yo tengo, si no en general...

De todas formas ya veré cuanta corriente puedo sacarle a esa fuente sin sobrecalentamientos

cuidado con el dedo porque eso ya lo hize yo y los colectores de los transistores estan conectados al metal de detras y van a 220

Si,pero los colectores de los transistores están bien separados de la carcasa metálica por 2 cartulinas negras jeje

Un saludo.

 

[elosciloscopio]

sip pero yo saqué la plaquita de la caja y luego prové

 

[Nilfred]

De estas fuentes para dicroicas ¿A que se debe la exigencia de un consumo mínimo de 20W? ¿Deja de oscilar?

 

[Eduardo]

Edu no me refería a eso.
Lo que quería decir es, que dentro de la topología flyback, cuál sería la máxima potencia que podría entregar el mismo circuito pero con un transformador de mayor tamaño y transistores que manejen más potencia.No sé si me entiendes.No me refiero específicamente al que yo tengo, si no en general...

Debido a que la corriente que circula por el primario pasa tambien por C1 y C2, si aumentas la corriente vas a tener el "inconveniente" que no podes usar cualquier capacitor sino uno de bajas perdidas --> En esa situacion ya conviene agregar otro bobinado y eliminar los condensadores, queda un circuito similar pero hasta mas elegante .
Fuera de ese detalle, esa configuracion no tiene otro limite en potencia mas que el fijado por el tamaño de los nucleos que consigas (en realidad no es el unico, pero es el cuello de botella).



Cuando esta fuente esta en vacio o con poca carga, se presenta el problema que cuando un transistor va al corte el otro queda por instantes polarizado al reves, y aunque no se queme, hace que la conmutacion sea asimetrica e inestable --> probabilidad de saturar el nucleo y ahi si que va a calentar el transistor .
Eso tiene solucion (mas componentes), pero para tener buena regulacion y eficiencia con cualquier carga es mas negocio usar un integrado controlando el ciclo de trabajo.



Correccion:
Revisando el circuito original encontre un error de lo que dije antes.
Los condensadores C3 y C4 que van a las bases, yo los habia considerado condensadores de desacople y en ese caso la oscilacion se producia porque llegaba un punto en que la corriente de base era insuficiente para mantener saturado al transistor, conformando asi un "ringing choke".
Lamentable error ... esos condensadores junto con las R de 10ohms son los fijan la frecuencia de trabajo --> Su principio de funcionamiento es el mismo que el del multivibrador.

 

[elaficionado]

Hola.

¿Los condensadores verdes son de 0.047uF (47nF) o de 0.1uF (100nF)?.

Chao.
elaficionado.

 

[jorger]

...Fuera de ese detalle, esa configuracion no tiene otro limite en potencia mas que el fijado por el tamaño de los nucleos que consigas (en realidad no es el unico, pero es el cuello de botella).

Ah okok, por eso 'no problem', tengo transformadores de todos los tamaños

Cuando esta fuente esta en vacio o con poca carga, se presenta el problema que cuando un transistor va al corte el otro queda por instantes polarizado al reves, y aunque no se queme, hace que la conmutacion sea asimetrica e inestable --> probabilidad de saturar el nucleo y ahi si que va a calentar el transistor .
Eso tiene solucion (mas componentes), pero para tener buena regulacion y eficiencia con cualquier carga es mas negocio usar un integrado controlando el ciclo de trabajo.

Se agradece la aclaración.Lo tendré en cuenta cuando monte el circuito en protoboard

Correccion:
Revisando el circuito original encontre un error de lo que dije antes.
Los condensadores C3 y C4 que van a las bases, yo los habia considerado condensadores de desacople y en ese caso la oscilacion se producia porque llegaba un punto en que la corriente de base era insuficiente para mantener saturado al transistor, conformando asi un "ringing choke".
Lamentable error ... esos condensadores junto con las R de 10ohms son los fijan la frecuencia de trabajo --> Su principio de funcionamiento es el mismo que el del multivibrador.

Ok,no se que decir...me lo estás quedando más claro que el agua

Hola.

¿Los condensadores verdes son de 0.047uF (47nF) o de 0.1uF (100nF)?.

Chao.
elaficionado.

Los condensadores verdes son los de 47nF.
EDITO: Ahora solo faltaría saber el número de vueltas de cada bobinado (excluyendo el secundario si se quiere una salida de mayor o menor voltaje).
Este fin de semana me pongo al lío y os cuento.
Un saludo.