[SMPS] Fuente Conmutada de 48W para LEDs

#1
Bueno amigos, necesito un par de consejos...tengo que conectar 12 del led's en paralelo (con su
resistencia cada uno), cada led consume 0.8A ... la fuente debe de ser de 5vdc, por lo que con un
calculo simple la fuente nos debe de proporcionar (0.8A*12)*5V = 48W.

1. ¿Cuál será la topología que debo de utilizar para este requerimiento (48w)?

2. ¿Qué libro me recomiendan para estudiar esa topología y si es posible que los encuentre (libros)en la
WEb y español? (bueno...si es en ingles no hay problema).

Tengo estos libros en casa :

"Electrónica de Potencia, circuitos, dispositivos y aplicaciones", Muhammad H. Rashid."
"Electrónica de Potencia", Daniel W. Hart.
"Electrónica de Potencia, Teoría y aplicaciones" "José Manuel Benavent García, Antonio Abellán
García,Emilio Figueres Amoros.

3. ¿Alguno de esos me sirven para entender esa topología que ud me sugirieron?

Soy estudiante de electrónica y vi Electrónica de potencia, pero en ninguno momento se enfoco en
fuentes conmutadas lo que vi fue :

-Rectificadores
-Convertidores AC-DC
-Convertidores AC-AC
-Pulsadores DC : -reductores, elevadores...
-Control de motores DC.

eso fue a grandes rasgos.
4. ¿Estos temas me sirven para entender lo de las fuentes conmutadas (me imagino
que lo del los pulsadores DC) y en mi caso específico lo de mi fuente?

Muchas gracias.
(Esos led's son de potencia no son de los "pequeños" )
 
#2
1. TM SEPIC, TM Flyback.
2. Estos libros
Si pones los LEDs en serie es mucho mas eficiente que ponerlos en paralelo.
Podes sacarle un punto medio a una fuente de dicroica de 60W, rectificar con 2 (1 doble) Schottky y filtrar.
Edit:
1. CCM Flyback. Fue lo primero que puse, porque era lo mas parecido a tu requerimiento que encontré en el foro, pero después me di cuenta que era CCM.
 
#3
ok, gracias la verdad no me sirven en serie porque necesito controlar cada led por PWM, pero eso es otra cosa que no viene al caso...y entonces ninguno de los libros que yo tengo me sirven para este proyecto?
 
#4
3. Todo suma, leelos aunque sea al vuelo. (lease: no se)
4. Pulsadores DC, pinta a Buck, Boost, es un buen inicio. (lease: no tengo ni idea)
 
#6
Volví pero con buenas y malas noticas, lo bueno es q me pude descargar la mayoría de los libros que recomendo Juan Romero, y estan buenísimos para lo del diseño.

Ahora lo malo (desde el punto de vista de la matématica eso pienso ) es que la mayoría de las fórmulas de éstos libros no están sustentadas con un análsis de ecuaciones diferenciales digamos que "se las sacan de la manga" jaja yo se, que lo que yo digo no es práctico a la hora de hacer la fuente porque uno no se va a poner a integrar o derivar siempre que haga una fuente para obtener siempre las mismas ecuaciones generales que describen el comportamiento del circuito.

Bueno yo se que aquí hay gente que estara de acuerdo con esto que digo como lo hay gente que no, lo que necesito es un libro que me sustente estas fórmulas es decir que halla un análisis con ecuaciones diferenciales (ya creo que me entendieron con toda esta carreta), un análisis de las diferentes topologías para luego como ya se de donde salen esas fórmulas paso a los libros que recomendo Juan Romero y seguir con el diseño solo aplicando las fórmulas generales.

Espero comentarios Gracias (y referencias de libros claro).
 
#7
En realidad no importa la complejidad de la fórmula, lo haces una vez en una planilla de Excel, Matcad, Mathematica, o el que mas te guste o mas bronca le tengas; las susesivas veces que lo usas solo cambias los valores iniciales.
Las fórmulas que, en definitiva, terminas usando a la hora del diseño son las del datasheet del integrado que se encarga del PWM.

Ojo con abreviar "que" tipo SMS que te va a moderar ElectroBot automáticamente.
Si no respondo a tu pregunta, espera un tiempo que alguien lo va a hacer. ¿Sos mujer?
 
#8
hace algun tiempecillo, empece con un proyecto parecido, lo que hice fue:

- tomar 220v de la red
- filtrarlos con transformadores de entrada (de esos de autoinduccion que inducen la fase con el neutro)
- un condensador tipo x (de esos cuadraditos amarillitos) de 2x0.01uF, uno a cada lado del trafito ese
- mandar un condensador de esos celestitos bien bonitos a masa(chasis), uno para la fase y el otro para el neutro, luego del condensador x
- rectificar los 220v en onda completa (quedan mas o menos en 310vdc creo
- filtrar los 310vdc con dos condensadores de 330uFx400v
- fabricar un oscilador con dos transistores xxx13007, oscilando a 33khz, conectar una de sus salidas al bobinado primario del shupper y el otro lado con una resistencia de igual o mayor valor ohmico que dicho bobinado (resistencia y bobinado, conectados a +310vdc...
algo asi

edit: los condensadores del oscilador son de 4.7ufx400v y las cuatro resistencias son iguales
 

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#9
ls2k dijo:
y el otro lado con una resistencia de igual o mayor valor ohmico que dicho bobinado
¿Y porque no otro bobinado primario igual? De hecho tienen un punto central en común.
Dudo que funcione, si no reseteas el núcleo, satura.
 
#10
no no, yo soy hombre, por otro lado ... claro se utilizan las fórmulas generales, como dices del IC del PWM u otras formas que hay para abordar el diseño de fuentes SMPS, pero me gustaría conocer de donde salen esas fórmulas, no solo es coger las fórmulas y utilizarlas, hay que saber su origen, porque es hay donde esta toda la ingenieria...eso pienso, ok gracias por todo.
 
#11
Les cuento, pues me lance de una con el libro, pero ya quede en Stop :( , porque no tengo nada de experiencia en el diseño de un transformador, Me estoy guiando con el libro Power Supply Cookbook Marty Brown ,que recomendó Juan Romero y que se puede descargar… bueno yo adjunte un documento de Word; en cada paso del diseño indico de que sección del libro fue que tome las ecuaciones y todo esto lo estoy haciendo por medio de una guía del ejemplo de la sección 3.15.3 donde hacen todos los pasos para una fuente de 65w.

Mi problema es que me quede estancado con lo del transformador, la verdad no tengo mucho tiempo para hacerlo y lo peor es que nunca he realizado uno! y solo necesito las características de él para mandarlo hacer como lo son el #vueltas en el Primario/secundario, calibre del alambre,Material .. . ud sabrán mas que yo de este tema.

Necesito una mano si me pueden colaborar con esto del las características del transformador, y así yo poder continuar haciendo la fuente.

Gracias.
 

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#13
Otra vez por acá, tengo una duda que ya llevo varios días tratando de solucionar pero no he podido, como dije en otro post esta fuente es de 5v de salida, está trabajando a 100khz con ciclo útil del 50%, hasta ahora estoy empezando con la fuente la tengo en lazo abierto, La pregunta va después de comentarles:

En la simulación (esta adjunto), en la primera gráfica tengo como carga en la salida una resistencia de 0.6Ω, claro! estoy forzando a la fuente para que funcione y efectivamente si funciona tiene un pequeño voltaje rizo muy pequeño pero aproximadamente el voltaje de salida es 5vdc. (y tiene que proporcionar 8.33Adc que si lo hace pero yo no adjunte la simulación) ósea que si funciona bien.

En la segunda gráfica, yo cambie la resistencia de carga a un valor de 1kΩ, ahora no estoy forzando a la fuente y tan solo la carga pide 5mA pero… ya no funciona; como se puede ve en la segunda gráfica, el voltaje empieza a crecer exponencialmente en la carga (y quien sabe en qué momento termine), pero… ¿porque pasa esto?, si ahora no estoy forzando a la fuente.

En resumen la simulación me muestra que si le exijo a la fuente corriente, ella (la fuente) funciona bien, ahora si a la fuente no le exijo corriente entonces ella funciona mal… porque ¿?

Gracias, espero me saquen de esta duda.

PD:

Algunas cosas acerca del circuito para que no se pregunten el porqué yo puse esas cosas hay.

Para alimentar el circuito estoy utilizando la fuente DC “V3”, no la fuente AC “v1” (para que mi PC no se demore simulando los efectos de la rectificación de onda completa…).

Las resistencias RL1, RL2, son despreciables (un valor de 1 picoΩ) las puse porque son necesarias solo en la simulación, pero en si son despreciables.

El PWM es “V2” con periodo 20us -- > 100kHz. Ancho de pulso 5us, ciclo útil 0.5.
El transistor es el interruptor “S1 “.

La resistencia de 10MΩ solo es para separar las tierras, necesario en la simulación.
 

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#14
si funciona yo loo probe con un transformador de una fuente conmutada de pc no utilice el punto medio del primario, pero lo intentare como tu dices creo que asi alomejor no chilla tanto
 
#15
Verdad que deje este tema abierto y no lo finalice, ya que estoy en vacaciones me puse con juicio a terminar esta fuente que me a sacado canas, pero por culpa mia por hacer pruebas en protoboard ya despues probe con montajes en circuitos impresos y mejoro bastante los errores, pero con unos cambios ya que el proyecto lo requirió: 28w-10V (2.8A) y como siempre me resultaron algunas preguntas:

-Haciendo pruebas cuando se le pide 3A el voltaje se cae a 9.83V (29.49W) no me parece tan mal, que opinan ustedes? (las pruebas las hice con 2 bombillos de carro).

-Otra cuestión, cuando entrega la máxima potencia (29.49W) empieza a escucharse un sonido de alta frecuencia y el disipador del mosfet se calienta bastante(no a reventar ajaja pero si se calienta mucho), cosa que no sucede cuando entrega 18W el disipador tiene temperatura "baja-media".

-Con el osciloscopio verifique cuando la fuente proporciona 18W el VDS(voltaje drain-source) se puede ver con claridad pero cuando se trabaja a 29.49W se distorsiona no puedo ver con claridad la señal, supongo como no tengo un circuito EMI en la fuente, mi osciloscopio(que es un poco viejito) se esta afectando por este ruido y en consecuencia la imagen que me muestra no es fiel.

Estas serían las dudas que tengo ya que no se si esos sucesos son normales, he dejado funcionando la fuente durante 15 minutos y todo parece normal, ahora mas tarde adjunto unas fotos de la fuente por ahora subo el plano de la fuente y espero que opinan sobre mis preguntas ;)

-Flyaback CDM 28W-10V
-Fs = 100khz
-Fl = 60hz, (120Vac)
-NO le he diseñado el circuito EMI

PD: Se que el transformador es muy grande para este diseño pero fue el más pequeño con entre-hierro que conseguí.
PD2:
La mayor parte de los cálculos del la fuente los hice con ayuda de:
- Libro "Switching Power Supply Design 2009 - PRESSMAN"
Para la parte del feedback utilice:
- Application Note AN-32 Power Integrations
Y para el circuito de control me base en:
- Application Note 9015 Fairchild
- Application Note "UC3842 PROVIDES LOW-COST CURRENT-MODE CONTROL" SGS-THOMSON
... y por supuesto también me base en www.forosdeelectronica.com (y)

Bueno aquí estan las fotos:
 

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Última edición:
#18
Podes sacarle un punto medio a una fuente de dicroica de 60W, rectificar con 2 (1 doble) Schottky y filtrar.
Me atrevo a corregirte: Se pueden usar diodos comunes, esas fuentes suelen trabajar a 15/20KHz, no hay necesidad de utilizar un Schottky ;)
Medí varias con el osciloscopio y en la práctica funcionan perfecto con los 1N4007.

También para regular el brillo, se puede hacer un "dimmer" con un triac a la entrada, usando una fuente de dicróica "dimmerizable" (la mayoría lo son hoy en día).

Me parece una opción muy viable, en Argentina una de 60W se consigue por $12 aproximadamente.



Saludos!
 
#19
Subi una foto del osciloscopio con la forma de onda.
Al final no saqué el punto medio y rectifique con 4 Schottky (3 dobles). De esa forma considero la fuente como una "caja negra".
Esa frecuencia debería ser audible, escucho el chillido de la TV, debería escuchar esta.
 
#20
No tengo cámara, pero si no me acuerdo mal tiene un puerto USB el osciloscopio asique podría sacar una imagen por ahí.

Sí, es audible esa frecuencia (lamentablemente). Probé al voleo, con un filtrado "así nomás" y es imposible usarlas para audio en esas condiciones :(

Hay varias que tienen un trafito toroidal muy fácil de modificar, ya sea para sacarles punto medio o para rebobinarles el secundario por completo (tienen como 0.5v por vuelta las que ví, si no recuerdo mal).

Dejame que encuentre alguna y te subo la imagen, porque la ultima que tenía a mano probando los límites de corriente la maté (duró como 2 minutos con 6A de carga hasta que reventó).
También quiero ver las formas de onda y frecuencias con el osciloscipio usando un dimmer.



Saludos.
 

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