SMPS Half-Bridge Compacta + PCB

[miguelangelmarc]

ahora si estoy claro. gracias por la pronta respuesta.
otra pregunta y disculpa las tantas preguntas pero creo que para eso estamos y se crea estos foros.
como sehace para aumentar la potencia? aumentar el flujo y caro el espesor de los alambres?
se la agredese la respuesta.

los 1500G que utilizas puede aumentarse a 2000G verdad y todavia es seguro. claro eso depende del material?
bueno aqui te dejo el material al que yo sospecho que esta echo el nucleo y el nucleo y luego cometa

y lo de embobinar se puede usar teflon o cinta de papel?
3c90.pdf
er35.pdf

 

[manutek]

Hola kamaradas .
tengo en mente realizar un programita en VB libre para calcular esta fuente y publicarlo aca .solo tendrian que pasarme las formulas e ire trababajando en el programita, me parese una buena idea y un aporte mio al trabajo de uds.

 

[hona]

mnicolau la verdad que sos un crack.....no entiendo como podes diseñar asi con 22 años, yo estoy en 3er año de ing electronica en la utn frm(facultad regional mendoza) y la verdad que asustas un poco jejeje (me voy a dedicar a otra cosa jejeje (no mentira amo la electronica!!!)), creo que ademas de estudiar ingenieria, debes leer como hobbysta, creo que es la unica forma de que sepas tanto, nosotros en la facu recien estamos viendo polarizacion de transistores, imaginate......mis felicitaciones a vos, y espero en un par de años ser igual que vos. dale con la facu para adelante que como ingeniero vas a ser muy bueno....suerte.....yo me voy a estudiar an. mat. 2

 

[mnicolau]

Jaja gracias por el comentario hona, en realidad sí, lo que voy aprendiendo es todo de hobbie, en la Ing. Eléctrica que estoy haciendo, recién este año (4º) tuvimos Electronica I (electrónica básica desde cero) y tampoco soy técnico así que es la primera vez que curso electrónica. Por suerte está internet para buscar información, libros y este tipo de foros donde además de encontrar todo tipo de cosas, hay una gran comunidad con la cual relacionarse, seguir aprendiendo y evacuar dudas.

Hola miguelangel, para aumentar la potencia... se podría aumentar la frecuencia o agrandar el nucleo. La bmax no sé hasta qué punto puede subirse, todavía no aprendí bien esa parte, me basé en distintos cálculos que fui viendo, todos usaban aprox 1500[G]. La frecuencia ya está bastante al límite, tanto del TL494 como de los transistores bipolares, así que resta agrandar el área efectiva, con un nucleo más grande. No sé qué otra cosa se podría hacer...

PD: si ves la curva B-H del material 3C90 de tu nucleo vas a ver que se podría aumentar un poco el Bmax, lo que no sé es qué temperatura de operación tomar, obviamente será una intermedia entre los 25[ºC] y 100[ºC] que muestra la gráfica con lo cual habría que interpolar más o menos y elegir un valor, igualmente no creo que sea correcto tomar más de 200[mT] (2000[G]), ya que empieza a aplanarse bastante la curva, habría que seguir investigando sobre el tema.

Manutek, gracias por la oferta del soft, ya armé la hoja de excel que calcula todo, cuando la suba podés sacar las fórmulas de ahí si igual querés hacer el soft.

Saludos

 

[miguelangelmarc]

gracias mariano por la respuesta. otra pregunta e leido del efecto piel y tengo unas interrogantes.
es verdad como tu dises para la frecuencia que estamos usando el maximo alambre a utilizar seria 25 AWG para tener mejor rendimiento.
e leido que cuando se va embobinar un transformador con varios alambre que no se debe montar un alambre sobre el otro si no uno al lado del otro y hacer las vueltas, en realidad no se porque. ahora lei hace poco que para bajar ese efecto piel de la manera mas optima se tiene que trensar los alambres y luego hacer la vueltas en el nucleo, porque si no lo haces asi, baja ese efecto, pero no tanto si lo trensaras. el incoveniente seria trensarlo de una manera pareja. o si lo haces con los alambres trensados ocurre algo con el tranformador. yo e visto transformadores con los cables trensados pero de tipo flayback.
te dejo esta interrogante y luego comentas.
otra cosa yo pienso colocarle en el secundario 5 alambre 25AWG que son los que tengo eso sorportaria unos 8A max cierto? corrigeme si no es cierto.
gracias por todas las repuesta. yo soy TSU en electronica y me gustaba más lo digital que otra cosa, pero esto me parece muy interenzante. e aprendido mas despues de estudiar que cuando estudiaba la diferencia es grande. dejemos de chachara. ai te la dejo.
saludo

 

[mnicolau]

Los alambres claro que se trensan, lo que yo hice fue cortar un círculo de madera, en el centro un agujero donde sujeté un tornillo y distribuí a una cierta distancia, unos 20 agujeros más chicos. Entonces paso un alambre a través de uno de esos agujeros, lo sujeto del otro extremo y vuelvo a repetir el proceso con la cantidad de alambres que quiera enrrollar. Luego con un taladro de mano agarro el círculo de madera, desde el tornillo central, lo enciendo a una cierta velocidad y lo dejo durante 1 minuto, así todos los alambres se van enrollando formando uno sólo.

Respecto a la sección del mismo, cometí un gran error ahí (y muy tonto por cierto ops, ya que se debe tomar cada sección individual de alambre y no como yo lo he tomado, ya que los alambres utilizados no ocupan la misma sección que un alambre macizo, con lo cual se deberían colocar algunos alambres más o de mayor sección. Además todavía no estoy seguro de cuántos [A] por [mm^2] tomar.. vi tablas bastantes dispares. Cuando tenga novedades comento mejor este tema, si alguien puede aportar bienvenido sea...

Saludos

 

[miguelangelmarc]

yo lei que 200 circular mils por ampere un cable 25AWG tiene 300 algo circular mils. lo que ai que hacer es multiplicar 200Cmils* la corriente que se nesecita. lo que pasa que aumentar la frecuencia minimisa el circular mils del conductor. ai que empaparse de eso y agregarlo a la hoja de exel que esta haciendo.

 

[mnicolau]

yo lei que 200 circular mils por ampere un cable 25AWG tiene 300 algo circular mils. lo que ai que hacer es multiplicar 200Cmils* la corriente que se nesecita. lo que pasa que aumentar la frecuencia minimisa el circular mils del conductor. ai que empaparse de eso y agregarlo a la hoja de exel que esta haciendo.

Dónde viste eso miguel angel?
1000 circular mils son 0.507[mm^2], con lo cual 200 circular mils son 0.101[mm^2]
Si son 0.101[mm^2] por cada [A], serían 10[A] por [mm^2], medio mucho me parece...

Ya está agregada esa parte en la hoja de Excel, sólo queda colocar la relación correcta.

 

[miguelangelmarc]

te corrijo amigo mio. es 1022CM(circular mils) por 0.81mm^2 y creo si mi mente no me falla ese calibre 20AWG y ese calibre puede soportar 5A aprox. de todos modos me voy a poner a buscar información sobre esto y la publico para estar más seguro.
si alguien quiere agregar algo sobre el tema será bien recibido.
saludos.

 

[mnicolau]

Estaba bien la conversión de unidades Miguel Angel, acá tenés una calculadora online simple.

http://www.unitconversion.org/area/square-millimeters-to-circular-mils-conversion.html

Según Pressman, no hay que bajar de 300 circular mils por cada [A], así que tomé unas 400 que serían 5[A] por [mm^2].

Saludos

 

[miguelangelmarc]

tienes toda la razon, cometi un peñito error estaba tomando el diametro y no el area, un error muy tontoops:.
si lei que 200CM y pressman dice que 300CM y tu tomastes 400CM, me ire por 300CM como la corriente maxima no se saca todo el tiempo, y menos si es un dipositivo de audio. es hora de comenzar a contruir.

otra cosa, yo pensando aqui y con mi conocimiento, en el inductor de salida nesesariamente no hay que construrilo de varios alambres como el tranformador ya que este no se produce el efecto piel como tal, ya que por cada alambre, ya sea del terminal - o + siempre va en un mismo sentido solo que el flujo de corriente se para y vuelve a seguir, pero siempres en el mismo sentido, no como en el transformador que si cambia de direccion continuamente. que comentas a esto?
espero tu comentario. pienso hacer el inductor de salida con un alambre mas grueso y uno solo por rama.

 

[mnicolau]

En realidad Pressman usa 500 circular mils por [A] (4[A] por [mm^2]) para los cálculos, lo que comenta es que en muchos casos suelen usarse 300 circular mils por [A] para devanados de pocas espiras, pero que no recomienda bajar de eso. Igualmente estoy muy de acuerdo en lo que comentás de la corriente máxima, sobre todo al alimentar amplificadores de audio, así que no creo que haya mayores problemas en tomar 300.

El hecho de usar el mismo alambre en el inductor es únicamente para poder bobinarlo más fácil, ya que un sólo alambre más grueso se complica un poco más, pero no hay problema en usarlo.

Saludos

 

[miguelangelmarc]

otra pregunta, ya que yo tengo que reciclar casi todo. habra una formula para calcular el tiempo maximo que debe tener el diodo para dejar de conducir y no ocorra un desperfecto en la salida, lo que quiero decir que tengo diodos de 150ns de reverse recovery time esto me serviran? o cual seria el tiempo maximo que debe tener el diodo para que funcione bien la rectificación.
saludos

 

[luisgrillo]

hola que tal amigos que tal.

Tengo una gran inquietud al momento de hablar sobre cuantos A por mm^2 usar, ya que veo fotos de ampificadores de empresas grandes y utilizan transformadores con un solo alambre de seccion grande, como muestra les dejo una foto de un amplificador rockford foosgate que tiene una salida continua de 500W RMS @ 1 ohm.


Que les parece?

La frecuencia de conmutacion en el tl494 que utiliza es de 85Khz.

dejo el link de el datasheet.

http://www.rockfordfosgate.com/prod...y_id=19&item_id=111371&locale=en_US&p_status=

Saludos.

 

[miguelangelmarc]

ve amigo la frecuencia del tranformador es de la mitad de la f del tl494, con lo cual disminuye el efecto piel y por consiguiente se pueden usar cables mas grueso pero no es lo recomendables para ese diseño lo mejor seria utilizar cables de calibre 20AWG porque este garantiza casi todo el flujo de corriene por el 100% de su seccion.
otra cosa es que en la foto utilizan creo que 4 hilos por rama y lo utilizan grueso porque ai se manejan corriente grandes ya que estan partiendo de 12VDC y si es 500W son casi 42Amp bastante. tambien si lo hiciran con alambres mas chicos aveces se torna dificil de contruir con tantos alambres.
en fin eso queda en la mano del diseñador como al le paresca mas comodo y mejor.
saludos

 

[luisgrillo]

Que tal @miguelangelmarc.

El transformador tiene 2 alambres de calibre 14 por rama en el primario ( son los gruesos) y 2 por rama del calibre 16 en el secundario.

No creo que hallan dejado al azar como se comportaria el efecto skin en el transformador, verdad?

Son 500W.!.!

41 amperes (mas perdidas en el transformador, capacitores, amplificador y circuiteria)
pasando por 2 alambres del #14, 20.5 amperes por cada alambre, y el #14 tiene una seccion de 2mm^2.....

 

[mnicolau]

Respecto a ese amplificador habría que tener en cuenta 3 cosas...
1º Las SMPS para autos tienen primarios con muy pocas espiras, 5 como mucho por lo general, con lo cual el alambre va a ser bastante corto.
2º En el toroide los alambres tienen mayor espacio donde disipar el calor, no como en un nucleo donde están todos juntos y apretados.
3º La corriente en amplificadores es muy puslante, no es una carga contínua.

Tal vez estas cosas le permitieron a los ingenieros del Sr Rockford tomar unos 10[A] por [mm^2].

Ahora.. al efecto skin no hay cómo evitarlo supongo, me parece que no está aprovechando al 100% la sección de esos conductores con esa frecuencia, el AWG 14 permite unos 7[Khz] máximos para aprovechar toda su sección.

Miguel Angel, te debo la fórmula para el recovery time necesario de los diodos, pero a esos seguramente los vas a poder usar.

Saludos

 

[miguelangelmarc]

lo mas seguro que esa plata no entregue toda esa potencia y esa potencia de la planta son 500Wmax, por un alambre 14 puede pasar eso 20.5 pero por cierto tiempo porque me imagino que se debe calentar mucho a max potencia. pero si tu quieres diseñar con alambres gruesos se torna un poco dificil un cable 14 es duro. todo depende de ti. ve, cuando el cable es grueso, en el centro, el paso de los electrones en frecuencia altas es lento lo cual el cable esta ofreciendo resistencia a ese haz de electrones lo cual genera calentamiento en el cable.
busca información sobre el efecto piel y veras.

 

[luisgrillo]

si me he documentado bien.

Y esos 500W son CONTINUOS y RMS


Las normas CEA-2006 prohiben publicar charlatanerias hacerca de potencias irreales que entregan los amplificadores y este amplificador esta aprobado por esta norma, asi que como ves miguelangel de que pasan 20.5 amperes por un #14 pasan...

 

[miguelangelmarc]

bueno como te dije y te dijo el amigo mariano, las corriemtes son pulsantes, solo por un momento lo debe de soportar.
saludos
mariano crees que podras pasarme el archivo de pcb. es que solo quiero cambiar donde van los diodos y el tranformador es para no volver hacerla completa cambiar algunas cosas.
claro si quieres pasarmelo.