Fuente conmutada (switching)

[luisgrillo]

Hola señores, espero todos esten bien.
Traigo una duda a cerca de una frecuencias de conmutacion en fuentes resonantes.
estoy usando un circuito integrado de control para medio puente, es el irs23951. Tengo que seleccionar una frecuencia de soft start, una frecuencia maxima, una frecuencia de resonancia y por ultimo una frecuencia minima. Entiendo para que sirven todas ellas menos la ultima, la frecuencia minima.
Alguien tiene idea de para que es? Gracias

 

[Arsenic]

Respondiendo sobre el tema de la fuente de laptop (15V 5A) que publique aqui para nuestro amigo DJMota le dejo el esquema y sus componentes

http://i224.photobucket.com/albums/dd25/jara87/circuito.jpg

El procecimiento del diseno del transformador paso a paso lo detallo en las siguientes paginas, son unas fotos de los apuntes que tengo al respecto. Disculpen uds pero no tengo tiempo como para pasarlos en un archivo de word asi que solo lo tengo en manuscritos, quizas mas adelante haga un manual de estos apuntes.

http://i224.photobucket.com/albums/dd25/jara87/pagina1.jpg

http://i224.photobucket.com/albums/dd25/jara87/pagina2.jpg

Las especificaciones de bobinado del carrete estan aqui, para lo cual requiere un conocimiento basico del tema para entenderlo si no pueden ocacionar algun cortocircuito al armar el circuito.

http://i224.photobucket.com/albums/dd25/jara87/pagina3.jpg

Espero les sirva y cualquier consulta me la hacen saber.
Gracias amigos.

Hola, tengo una consulta y es sobre las fórmulas. Necesitaría saber cuáles son para comenzar una desde cero (AC-DC con un convertidor Flyback-Buck).

 

[luisgrillo]

Hola de nuevo.

Amigos tengo una duda enorme que me carcome el alma.
Aun sigo con el diseño de la fuente resonante medio puente y con practicas y experimentos llegue a un callejon con una duda enorme.
De acuerdo con el legendario Faraday, si hago cambios rapidos en el flujo magnetico dentro de una bobina, el voltage en sus extremos crecera proporcionalmente. Entonces si yo tengo un transfornador con un nucleo de fereita sin espacio de aire, una frecuencia Fo y un ciclo del trabajo del 50%, tendria un aumento de Bmax fijo.
Por la relacion de N1/N2 tendria un voltaje que idealmente no tendria cambios.
Si yo demando cierta potencia en el secundario obviamente la corriente de entrada aumentara.
Mi duda es... como existe la transferencia de energia del primario al secudario? Si yo demando una corriente en el secundario el primario instantaneamente la jala de la fuente de alimentacion... esta corriente no se almacena en el nucleo, sino que se transporta directamente al secundario y no se si lo hace el nucleo o que es lo que pasa.
Se que entre mas grueso es el nucleo mas energia puede transmitir al secundario pero siempre se calcula el nucleo para que no pase de 300mT por que se satura... entonces la intensidad del campo magnetico en el nucleo no genera la induccion de potencia en el secundario?
Si yo pongo una resistencia en el secundario y pongo un pulso escalon en el primario, el voltage en el secundario estara dado por la relacion de N1/N2... si bajo la resistencia a un valor muy muy bajo y aplico el mismo pulso escalon el voltaje en el secundario deberia permanecer igual, mientras la corriente aumentaria mucho mas en el sexundario y porlotanto en el primario tambien... pero hay que esta pasando con el nucleo? Si los en los 2 casos los periodos al igual que el numero de espiras en N1 y N2 son los mismos respectivamente... la intensidad del campo magnetico en el primer caso es menor que en el caso 2? Llegan a la misma intensidad?
Espero y me halla dado a entender con todos estos ejemplos que al final expresan la misma duda que tengo.
Gracias

 

[shevchenko]

No entendí bien pero haber si es lo que creo:
Sin carga el núcleo tiene su energía almacenada en el núcleo y al primario no le cuesta mantenerla... ya que solo tiene que lidiar con las perdidas naturales del núcleo,
Cuando aplicas carga en el secundario esa energía magnética comienza a transferirse al secundario en forma de "potencia" y en ese momento comienza a transferirse la energía demandada por el secundario, del primario al núcleo!
Digamos algo así... una bicicleta que empujas con la mano en una serie de badenes ... luego alguien se sienta y tenes que mantener la misma velocidad!
dicho campo magnético generado por el primario, es literalmente "absorbido"por el secundario...

Sera eso?

Saludos!

 

[luisgrillo]

Shevchenko. Esa es mi duda. Resulta que con la fuente resonante debo calcular un par de inductores: Lr y Lp que son inductancia de resonancia e inductancia de magnetizacion. Cuando se embobina el primario y secundario, y se mide la inductancia en el primario se observa la inductancia de magnetizacion mas la de resonancia y al poner un cortocircuito en el secundario se puede medir solo la inductancia de resonancia en el primario.
Cuando la fuente resonante esta en funcionamiento y en un momento la carga aumenta, Lp baja su valor y la inductancia total en el primario es mas chica, acercandose a Lr.
Lei hace unos dias que la inductancia de una bobina hace que la corriente que pasa atravez de ella cresca con determinada rapidez conforme al tiempo que esta el pulso de voltaje en sus extremos.
En los convertidores medio puente o push pull, cuando le aplicas el voltaje instantaneamente tienes el voltaje calculado en la salida con la corriente requerida por la carga. Como es que el flujo magnetico en el nucleo crece instantaneamente para entregar la potencia necesaria en la salida?? Debido a la inductancia en el primario deberia tomar cierto tiempo en que la corriente cresca para ir aumentando el flujo magnetico no?? Acaso no importa la cantidad del flujo para la potencia de salida? Sera mas importante la rapidez del cambio en el flujo, que segun faraday, es la causante del voltaje inducido en el secundario y ese voltaje esta presente sin importar la cantidad de carga en el secundario?
Gracias por contestar amigo

 

[shevchenko]

Si se usa el modo soft start van creciendo lentamente para amortiguar el impacto de los.capacitores descargados, en todo transformador existe una corriente de magnetizacion inicial!
En las resonantes se debe llegar a la frecuencia de resonancia pero son tiempos muy cortos....En ese momento inicial los mosfets/transistores, deben lidiar con la corrente de magnetizacion (minúsculas) y la carga de los capacitores...

 

[hazard_1998]

Shevchenko. Esa es mi duda. Resulta que con la fuente resonante debo calcular un par de inductores: Lr y Lp que son inductancia de resonancia e inductancia de magnetizacion. Cuando se embobina el primario y secundario, y se mide la inductancia en el primario se observa la inductancia de magnetizacion mas la de resonancia y al poner un cortocircuito en el secundario se puede medir solo la inductancia de resonancia en el primario.
Cuando la fuente resonante esta en funcionamiento y en un momento la carga aumenta, Lp baja su valor y la inductancia total en el primario es mas chica, acercandose a Lr.
Lei hace unos dias que la inductancia de una bobina hace que la corriente que pasa atravez de ella cresca con determinada rapidez conforme al tiempo que esta el pulso de voltaje en sus extremos.
En los convertidores medio puente o push pull, cuando le aplicas el voltaje instantaneamente tienes el voltaje calculado en la salida con la corriente requerida por la carga. Como es que el flujo magnetico en el nucleo crece instantaneamente para entregar la potencia necesaria en la salida?? Debido a la inductancia en el primario deberia tomar cierto tiempo en que la corriente cresca para ir aumentando el flujo magnetico no?? Acaso no importa la cantidad del flujo para la potencia de salida? Sera mas importante la rapidez del cambio en el flujo, que segun faraday, es la causante del voltaje inducido en el secundario y ese voltaje esta presente sin importar la cantidad de carga en el secundario?
Gracias por contestar amigo

Hola luis, me parece que estas confundiendo un par de conceptos... la Lp (y la Ls) son inductancias paralelo, y de ellas depende la forma y el valor de las intensidades en vacio (magnetizantes).. Lr es una inductancia serie y, al igual que la inductancia de dispersion.. estan en serie con el paso de la corriente y de ellas dependen la forma y el valor de la corriente que toma la carga...

 

[luisgrillo]

Hola amigos, de nuevo por aqui, espero todos esten bien y tengan un año prospero.
Vengo con una inquietud, intuyo difusamente la operacion de esto que vengo a preguntarles, pero quisiera saber un poco mas de esta configuracion de rectificado en un cargador de baterias de 120 amperes a 24 volts de salida.
Alguien sabe como se llama este modo de rectificacion? Que ventajas tiene y sus deaventajas, algun articulo que tengan o cualquier informacion. Gracias

 

[pandacba]

Al trafo le falta el punto medio es un convertidor de dc digamos de la red rectificada un transformador reductor diodos de filtro inductancias para filtrar los residuos de la frecuencia de conmutación y un capacitor no tiene nada de novedoso.
Es un rectificador de onda completa, solo que en este caso lo hace a elevada frecuencia
Salvo eso es lo mismo que un Trafo de AC con secundario con punto medio el cual también utiliza dos diodos y un capacitor

 

[hazard_1998]

Hola amigos, de nuevo por aqui, espero todos esten bien y tengan un año prospero.
Vengo con una inquietud, intuyo difusamente la operacion de esto que vengo a preguntarles, pero quisiera saber un poco mas de esta configuracion de rectificado en un cargador de baterias de 120 amperes a 24 volts de salida.
Alguien sabe como se llama este modo de rectificacion? Que ventajas tiene y sus deaventajas, algun articulo que tengan o cualquier informacion. Gracias

Luis, se llama doblador de corriente (current doubler).. y hay varias notas de aplicacion al respecto, incluidas unas de texas instruments.. como beneficio se consigue que la rectificacion se haga con dos diodos en lugar de cuatro (menor cantidad de componentes y menores perdidas por conduccion) sin tener que construir un secundario con punto medio (la tension de salida del secundario es la misma que con punto medio pero mas simple de construir) la corriente de cada inductor es de la mitad que si fuera uno solo, las corrientes de AC en ambos esta en contrafase, con lo que se cancelan entre ambas...

Espero te despeje las dudas..

 

[luisgrillo]

Oralee, gracias hazard!

 

[Jose L Mendoza]

Aunque ya paso bastante tiempo de la publicación de este tema y si aun necesitas ayuda al respecto yo te podría orientar en esto. Yo por acá diseño fuentes conmutadas y tengo cierta experiencia en este tema. Esto me permite dar cursillos de fuentes switching en mi universidad. Bueno me comentas luego OK.

hola señor Juan, como esta, espero que bien, mi nombre es jose luis, observando los comentarios del foro evidencio el alto intelecto y conocomiento que posse en el area de los convertidores controlados, en especial me refiero al diseño del flyback, he realizado un diseño por mi cuenta, pero al momento de simular sea en matlab o en orcad no corresponde a lo que diseño, me he guiado de papers de IEEE, quisiera saber si ud posee literatura o libros de donde me pueda guiar teniendo en cuenta el modo continuo y discontinuo del mismo, el enfasis es mantener la misma potencia de entrada a la salida, aunque se sabe que no se puede por las perdidas del convertidor, tambien quisiera saber si tiene informacion acerca de como caracterizar el convertidor para sacar la funcion de transferencia del mismo y poderlo modelar para un control pi

parametros:

24<Vin<31 DC
Pin 250W

Vout 120 Vrms
Pout ~250

F= 25.000 hz

Mis calculos dan lo siguente

RL= 57.6
Lm= 19.2 *10^-6 H
ILm=20.864 Arms
Lp=14.94*10^-6 H
Ls=374*10^-6 H

 

[pandacba]

Es cierto, por la forma del dibujo se me paso por alto ya que genera un punto virtual con un divisor inductivo


Para los que les interese el tema, en esta página esta bastante bien explicado, esta en alemán pero si la traducen se entiende perfectamente.
http://www.wikiwand.com/de/Gegentaktflusswandler
Tambien subi el pdf de la nota de aplicación que mencionó hazzard

 

[pol7780]

Necesito ayuda, construí una fuente boost para mi lámpara de pecera (diseño encontrado en youtube), cuando la hago funcionar en vacio no hay problema, pero cuando lo conecto los LEDs(20V de salida a 0.65A) el puente rectificador se calienta demasiado no se si es por el tipo de diodo utilizado (SCHOTTKY) lo puse por lo que tenia a la mano, por lo demás todo funciona bien, no calienta el mosfet (IRF530) ni el schottky. Adjunto esquema.

 

[Daniel Lopes]

Necesito ayuda, construí una fuente boost para mi lámpara de pecera (diseño encontrado en youtube), cuando la hago funcionar en vacio no hay problema, pero cuando lo conecto los LEDs(20V de salida a 0.65A) el puente rectificador se calienta demasiado no se si es por el tipo de diodo utilizado (SCHOTTKY) lo puse por lo que tenia a la mano, por lo demás todo funciona bien, no calienta el mosfet (IRF530) ni el schottky. Adjunto esquema.

Hola caro Don pol7780, hay que medir la curriente en ese ramo y verificar si es conpatible con la puente rectificadora o quizaz agregar un dicipador de calor a esa puente resolva lo problema.
Att,
Daniel Lopes.

 

[pol7780]

Me olvidaba el puente es de 4Amp, y el integrado oscila a 50Khz



Que tal Daniel Lopez gracias por la respuesta, el puente es un KBU4J de 4Amp, he revisado el foro y hay una fuente flyback del amigo Juan Romero que utiliza 4 x 1N4004, pero a la salida del trafo un diodo FR306 (ultra rápido) me suena a que tengo que cambiar el schottky por un ultra rápido.

 

[Daniel Lopes]

Me olvidaba el puente es de 4Amp, y el integrado oscila a 50Khz



Que tal Daniel Lopez gracias por la respuesta, el puente es un KBU4J de 4Amp, he revisado el foro y hay una fuente flyback del amigo Juan Romero que utiliza 4 x 1N4004, pero a la salida del trafo un diodo FR306 (ultra rápido) me suena a que tengo que cambiar el schottky por un ultra rápido.

estoy confuso , quien realmente calienta ? la puente rectificadora o lo diodo rectificador ?
La puente rectifica 50 o 60Hz , esa puede sener cualquer una desde que de curriente conpatible con lo consumo del conbersor dc/dc , ahora cuanto a lo diodo rectificador ese tiene que sener ultrafast caso el recaliente.
Att,
Daniel Lopes.

 

[yorsk2004]

Buenas tardes. Estoy construyendo un convertidor básico CD/CD aislado tipo Push-Pull que se requiere para alimentar una carga resistiva de 60V 30W a partir de una fuente de 12V. El diseño simplificado se muestra en la siguiente figura:



Los MOSFETs conmutan a 100 kHz cada uno, el ciclo de trabajo máximo que se obtiene del generador PWM es 85%. El transformador con un solo tap central (en el primario) se encarga de elevar el nivel de tensión de 12V a 60V. La señal del secundario se rectifica por medio de un puente de diodos (utilice diodos FR107) y el filtro se construye con un inductor de 450 uH y un capacitor electrolítico de 100 uF a 100V.

Estoy haciendo pruebas en lazo abierto (sin retroalimentación) y cuando mido el voltaje en vació en el osciloscopio se ve una señal CD limpia y cercana a 60V. Pero cuando le conecto un resistor de potencia con el fin de exigir corriente, el voltaje se cae a un valor cercano de 35V.

Es mi primer diseño y construcción de una fuente conmutada, y debido a mi poca experiencia no doy con que causa este inconveniente ni menos como solucionarlo. Agradezco a quienes me puedan asesorar.

 

[shevchenko]

imagen del montaje?
transformador usado? ei33?
número de espiras/vueltas?
cantidad de alambres usados para cada bobinado?
la fuente de 12v puede dar esa potencia?
a que voltaje cae la alimentación bajo carga (los 12v de entrada)
que filtrado pusiste a la salida? (voltaje/capacidad?
los diodos y el inductor de salida están dimensionados correctamente?

 

[savad]

Por lo menos ya sabes que tabaja a loop abieto y sin carga, no gran cosa, solo un rizo de salida muy pequeño ya que lo trabajas a 100Khz. Pero cuando le pides coriente, todos tus errores de tu diseño se pesentan.

Por ejemplo .... me imagino que el transformador se calienta .... perdidas en el nucleo
..................... Mas perdidas en el tansformador ..................... Por falta de atenuador de picos
..................... Sin forma de regular el voltaje de salida ........... Mal diseño por no considerar la carga
..................... Sin circuito recuperador de energia en el primario
..................... etc.
Te recomiendo que leas la excelente literatura, de diseño de fuentes conmutadas, que tienen los fabricantes de circuitos integrados y semiconductores (Ejemplo Fairchild, International Rectifier, Motorola, etc).
El diseño del transformador y sus auxiliares para regular la salida son muy bien explicados pero vas a necesitar saber como sacar los datos de tu transformador ...o comprar un nucleo que satisfaga al menos en forma mínima tu diseño

Saludos