smps trafo tasarımı hakkında bilgi paylaşımı

[restore]

Merhabalar.

arkadaşlar güç elektroniğinde özellikle smps trafo sarımı konusunda (çogu elektronikcinin korkusu bobin ) pek bir kaynaga rastlayamıyoruz.bilgiye erişim olarak birçok kişiye de yardımcı olacagını düşünüyorum.

bu konu altında tecrubelerinizi paylaşırsanız memnun olurum .

[polleme]

Önemli bir konuya değindiniz. Gerçekten, bu konuda Türkiye'de döküman bulmak zor olduğu gibi dünyada okuduğunuz kaynaklar da belli bir noktada buluşamıyorlar. Özellikle Flyback SMPS tasarımı, elektronik devrelerde matematiğin en çok kullanıldığı alanlardan biri. Özellikle flyback devrelerden bahsedersek burada işin önemli üç parçası var: kontrol ve anahtarlama devresi (PWM), flyback tasarımlı trafo ve geribesleme (kompanzasyon) devresi. Yaklaşık 3-4 aydır işin teorisi ile uğraşan biri olarak işin en çetrefilli kısmımın trafo olduğunu söyleyebilirim. Zira kontrol (PWM) devresinde tamamen ayrık elemanlar kullanılabileceği gibi 3525, TL494, 3842, Topswitch ve daha onlarca entegre kullanılmak üzere sayılabilir. Temelde hepsinin işlevi aynıdır: gelen DC gerilimi önceden belirlenen frekansta anahtarlamak ve iç veya dış anahtarlama elemanı üzerinden trafoya göndermek. Flyaback devrede trafo, gerçekte bir trafo gibi değil de tek sarımlı bobin gibi davranır. Sekonder ile primer aynı fazda olmadığından primer tarafında anahtar ON iken primerden akım akar, ancak diyot nedeniyle sekonder kesimdedir. Primerden akan akım trafoda depolanır, anahtarlama elemanı OFF olunca sekonderde oluşan ters EMK nedeniyle diyot iletime geçer ve akan bu akım yükü besleyip çıkıştaki kapasiteyi de şarj eder. Kompanzasyon devresi de çıkıştan aldığı örnekleme ile çıkış voltajı sabit kalacak şekilde PWM elemanını yönetir.

İşin en zor tarafı trafo demiştim. Trafoda gözönüne alınması gereken çok sayıda parametre var. Ferrit çekirdeğin şekli ve fiziksel yapısı ilk düşünülmesi gereken konulardan biri. Örnek bir  E tipi nüvede orta göbeğin alanı, manyetik akımın geçtiği yolun uzunluğu ve bir tur sarımın uzunluğu başta gelen önemli parametreler. Ayrıca ferrit çekirdeğin yapıldığı malzeme de diğer önemli bir konudur, akı yoğunluğu ve permeability gibi parametreleri de bu belirler. Türkiye'de döküman olmadığı gibi satılan ferrit trafoların parametrelerine ulaşmak ta zor. Bu durumda yapacağınız devrelerde elnize geçen bir trafoyu kullanmaya çalışmanız gerekiyor, bunun için de trafo parametrelerinin doğru şekilde ölçümlerle tespit edilmesi büyük önem taşıyor. Bu şekilde yaptığınız bir devreye trafo temin etmekten çok, temin ettiğiniz bir trafoya göre devre tasarlamak zorunda kalabiliyorsunuz.

[restore]

benim yaptıgım devreler 3 yada 5 tane ve  halfbridge oluyor. daha kolay ve istedigim güce erişebilirlik saglıyor.  matematik tarafında değindiğiniz gibi  özellikle trafoda  ugraşıyorum. temin ettiğim trafonun  hesaplamasını

formülle yaklaşıp sonra uygun yük ve devrenin frekans ayarı ile  en ideal noktaya taşımaya çalışıyorum.  bunu yaparken 300w lık bir devre için  600 w lık bir nüve seçiyorum.

geribesleme kullanacak isem  nüve sarımını  daha geniş frekans aralıgına ulaşabilecek şekilde  sarıyorum. duty  yüzde 40 civarında istedigim gerilimde sabitleyip  akımı  gerilim düşümünü  karşılaması  amacıyla pwmi geribesleme ile kontrol ediyorum.

geribeslemesiz  devrelerde  ir2153 . geribeslemelilerde sg3525  ve ir2113 kullanıyorum. son zamanlarda gate sürücü trafo kullanmaya başladım.

birde faydalandıgım yardımcı program ve nüve dökümanından eriştiğim AL değerini kullandıgım formül var. ama çogunlukla hissiyat üzerinden  gidiyorum.

dalga formlarını  , anahtarlama elemanlarını    ve devre üzerinde ölçüm noktalarını scope ve  ölçü aletiyle takip ederek istedigim  verimi yakaladıgımda  devreyi sabitliyorum.

trafo seçiminde sarımında tellerin formlarında  ... gibi gibi birçok noktaya dikkat etmeye özen gösteriyorum.   trafonuz  enstruman gibi özen istiyor benim gözümde ve tüm  malzemelerin ahengi  güzel bir  gösteri gibi geliyor.

mesela  zamanla  trafo sarımında litz teli olarak sarımın önemini ögrenmiştim. son dönemde   yassı tel formunun da iyi sonuclar dogurdugunu gördüm.
trafonun parçalarını birleşmesinin bile önemi var

trafo sarımında kullandıgım ruslar sanırım onlardan  alıntı bir program

türkçeleştirmeye calıştıgım bölümleri var.

http://dosya.co/download.php?id=51B349331

[polleme]

Ben basitliği ve kolay yapılrlığı nedeniyle daha ziyade flyback devrelere bakıyorum ama trafonun ters fazlı primer ve sekondere sahip olması nedeniyle yapılan bir hata anında gümleme ile sonuçlanıyor.

Flyback trafolardan devam edersek en son parametrelerden bahsetmiştim. Uygulamada trafolar yapıldığı material olarak değişik üreticilerden değişik isimler alıyorlar 3C90, N27, N87, 3F3, PC40, gibi. Eğer çekirdeğin yapıldığı malzeme biliniyorsa parametreler datasheet'ten alınabilir. Ama bilinmiyorsa trafo doyma eşiği olarak genellikle 0,25-0,3 T arasında bir değer alınıyor. Trafonun AL değeri biliniyorsa kullanılır, bilinmiyorsa 50-100 tur sarılarak ve endüktans ölçülerek formülden AL hesaplanır, ardından o trafoya ne kadar sarım yapılrsa endüktansın ne olacağı AL değerinden yola çıkılarak bilinebilir.

Trafo hesabına gelince, işin temelinde primer tarafındaki hesaplar yatıyor. Primer tarafında Vdcmax, primer akımı, çıkıştan çekilecek güç, yaklaşık verim ve çalışma frekansı biliniyorsa buradan primer endüktansı Lp hesaplanabilir. Lp bulununca Np hesaplanır. Bu bahsettiğim kısımda çok sayıda hesap ve formül var, powerint firmasının AN-23 uygulama notunu incelemenizi tavsiye ederim.

[restore]

http://digitalknowledge.cput.ac.za:8081/jspui/bitstream/123456789/918/1/The%20development%20of%20a%20100KHZ%20switched%20-%20mode%20power%20supply.pdf


yukarıdaki linkte örnek bir half bridge tasarımı var .   smps tasarım sürecinde kullanılan formüller  den yararlanılabilinir.  trafo tasarımından  gate sürücü trafo ve soft start röle gibi noktaların hesabı dahi var

[polleme]

Flyback ve half-bridge yapıların çalışma mantıkları farklı olduğu için giriş katından itibaren hesaplar değişiyor. Flyback trafolarda primer ve sekonder ters fazlı çalışıyorlar, bu nedenle hava aralığı vermek neredeyse zorunlu. Hava aralığı olmazsa nüve çok kolay doyuma gider ve kısa devre gibi davranıp devrede ne varsa yanmasına yol açabilir. Trafoya hava aralığı verilerek şunlar sağlanır:

1- Sıcaklıkla trafonun özelliklerinin değişimi çok sınırlanır
2- Doyuma girmesi zorlaşır, daha yüksek akı akıtılabilir

Buna karşılık AL değeri düştüğünden hava aralığı bırakılan bir trafoda aynı endüktansı elde edebilmek için sarım sayısını artırmak gerekir.

[gevv]

aramızda  rusca  bilen varmı ?  ExcellentIT yazarının smps, trafo konusunda  bir çok programı var  bazılarını çevirdim ama  gelişmiş programlarda  çok detay var  teknik ruscası olan birilerinin yardımı gerekli

[polleme]

aramızda  rusca  bilen varmı ?  ExcellentIT yazarının smps, trafo konusunda  bir çok programı var  bazılarını çevirdim ama  gelişmiş programlarda  çok detay var  teknik ruscası olan birilerinin yardımı gerekli

Rusça olmasa bile çevrilecek metinleri google ile önce İngilizce'ye, ardından kendimiz Türkçe'ye çevirsek olmaz mı? Ben bu şekilde destek olabilirim.

[gevv]

@polleme hocam  google ile denemeler yaptım ama  ingilizceden daha berbat çeviriler oluyor hani ingilizce türkçe çevirilerinde fikir yürütüp anlıyoruz ama  rusca türkçe çeviride çok saçmalıyor  ne olduğu anlaşılmıyor

eleman her detayı  düşünmüş çok temiz hesaplama yaptığı belli  flyback programıda var

[polleme]

@polleme hocam  google ile denemeler yaptım ama  ingilizceden daha berbat çeviriler oluyor hani ingilizce türkçe çevirilerinde fikir yürütüp anlıyoruz ama  rusca türkçe çeviride çok saçmalıyor  ne olduğu anlaşılmıyor

eleman her detayı  düşünmüş çok temiz hesaplama yaptığı belli  flyback programıda var

Yok yanlış anladınız. Türkçe'ye çeviri her dilden çok anlaşılmaz oluyor. Benim dediğim Rusça'yı Türkçe'ye değil, İngilizce'ye çevirmek. İngilizce'ye oradan çevirdikten sonra İngilizce'den Türkçe'ye de biz çeviririz. Ben örneğin İspanyolca'dan döküman gerektiğinde Türkçe'ye çeviri değil İngilizce'ye çeviri yöntemini kullanıyorum.

Link vs paylaşırsanız ben de bakabilirim.

[gevv]

kaynak bu http://forum.cxem.net/index.php?showtopic=70885   güncel veriyonlarıda aynı sayfaya ekliyor   PFC, Boost,Forward, Resonant  vs.. bir sürü program yazmış

ingilizce çeviri olayınıda denemiştim ama sonuç aynıydı

[polleme]

Gördüm ve dosyalara baktım. Çeviri isteğiniz sanırım programın menülerinin çevrilmesi değil mi? Programdaki EXE yi çalıştırınca hata ekranı geliyor.

Web sitesini İngilizce'ye çevirmede sorun gözükmüyor ve çeviri düzgün görünüyor.

[polleme]

kaynak bu http://forum.cxem.net/index.php?showtopic=70885   güncel veriyonlarıda aynı sayfaya ekliyor   PFC, Boost,Forward, Resonant  vs.. bir sürü program yazmış

ingilizce çeviri olayınıda denemiştim ama sonuç aynıydı

Menüleri anlar hale geldim. Programın EXE dosyasını Türkçe yapmak için hangi programı kullanıyorsunuz? Ben uygun bir program bulamadığım için içeriği henüz değiştiremiyorum. Visual Studio yapar mı?

[gevv]

@polleme hocam program: http://www.angusj.com/resourcehacker/   exe dosyasını açın dialog bölümüne bakın

@restore  hocam konuyu dağıtmayayım dedim ama  ipin uc kaçtı  kusuruma  bakmayın    umarım  teknik yorumlar gelirde arada kaynarız

[polleme]

Aslında bunları çevirmeyi bitirebiirsek hepimizin ihtiyacı olan bilgiler olduğunu tahmin ediyorum.  Herkes faydalanabilir.