Tápegységek

Kapcsolóüzemű tápegység 2.


Az eredeti kapcsolóüzemű táp rajza és leírása azért került átdolgozásra, hogy jobban megfeleljen az erősítőkhöz való felhasználásra, és hogy könnyebb legyen a saját igényeknek megfelelően módosítani, illetve mert a táp jelen kapcsolása inkább a magas feszültség/kis áram arányban tudja leadni a névleges teljesítményét. Ennek megfelelően a fenti rajzon látható táp megfelel egy 80-100W-os sztereó erősítő teljesítményigényeinek kielégítéséhez, feltételezve, hogy az erősítő a ma már átlagosnak tekinthető legalább 65-70%os hatásfokkal rendelkezik a végkivezérlés környékén. A leírás további részében az alkatrészek beszerezhetőségéről, helyettesíthetőségéről írnék pár gondolatot.
A táp egyik legmacerásabb alkatrésze a trafó, melynek elsősorban két feltételnek kell megfelelnie: egyrészt keresztmetszetének tudnia kell kezelni az átviendő teljesítményt, másrészt anyagi minőségének olyannak kell lennie hogy az adott kapcsoló frekvencián és adott fluxussűrűség mellett ne szaturáljon. Ennek nagyon sok anyag megfelel, a Magyarországon beszerezhető anyagok jellemzően a 3F3 Ferroxube gyártmány, ezt a TME-nél nagyon borsos áron megvehetjük csévével együtt. Másik anyag a váci Tali Btnél beszerezhető M2TN-C, és -D anyag, ez jóval alacsonyabb áron beszerezhető. Ilyen trafók természetesen számítógép tápból is kitermelhetőek, de mivel azok a tápok általában ismeretlen körülmények között üzemelnek, ezért nem biztos, hogy megfelelnek. A kimeneten lévő kondenzátorok egy szintén kényes kérdés. Sokakban él a meggyőződés hogy a kapcsolóüzemű tápok működése nem megbízható, és hogy a kondenzátorok hamar tönkremennek bennük. Ez megfelelő kondenzátorok esetén kiküszöbölhető. A jelenség akkor fordulhat elő, ha a kimeneten lévő kondenzátornak nagy az ESR-je (soros veszteségi ellenállása), és emiatt a rajta áthaladó nagyfrekvenciás áram olyan mértékben felmelegíti hogy a kondenzátor előbb vagy utóbb tönkremegy. Több megoldás is lehetséges, a lényeg hogy az egy kondenzátorra jutó áramot lecsökkentsük. Ezt oly módon tehetjük meg, ha alacsony ESR értékű kondenzátort használunk (ezt a boltok általában jelölik egy ESR felirattal), vagy több kisebb értékű kondenzátorból állítjuk elő a kívánt kapacitást. Erősítők esetében az utóbbi a célravezető, mert a magasabb kimeneti feszültségekhez nem valószínű, hogy kapunk nagy feszültségű ESR kondenzátort.

Ha hagyományos kondenzátort használunk, akkor mindenképpen figyeljünk hogy 105 C-osat vegyünk, mert ezeket nagyobb hőmérsékleten tesztelik, és jobb minőségűek. A kimeneti feszültség a zéner dióda feszültségétől függ, de ez nem jelenti azt, hogy a menetszámokat nem kell átszámolni ha más kimenő feszültséget használunk. A menetek számolásához egyszerűsítettem egykét képletet, illetve más képleteket használtam, azért, mert a régi képletek némi pontatlanságot adtak, mivel jó néhány szükséges adatot csak közelítőleg lehetett meghatározni, így ezekkel a képletekkel talán némileg egyszerűbb is a számolás annak ellenére hogy bonyolultnak tűnnek.

Ennek megfelelően az új képletek:
Primer menetszám: Np=(100*Ip*Lp)/(Bm*Ae)
Szekunder menetszám: Ns=(Np*(Vo+Vd))/Vor
Kiegészítő tekercs menetszám: Nb=(13/(Vo+Vd))*Ns

Ahol:
Ip – a primer csúcsáram Ip=5,83A
Lp – Primer tekercs induktivitása Lp=184,3uH
Bm – maximális fluxus sűrűség 3000gauss>Bm>2000gauss itt 2500gauss érték megfelel, de a két határ között bármit választhatunk
Ae – effektív keresztmetszete a ferrit magnak, E55 mag esetén 3,56cm2 környékén van, E42 mag esetén 2,4cm2
Vo – kimenő feszültség
Vd – kimeneti egyenirányító diódán eső feszültség, schottky esetén 0,5V, ultragyors P/N dióda esetén 0.7V, a rajzon lévő dióda P/N típus
Vor – kimenetről a bemenetre tükrözött feszültség, minden esetben 135V-ra válasszuk

A képletekbe behelyettesítendő mértékegységek: A, uH, gauss, cm2, V
Az itt látható képletekben sok, már előre kiszámolt adat van, így felhívom a figyelmet arra, hogy ezek a képletek csak és kizárólag ehhez a kapcsoláshoz felelnek meg, csak erre a teljesítményre, az egyetlen dolog ami változhat az a kimenő feszültség, illetve egyedi igények mellett a trafó magjának keresztmetszete. Mindemellett a kapcsolást nem ajánlom 30V alatti feszültségekhez való használatra, mert a flyback topológia, mely szerint a táp működik, nem engedi meg az alacsony feszültségek mellett nagy áramok kivételét. Ha mégis alacsonyabb feszültségekhez akarjuk használni, ajánlom, hogy korlátozzuk a kimenő áramot.
A kapcsolást E42 maggal megépítve a következő adatok jellemzik:
Kimenő feszültség: +39V ±5% -39V ±10% abban az esetben ha 2% tűrésű zénerdiódát használtunk
Kimenő áram: ±3,5A
Maximális folyamatos kimenő teljesítmény: 290W

A trafó adatai E42 mag esetén:
Np: 18
Ns: 5
Nb: 2

FIGYELEM!

A kapcsolás elkészítésekor fokozottan ügyelni kell a hálózati feszültség miatt az érintésvédelmi szabályok betartására!
Nézettség:

Szint:
   

Szavazat:

Készült:
2007. február 05. 21:10
Jelenleg nincs dokumentum a cikkhez.

Vélemény:
53

Szavazat:
25

Mai látogató:
5

Utolsó látogatás:
Ma 16:34:56

Bejelentkezés után használható funkció!
Értékeld a cikket!

Szavazatok
3,8
25
  11  ★★★★★
  6  ★★★★
  3  ★★★
  2  ★★
  3  ★

Legújabb írás

Rádiós
   

VÉLEMÉNYEK, HOZZÁSZÓLÁSOK

vpeet!

Én csak az igazat írtam meg. Ha ez durva, arról nem én tehetek. Tiszta kabaré, amit gtean összehordott. Számoljunk!A 3F3-as ferrit 150 A/m térerőnél már igencsak telítésben van (nézd meg az adatlapját!). Ha valaki egy légrés nélküli E42-re 18 menetet teker, és ebbe 5 A-t belepumpál, az a kb. 8 cm-es közepes erővonalhosszon kb. 18*5/0,08=1125 A/m, vagyis totálisan telítésbe megy a vasmag. KIZÁRT, hogy ez fly-back módban tökéletesen működjön!

spafi(@)-zárójel nem kell-aramszu.net   2007. október 25. 00:14:41

Kedves spafi!
Nem tudom miért kell ilyen durván nekiesni a másiknak. Ezt a kapcsolóüzemű tápot én is összeraktam az oldalon szereplő képletek, és a gtean segítségével. Biztosíthatok mindenkit, hogy tökéletesen működik. Amit ad tanácsot az építéshez azt meg nyugodtan el lehet hinni. A Tv porvasmag helyett meg inkább menjetek be a boltba, és vegyetek egy normális E42 vagy E55-ös ferrit magot, nem drága. Igazából lehet kísérletezni is, de nem biztos, hogy megéri.

vpeet87(@)-zárójel nem kell-gmail.com   2007. október 24. 18:21:14

Helló. Ha valakinek van ehez a táphoz nyákrajza eltudná nekem küldeni? Nagyon megköszönném.

gr89(@)-zárójel nem kell-freemail.hu   2007. október 20. 11:18:23

Ha akarod, összedobok egy 14V 20A-es kimenetű fly-back tápot TV trafó vasával.

spafi(@)-zárójel nem kell-aramszu.net   2007. október 12. 14:24:21

"gyakorlatban nem volt sok dolgod k. táppal."

Igazad van, még csak kb. 40 kW összteljesítményt építettem meg. 3,5 kW-os a legnagyobb tápom, és ezt le is mértem, nem csak úgy odaírtam.

A TV trafó magja nem 132 kHz-hez készül, mivel semmilyen ferrit sem készül egyetlen frekvenciára. Attól még kitűnően használható, ha valaki nem egy összefüggéseiből kiragadott képlet alapján akarja méretezni.

Felőlem idézhetsz adatlapból, talán ott még értelme is van, de amit te írtál, annak nincs.

spafi(@)-zárójel nem kell-aramszu.net   2007. október 12. 14:10:43

A flyback topologia kimenő áram/feszültség összefüggését hogy te nem ismered, az csak egy dolog, ez azt mutatja hogy gyakorlatban nem volt sok dolgod k. táppal. De az állításaimat mellesleg nagyon sok gyártó katalógusával alá tudom támasztani, ha mindenáron kötekedni szeretnél.

gtean(@)-zárójel nem kell-freemail.hu   2007. október 11. 23:44:03

Kedves Spafi!
Nézzük sorban:
A TV-k magja eléggé rossz, merthogy nem 132kHz-hez készülnek, a hatalmas légrés pedig ide nagyon sok, maradjunk annyiban hogy házilag nem lehet tökéleteset tekercselni, és a nagy légrés igenis a diódán disszipálandó teljesítményt növeli. Remélem nem akarod feltalálni a 100% hatásfokú tápegységet, ahol az összes eltárolt energia a kimeneten jelenik meg. A gauss-t a gyártó használta a képletében, ha nem haragszol, nem alakítom át, csak hogy a te szemedet ne szúrja.

gtean(@)-zárójel nem kell-freemail.hu   2007. október 11. 23:43:45

"a flyback topológia, mely szerint a táp működik, nem engedi meg az alacsony feszültségek mellett nagy áramok kivételét."

Nem létezik ilyen összefüggés.

spafi(@)-zárójel nem kell-aramszu.net   2007. október 11. 17:25:36

A szórt induktivitás csökkenthető a primer és szekunder tekercs szoros csatolásban történő megtekercselésével.

A menetszámra adott képleted nem tudom, hogy honnét jött ki, de jó nem lehet, hiszen nem tartalmazza a permeabilitást (sem a légrést).

A gausst meg hanyagoljuk, mert már régóta az SI érvényes Magyarországon! Tesla!

spafi(@)-zárójel nem kell-aramszu.net   2007. október 11. 17:23:12

gtean!

Az írásaidból ítélve nagyon nem értesz a kapcsoló üzemű tápokhoz, és a tekercsekhez. Ez nem baj, csak akkor ne próbálj másoknak tanácsot adni! A TV-k vasmagja tökéletesen alkalmas fly-back tápokba. Hogy légrés van benne, az kifejezetten jó, mert abban lehet sok energiát tárolni. Ez az energia megfelelő tekercselésnél nem a szupresszor diódában, hanem a kimeneten jelenik meg, csak az a része kerül a szupresszorba, ami a szórt induktivitásban tárolódik. folyt. köv.

spafi(@)-zárójel nem kell-aramszu.net   2007. október 11. 17:17:31