Projeto de Fonte chaveada 15V 5A

[ze]

olá
estou tentando fazer funcionar uma fonte com o ci FSCQ0965RT fairchild. é 1 projeto de 1 engenheiro da fairchild. mas acho que ha alguma irregularidade no dimensionamento do trafo. como não entendo de f. chaveada, gostaria de apelar para algum conhecimento dos colegas da área.
especificação: 15V 5A.
-alguem conhece tal ci?
-o ci deve operar a 22 khz. não sei porque está com 150
-o trafo determina a freq. tbém?
-o ci está esquentando.
-seria aquela distorção da onda?
-estaria havendo algum tipo de saturação do núcleo?

-ou esta onda é normal??

Infelizmente, não posso postar o esquema. Mas é uma aplicação típica do ci.

está montada numa pci que será corrigida.

é claro, vou perguntar ao projetista (não o conheço e não se tem boa vontade como você! pelo jeito, não, pois enviei estas fotos=sem retorno). só gostaria de estar munido de informações para argumentar com ele.

onda=pino 1 do CI.
carga=22R, Vout=14.7V I (sec) =670mA. Vac=150V

Obrigado Doutor!!

[fabim]

miguim.
Siguinti.

Pela imagem voce esta com um tektronix.

Ele esta medindo a armônica no final da crista do pulso.

Pela onda doida que esta aparecendo....

1° Voce esta medindo qual etapa ?
2° Voce colocou o indutor calculado e bunitinho juntamente com um capacitor que preste

Nos de mais detalhes.. Tá fód´s pra entender o que voce esta querendo.

Abraços

Fabim

[JeanPaul]

Seguinte Lellis,

Nunca trabalhei com este CI que você está utilizando, mas já apanhei bastante projetando fontes chaveadas.

Pelas fotos não estou vendo nada de errado, tanto na forma de onda – que deve ser do dreno – quanto no tamanho do transformador.

Quanto à freqüência que você está medindo, alguns CI’s para fonte chaveada aumentam a freqüência de trabalho dependendo da carga. Se a carga estiver muito leve - que no seu teste não chega à 1/5 da potência nominal - o CI aumenta a freqüência para garantir um melhor funcionamento da fonte. Não sei se este integrado faz isso, experimente aumentar um pouco a carga pra ver se este valor se altera.

O transformador não dita a freqüência de trabalho, mas é o coração da fonte chaveada, se ele não for bem dimensionado, pode ter certeza que alguma coisa vai dar errada.

Quanto ao aquecimento do CI, verifique os cálculos do seu dissipador, estou achando muito pequeno este que você usou.

[]’s

Jean Paul

[brasilma]

Apanhei muito para desenvolver uma fontezinha chaveada de 28V x 5A, no nosso caso o problema estava no transformador, controle bem a indutância do primario e o sentido de enrolamento das bobinas, se possivel implemente uma separação entre as bobinas do primário e secundário (uma camadinha de plástico (filme fotográfico)).

Verifique também se o núcleo é indicado para trabalhar na frequencia que está utilizando.

Abraços.

[ze]

-a onda é no dreno sim
-o dissipador é um quebra galho
-é só protótipo V.00
-fiquei satisfeito com o "nada de errado" do jeanpaul
-preocupei-me com a "armônica" do fabim. (num é c.agá?)
-gostei do "apanhei muito" da(o) brasilma.(patrão saberá que não estamos sós)

Armônica denigre o funcionamento de fonte chaveada? é causada por mau dimensionamento do trafo? Podem causar sobreaquecimento? Estas perguntas se auto respondem?
Acho que agora vou mostrar ao vivo para o pai da criança. Ele está em S.P. Bem longe de mim.
Gratidão e abraço a todos!!

[MOR_AL]

Olá lellis.
Ops! saíram duas respostas iguais
Foi mal.

[MOR_AL]

Olá lellis.

1 - A fonte é do tipo fly-back. Há os períodos Ton (1us), Toff (2,5us) e TD (Dead) com quase 3us.

2 - É quase certo que a alimetação seja de 127VCA retificados. A tensão em Toff alcança mais que 2x Vcc .
V(Toff) ~ 2Vcc + 70V = 2 * 127 * 1,414 +70 = 500V.

3 - A dissipação por condução está alta, pois a condução do MOSFET está com cerca de 20V. A potência dissipada no MOSFET apenas com a condução é :
Pc = VDrain (conduzindo) * [(Ipk Máx + Ipk Mín)/2] * (Ton / T). Só precisaria saber os valores de Ipk Máx ( correntede pico máxima de dreno) e Ipk Mín (corrente de pico mínima de dreno). Ambas durante a condução (Ton = 1us). Você tem que reduzir a tensão de condução Vds. Aumente a tensão de gate (ou a corrente de dreno está alta).

4 - Outro grande consumo de energia ocorre duramte as transições. Note que o príodo entre o corte e a condução é rápido, o que não dá muita geração de calor no MOSFET, porque, neste tipo de fonte, a corrente inicial de condução é NORMALMENTE zero. Já no corte é que mora o perigo. Ele está com 0,5us. A dissipação durante este período é de
PCorte = (Tcorte/T) * (Ipk Máx/2) * Vos (overswing) = (1/13) * Ipk Máx/2 * 500V.
Apesar de cortar com certa rapidez, com o aumento da frequência (fator 1/T) ocorre o aumento da dissipação. Se era para funcionar com 22kHz e está com 150kHz, então só no corte a dissipação é aumentada de 150/22 = 6,8 vezes.

5 - As oscilações. Além da comum, de 150kHz, que é o esperado. Há duas delas.
A que ocorre durante Toff. Está com cerca de 1,2MHz. É causada pela ressonância do transformador, que na realidade trabalha como indutor. A sua presença se deve ao fato de que o diodo no secundário está comutando lentamente para esta frequência (150kHz). Na realidade a frequência de chaveamento é que está alta. Esta frequência aumenta ainda mais o pico de tensão de corte no MOSFET (Vds).
A frequência que ocorre durante TD. Está com cerca de 250 khz. Neste período, toda a energia (a devido à comutação) armazenada no indutor já se encontra descarregada, transferida para o capacitor de saída. O MOSFET está cortado e o diodo também. A oscilação é devido ao circuito do trafo (ou indutor duplo). Inclui-se aí as capacitâncias devido aos enrolamentos, de dreno e do diodo.

6 - O Gap (distância entre os ferrites do trafo) é importante. Praticamente ele é que dita o valor das indutâncias. É nele que fica a maior parte da energia durante a condução do MOSFET. Se ficar grande, a indutância é pequena e a corrente de dreno aumenta muito. Se ficar pequena, ocorre o contrário.

Reduza a tensão de condução do MOSFET.

Reduza a frequência de oscilação para o valor correto. Cuidado com o valor do pico de corrente Ipk Máx. Ele pode aumentar. Na realidade a redução da frequência ocorre aumentaddo-se TD (Tdead "o tempo morto").

MOR_AL

[EDSONCAN]

MOR_AL:
So um detalhe isso e chip pronto, voce nao tem acesso ao disparo do Mosfet, controle de frequencia e etc.

SDS
Edson

[fabim]

bom sobre os 150...khz.

Como disse que esta medindo a onda no drain do mosfet.

O MOR_RAL esta correto sobre as oscilações causadas pela constante q do enrolamento..

Para se ter certeza da frequencia exata, que esta comutando, selecione no osciloscopio a função de medida de tempo meça entre duas bordas de descida, depois faça 1/esse tempo, pronto pegou a frequencia fundamental.

Sobre calcular os enrolamentos de uma zoiada neste site,
http://schmidt-walter.fbe.fh-darmstadt. ... e.html#Hgw

faz o calculo perfeito.!!!

E tem um detalhe muito importante, o numero de espiras em razão da indutancia necessaria, isso causa um incoveniente danado no T/OFF...

Abraços

Fabim

[EDSONCAN]

Interessante o SW.
Não esqueca de entrar com os dados do ferrite nacional, pois é bem diferente.
Como a maioria que enrola trafo o faz com maquina de costura adaptada, voce tera perdas por enrolamentos.
Eu prefiro chutar o L para cima e ir diminuindo no GAP, pois da estabilidade em temperatura tambem.
Edson

[ze]

Grato pelas infos pessoar!! Tô até cumêdo du6.
Vou imprimir e colocar na pasta do projeto. Tbém vou levar para o eng. projetista.
Abraços e gratidão - II

[MOR_AL]

Olá lellis.

A informação do EDSONCAN está correta. Baixei o datasheet do bicho e não há como alterar a frequência do oscilador.

Verifique na AN-4146 da Fairchild. Lá tem um exemplo de utilização. Talvez tenha a ver com o trafo. Pode estar mal dimensionado.

MOR_AL

[EDSONCAN]

Off Topic
Com o calor que esta em Sampa agora e se eu mora-se em Angra dos Reis estaria na praia tomando cerveja e nao respondendo sobre fontes chaveada.
Edson

[fabim]

por isso que só faço fontinha chaveada com toroidinho.

O que indica o bom material que o toroide é feito é a facilidade com que ele magnetiza e o curto tempo para desmagnetização. O unico inconveniente de se usar toroide "dependendo do caso" é que o bixinho aquece bastante comparado com o mosfet que esta chaveando ele, isso é por causa que o toroide não tem o maledito gap, senso assim uma certa quantidade de energia eletromagnetica é transformada em termica por causa da resistência do material que o toroide é feito.

Fiz algumas fontezinhas usando o MC34063 , IRF840, e drive.

O toroide que eu utilizo é da sontag, 27X35X8mm, ele opera em 30khz, rendimento em 5V@1A é de 83%..

Abraços


Fabim

[Nightcrawler]

Eu utilizo nucleos do tipo "powder cores". Os "powder cores" tem microgaps, necessários para a aplicação em conversores DC-DC. A permeabilidade do núcleo é bem menor que nos ferrites, mas as perdas (nessa aplicação de conversor DC-DC) são muito menores.
Ferrites não tem gaps (alguns modelos tem, mas é um gap único, na seção central do núcleo) e são utilizados em filtros de modo comum ou em transformadores para alta frequência. Se utilizado em conversores DC-DC (ferrite com gap, ao invés dos powder cores), as perdas no núcleo são bem maiores.