Spoel voor SMPS voeding

Op 28 maart 2006 13:03:08 schreef Berend:
Beste forumgenoten .

Ik ben sinds een tijdje projectloos, en kwam op het idee om een mooie geschakelde voeding te gaan maken. Nu lijkt me de CO-voeding (mocht die ooit nog afkomen)
Berend

Dat is erg onwaarschijnlijk met die pennenactie.

Een regelcircuit is natuurlijk wel wenselijk, anders zal je nooit een stabiele spanning krijgen.

Display heeft speciale spoelen voor geschakelde voedingen, maar elke kern die aan je frequentie en andere waardes voldoet kan gebruikt worden.

Ik zag inderdaad dat spoelkernen afhankelijk waren van de frequentie. Wat is een mooie frequentie om een simpele geschakelde voeding op te maken?

Op 28 maart 2006 13:03:08 schreef Berend:

Laatste: Het lijkt mij dat een SMPS altijd belast moet zijn, immers: als er geen stroom uit de condensator gebruikt word, blijft die maar voller en voller lopen, totdat uiteindelijk de ingangsspanning op de uitgang staat, en voor de spoel idem dito.

Daarvoor heeft men terugkoppeling voor uitgevonden

Als bij een buck convertor de stroom door de spoel niet terugloopt naar nul, dan is de uitgangsspanning evenredig tussen de ingangsspanning en de duty-cycle.
Ter verbetering van de load en line regulatie maakt men echter gebruik van feedback.

@Bertrix, Zeg nooit nooit... Volgens mij zijn die pennen niet de eigenlijke reden, misschien is het gewoon dat EA het heel erg druk heeft. En als je dan op een iets scheve schaats het forum verlaat, denkt iedereen dat het die reden is. Misschien met wat vertraging, maar het gaat wel goed komen...

Op 28 maart 2006 13:57:40 schreef Xenobinol:
[...]

Daarvoor heeft men terugkoppeling voor uitgevonden

Als bij een buck convertor de stroom door de spoel niet terugloopt naar nul, dan is de uitgangsspanning evenredig tussen de ingangsspanning en de duty-cycle.
Ter verbetering van de load en line regulatie maakt men echter gebruik van feedback.

Wat is het verschil tussen feedback en terugkoppeling dan precies? Ik dacht dat dat hetzelfde was?

Klopt, terugkoppeling is het nederlandse woord voor feedback. Tegenkoppeling is negative feedback, een proportie van het uitgangssignaal wordt van het ingangs signaal afgetrokken. Mee koppeling is positive feedback, een gedeelte van uit uitgangs signaal wordt bij het ingangs signaal opgeteld.

In theorie is het dus mogelijk een schakelende voeding te maken zonder feedback, maar in de praktijk kom je daar niet onderuit dus?

En verder over die spoel, maakt die waarde veel uit? valt er te expirimenteren met onbekende spoelen of is die waarde heel precies?

Op 28 maart 2006 15:02:26 schreef Berend:
In theorie is het dus mogelijk een schakelende voeding te maken zonder feedback, maar in de praktijk kom je daar niet onderuit dus?

En verder over die spoel, maakt die waarde veel uit? valt er te expirimenteren met onbekende spoelen of is die waarde heel precies?

In praktijk is de waarde niet zo kritisch, wel het type spoel: moet een inductor zijn (géén choke), en afhankelijk van de te leveren stroom een zo hoog mogelijke Imax en een zo laag mogelijke DC weerstand (Rdc).
De schakelfrekwentie van een SMPS ligt doorgaans tussen enkele 10-tallen en enkele 100-tallen KHz.

Belangrijk is ook de gebruikte schakeldiode, deze moet zo snel mogelijk zijn om schakelverliezen tot een minimum te herleiden (Trr zo laag mogelijk, <50nsec).
De schakelMOSFET zelf moet liefst een zo laag mogelijke Rdson hebben (weeral voor de schakelverliezen).
De afvlakelco's op hun beurt moeten een zo laag mogelijke ESR hebben om de schakelpiekstromen op te kunnen vangen.

Al deze voorgaande parameters bepalen uiteindelijk het rendement van de SMPS, dikwijls rond de 80-90%, soms zelfs hoger dan 95%.

Ik ben al geruime tijd experimenten aan het uitvoeren met o.a. de 555 timer gebaseerde SMPS'en (zeer simpel!), met de MC34063A van ON Semiconductor (redelijk fragiel) en onlangs met de Maxim MAX1771 (de beste!).
Het gaat hier feitelijk over +170-200VDC nixievoedingsschema's vertrekkende van een 9-15VDC ingangsspanning maar de gewenste uitgangsspanningen kunnen zonder problemen aangepast worden via de tegenkoppeling.

CD

Wat is precies het verschil tussen een choke en een inductor? Dat kon ik niet zo snel vinden, ik las nl overal dat een choke juist wordt gebruikt voor buck en boost voedingen.

En verder, ik was ook van plan om een beetje met een 555 wat te doen en verder zal ik ook is kijken naar die andere IC's (feedback IC's?) en gewoon natuurlijk is wat in elkaar steken en kijken of het werkt:). Zou ik als PWM schema gewoon het schema van de motorregeling oid kunnen gebruiken en dan de frequentie wat opschroeven?

Op 28 maart 2006 13:04:31 schreef Bertrix:
[...]

Dat is erg onwaarschijnlijk met die pennenactie.

Hij wilde misschien deze zomder weer terugkomen...

Op 28 maart 2006 16:10:39 schreef Berend:
Wat is precies het verschil tussen een choke en een inductor? Dat kon ik niet zo snel vinden, ik las nl overal dat een choke juist wordt gebruikt voor buck en boost voedingen.

En verder, ik was ook van plan om een beetje met een 555 wat te doen en verder zal ik ook is kijken naar die andere IC's (feedback IC's?) en gewoon natuurlijk is wat in elkaar steken en kijken of het werkt:). Zou ik als PWM schema gewoon het schema van de motorregeling oid kunnen gebruiken en dan de frequentie wat opschroeven?

Ik ken het verschil ook niet juist, alleen weet ik dat ik voor SMPS géén choke mocht gebruiken.
Chokes zijn voor mij ontstoorspoelen (al of niet op ferrietkernen gewikkeld).

Simpel 555-schemaatje met terugkoppeling voor nixies:

Goeie informatie met een MAX1711:
http://www.desmith.net/NMdS/Electronics/NixiePSU.html

CD

Op 28 maart 2006 16:10:39 schreef Berend:
Wat is precies het verschil tussen een choke en een inductor? Dat kon ik niet zo snel vinden, ik las nl overal dat een choke juist wordt gebruikt voor buck en boost voedingen.

En verder, ik was ook van plan om een beetje met een 555 wat te doen en verder zal ik ook is kijken naar die andere IC's (feedback IC's?) en gewoon natuurlijk is wat in elkaar steken en kijken of het werkt:). Zou ik als PWM schema gewoon het schema van de motorregeling oid kunnen gebruiken en dan de frequentie wat opschroeven?

let op: bij de motorregeling schakeling word de duty cycle opgeschroeft met de potmeter!

Dat wist ik . Maar door de C te verkleinen is de freq. wel te verhogen toch?

En over de spoelen, zijn ferrietkern spoelen altijd verkeerd? Moet het een ringkern zijn? Hoe zit het nou:)?

Een choke is ook een inductor, echter is er het volgende verschil.

Bij de spoel die je gebruikt voor een SMPS wil je de spoel gebruiken om energie op te slaan, dit tot doel om de energie te converteren naar een ander spanning-stroom-product.
Je wilt hierbij zo min mogelijk energie kwijt raken in de spoel als gevolg van geleidings en kernverliezen.
De spoel moet dus een goede Q-factor bezitten voor het frequentie gebied waarin deze gebruikt wordt.
Bij een spoel die gebruikt wordt als choke ligt het anders een choke heeft tot doel om bepaalde hogere signaalfrequenties tegen te houden of zelfs te dissiperen (omzetten in warmte).
Een voorbeeld hiervan is bij een lichtdimmer, deze produceert nogal wat ongewenste hogere harmonischen.
Deze wil je niet aanbieden aan het lichtnet in verband met allerlei verstorende effecten.
Het liefst wil je dat deze energie wordt omgezet in warmte, de laagfrequente stroom naar de belasting (de lamp in dit geval) moet echter minimale verliezen geven in de choke.
Voor de lage frequentie gedraagt de choke zich dus als een spoel met goede Q-factor.
Moraal van dit verhaal is dat veel spoelen voor een bepaald frequentie gebied zich vanzelf als een choke gaan gedragen

National heeft een online seminar (wel meer ook), over magnetisme/spoelen in switching supplies (Klik hier, wel even registreren geloof ik), is wel informatief.

Ik heb nog wel een aantal Kool-mu (=Sendust=Super-MSS) ringkernen, dat is een bepaald soort poederijzerkern. Voor zover ik weet zijn die geschikt voor dit soort toepassingen, Kool-mu wordt ook in de slides van dat seminar genoemd voor frequenties tot 500kHz. Ik kan er wel een paar opsturen als je wilt.

En als je SMD niet erg vind kun je bij digikey wel wat geschikte inductors vinden en bestellen via de SMD IA.

Die kool-mu kernen zijn inderdaad wel grappig, het zijn ferriet kernen met een gedistributeerde airgap, deze spoelen zijn dus echt bedoelt voor het maken van spoelen met hoge verzadingingstroom (dus geschikt voor energie opslag).
Persoonlijk geef ik de voorkeur aan ETD kernen met een airgap, maar als je iemand vindt die goedkoop ferriet ringen kan wikkelen zijn dit soort kernen ook zeer bruikbaar.

Nog wat nuttige links:
Transformers and coils
Producing wound components (Tip!)
Introduction to Power Electronics
Electronic Transformers & Inductor Core Types
Fundamentals of Power Electronics
Design of Switch Mode Power Supplies

Bedankt:D hier heb ik echt wat aan! Ik denk dat ik dit project sowieso maar in SMD ga maken, het uiteindelijke moet toch *groooot* worden . Ik ga is even wat in die links spitten .

geweldige links, ik laat m'n printer even overuren draaien, dan heb ik wat leuks om morgen in de trein te lezen. Nu kan ik eindelijk m'n smps echt berekenen en dus beter maken

Ik ben wat verder (ik neem aan dat ik wat verder mag in dit topic?).

Ik zit nu alleen met een vraag. Ik heb zojuist een simpele schakelende voeding opgebouwd met de motorregeling van hier op de site en wat geexpirimenteerd met wat spoelen en een 100 ohm weerstand als load. Nu maakt het voor de spanning die ik meet over de weerstand niet uit of ik een spoel neem, geen spoel neem, een C neem, of beide neem. Nu heb ik geen scoop, maar ik neem aan dat het beter zichtbaar wordt als je er een scoop aan hangt.

Ik heb ook nog geen feedback, is hier een simpel schemaatje voor te verzinnen of kan ik dan beter gelijk een microcontroller erbij pakken?

Berend

Zet eens even een schema op, dan praten we even mee....

Het schema, de motorregeling van CO (c) Met wat spul erachter.

[Bericht gewijzigd door Berend op maandag 3 april 2006 10:16:25 ]

Op 2 april 2006 22:45:07 schreef Berend:
Ik ben wat verder (ik neem aan dat ik wat verder mag in dit topic?).

Ik zit nu alleen met een vraag. Ik heb zojuist een simpele schakelende voeding opgebouwd met de motorregeling van hier op de site en wat geexpirimenteerd met wat spoelen en een 100 ohm weerstand als load. Nu maakt het voor de spanning die ik meet over de weerstand niet uit of ik een spoel neem, geen spoel neem, een C neem, of beide neem. Nu heb ik geen scoop, maar ik neem aan dat het beter zichtbaar wordt als je er een scoop aan hangt.

Ik heb ook nog geen feedback, is hier een simpel schemaatje voor te verzinnen of kan ik dan beter gelijk een microcontroller erbij pakken?

Berend

Dat je die spanning kunt regelen met en zonder die L is normaal.
Maar met de potentiometer op dezelfde stand zal die spanning wel afwijken met en zonder L.

Dat schema kun je niet beschouwen als een schakelende voeding , eerder als een PWM zoals het de bedoeling van die schakeling was.
Als je echt wilt experimenteren met een SMPS gebruik daar de geschikte componenten voor.
Er bestaan zeer veel ic's die daar beter geschikt voor zijn.
EDIT:
Een goed raad:
Die 'eenvoudige' zelf aangepaste schakelingen wekken soms meer frustraties op dan nodig.
Maak eerst een reeds geteste schakeling, met de juiste componenten en borduur daar op voort.