نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

[sahar_2012]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

سلام
باز همونطور که شما گفتید رو بستم باز مدارم اشکال داره

[عباس جبراییلی]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

لطفا بگویید ایا قبلا با اورکد کار کرده اید؟ایا تنظیمات پروفایل انرا روی ترانزینت انجام داده اید؟ و اگر بله مقادیر ان را بنویسید.و اگر نه فایل انرا بفرستید تا اصلاح شود.

[عباس جبراییلی]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

قبل از اینکه وارد بحث انتخاب هسته شویم لازم است به چند نکته اشاره شود.میدانیم هسته های فریت در سایزها ی مختلف و توسط سازنده های مختلف و با مواد مختلفی ساخته میشوند.فریت هایی که در بازار وجود دارد دارای اشکال متفاوتی است .شکل EE دارای سطح مقطع چهار گوش است که از اسن لحاظ ساختن قرقره برای ان در سایزهای خیلی بزرگ راحت میباشد و سیم پیچی ان نیز راحت است. شکل EER که دارای سطح مقطع دایره بوده و ساخت قرقره برای ان براحتی قبل نبوده ولی سیم پیچی ان از قبلی بمراتب راحتتر میباشد.(اکثر هسته ها دارای قرقره میباشند ولی هسته های بزرگ برای توانهای بالای 10 کیلو وات هنگامی که مجبور باشیم از چند هسته کوچکتر برای ساخت هسته بزرگتر استفاده کنیم دارای قرقره نبوده و خودمان باید انرا بسازیم برای همین میگویم ساخت قرقره اسان و یا مشکل است ولی برای توان مورد نظر ما نیازی به ساخت قرقره نمیباشد)شکل تورویید که یک حلقه دایره ای بوده که سیم پیچی ان برای تعداد بالا و دور زیاد نیاز به دستگاه سیم پیچ مخصوص داشته و با دست نمیتوان انرا در تیراژ بالا سیم پیچی نمودولی از لحاظ قیمت و انتشار نویز کم بهتر از قبلی ها میباشد.برای کاربردهایی است که نویز بسیار کم مورد نیاز باشد.و شکل PQ که ان نیز دارای سطح مقطع دایره بوده ولی فضای بیشتری از اطراف قرقره را نسبت به دو نمونه اول احاطه کرده و از لحاظ نویز نیز بهتر از دو نمونه قبلی میباشدو شکل UU که بیشتر برای کاربردهای ولتاژ بالا مورد استفاده دارد جایی که بخواهیم ایزولاسیون بین اولیه و ثانویه بالا باشد..و اشکال دیگری که بندرت با انها سرو کار خواهیم داشت.برای کار ما که توان پایین حساب میشود اگر منبع تغذیه باشد میتوان از شکلهای EE-EER-PQ استفاده نمود.واگر کوره باشد میتوان از همه اشکال گفته شده استفاده کرد استفاده کرد.تفاوت دیگر شکلهای مورد اشاره در سیم پیچی انها میباشد .هنگامی که جریان بالا است و سیمها ی زیادی لازم است با هم موازی شده و پیچیده شوند واضح است که سطح مقطع دایره برای سیم پیچی بسیار راحتتر از چهار گوش میباشد.ولی در جایی که سطح مقطع دایره در دسترس نباشد بناچار از سطح مقطع چهار گوش باید استفاده کرد.پس مقدار ولتاژ خروجی اینکه بالاتر از 200 ولت باشد یا کمتر-جریان خروجی اینکه بالاتر از 50 امپر باشد یا نه-نوع سیمهای مورد استفاده اینکه لیتز باشد یا فویل-مقدار توان خروجی اینکه بالاتر از 2000 باشد یا کمتر ودر اخر موجودی بازار همه اینها دست بدست هم میدهند تا ما شکل هسته را انتخاب کنیم.و بعد میماند فرکانس کاری اینکه زیر 10 کیلو هرتز باشد یا بین 20 تا 200 کیلو هرتز یا بیشتر از 1مگاهرتز.هر کدام از این رنجها دارای هسته از جنس بخصوص هستند.اکثر هسته های موجود در بازار مناسب برای فرکانس 20 تا 200 کیلو هرتز هستند.رنج 10 کیلو هرتز برای توانهای بالاتر از 50 کیلو وات در گذشته مورد استفاده بود و کماکان نیز هست.رنج بالای 1 مگاهرتز نیز در فرستنده های رادیویی کاربرد دارد.هنگامی که توان خروجی خیلی بالا رود مسایل زیادی بوجود میایدمثل نویز حاصل از تشعشع میدان مغناطیسی هسته-تلفات هسته و سوییچها-تلفات اسنابرها-تلفات دیودهای خروجی...که با انتخاب فرکانس-انتخاب المانهای سوییچینگ و غیره سعی در کمتر شدن این مشکلات میشود که فعلا وارد این مقوله نمیشویم.دیگر اینکه سازندگان فریتها در رنج 20 تا 200 کیلو مشخصات هسته تولیدیشان در فرکانس های زیر 100 کیلو تفاوت زیادی با هم ندارند و خیلی اگر تفاوت داشته باشند 10 درصد.که برای ما ناچیز است.بیشترین تفاوت جنس هسته ها در تلفات انها در فرکانس های بالا میباشد.اگر تلفات هسته بالا باشد و هسته نتواند این تلفات را دفع کند باعث بالا رفتن دمای هسته شده و در نهایت باعث میشود که به دمای کوری رسیده و اثر مغناطیسی هسته از بین رفته و باعث سوختن سوییچها شود.لذا باید از روی منحنی های دمایی هسته و تلفات ان در فرکانس های مختلف نقطه ای انتخاب شود که بهینه باشد.در کتابهای زیادی فرمولهایی راجع به توان خروجی و سایز هسته داده شده که میتوان از طریق محاسبات با انها سایز هسته را حساب کرد.ولی اسانترین راه استفاده از جداول کارخانه های سازنده میباشد که یک نمونه از ان در فصل هفت-سه-پنج صفحه289کتاب پرسمان اورده شده که بزودی عکس انرا اپلود کرده و روی ان بحث میکنیم.

[عباس جبراییلی]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

عکس یک
http://img4up.com/up2/72253036475468358777.jpg

عکس دو

http://img4up.com/up2/03790438854066143985.jpg

عکس سه

http://img4up.com/up2/90114122927392025243.jpg

[عباس جبراییلی]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

مسئله دیگری که در هسته های فریت وجود دارد مسئله تلفات هیسترزیس و فوکو میباشد .قسمت بیشتر تلفات هسته تلفات هیسترزیس است.هر هسته در ارتباط چگالی شار و شدت میدان مغناطیسی دارای یک منحنی میباشد.که اکثر اوقات انرا به شکل یک منحنی بسته و متقارن نسبت به مرکز مختصات رسم میکنند که به نام منحنی هیسترزیس هسته معروف است.معنی این منحنی این است که اکر دور هسته مقداری سیم ببپیچیم و به دو سر این سیم جریان اعمال کنیم زمانی که جریان صفر است هسته مغناطیس نمیباشد و اگر کم کم جریان را زیاد کنیم هسته شروع به مغناطیس شدن میکند و ممکن است که یک وزنه مثلا 1 گرمی را جذب کرده و انرا از زمین بلند کند انتظار این است که اگر جریان2 برابر شود هسته بتواند وزنه 2 گرمی را بلند کند و اگر 10 برابر شود وزنه 10 گرمی ولی جالب است بدانید تا جایی این اتفاق میافتد که هسته اشباع نشود یعنی وقتی که هسته اشباع شد دیگر با افزایش جریان هسته نمیتواند وزنه سنگینتری را جذب کرده و در هوا معلق کند به این نقطه نقطه اشباع هسته گفته میشود حال فرض کنید از همان ابتدا که جریان را زیاد میکنیم 12 عدد وزنه از یک تا 12 گرم داریم و همه انها نزدیک هسته قرار دارند و با افزایش جریان وزنه ها یکی یکی جذب هسته شده و معلق میشوند و به جایی میرسیم که با افزایش جریان هسته نمیتواند وزنه ای سنگین تر از 10 گرم بلند کند وبه اشباع میرسد حال اگر جریان را شروع به کم کردن نماییم وزنه 10 گرمی میافتد و کم کردن جریان را ادامه میدهیم و انتظار ما این است که با کم شدن جریان از 9 امپر وزنه 9 گرمی و کمتر ازجریان 8 امپر وزنه 8 گرمی و همینطور با کمتر ازجریان 1 امپر وزنه 1 گرمی به زمین بیافتند ولی چنین اتفاقی نخواهد افتاد و با رسیدن جریان به 7 امپر وزنه 9 گرمی میافتد و با رسیدن جریان به صفر وزنه 2 گرمی هنوز در هوا معلق است .و ما باید جریان را منفی نماییم تا وزنه 2 گرمی بیافتد و هنگامی که جریان به منفی 2 امپر میرسد وزنه 1 گرمی میافتد این عمل بدلیل وجود هیسترزیس در هسته اتفاق میافتد که اگر روابط مغناطیسی تلفات هسته را در درس ماشینهای الکتریکی را مرور نمایید خواهید دید که تلفات هسته متناسب با سطح محصور در منحنی هیسترزیس رابطه مستقیم دارد یعنی هر چه این سطح بیشتر باشد تلفات هسته در ان فرکانس بیشتر است و هرچه این سطح کمتر باشد تلفات هسته در ان فرکانس کمتر است.حال برمیگردیم به هسته خودمان.ما اگر فرکانس را بالا ببریم مقداری گرما در هسته تولید میشود هرچه این فرکانس را بالاتر ببریم گرمای تولید شده در هسته نیز بیشتر میشودفرض کنید در فرکانس 50 کیلو و دامنه 100 ولت و تعداد دور 10 دور سیم 5 وات تلفات هسته داریماگر با همین شرایط فرکانس را 100 کیلو نماییم تلفات هسته تقریبا 2 برابر میشود ولی حالا فرض کنید در همان فرکانس 50 کیلو تعداد دور هسته را نصف کنیم در این حالت تلفات هسته به بیش از 4 برابر میرسد.این یعنی اینکه تغیرات تلفات هسته نسبت به دور بیشتر است تا نسبت به فرکانس.هنگامیکه ما تعداد دور را تغییر میدهیم اتفاقی که میافتد این است که باعث میشویم اندوکتانس هسته بیشتر شده و حریان کمتری از هسته عبور نمایدو جریان کمتر به معنی تلفات کمتر در هسته میباشد و به عبارتی وقتی که جریان کمتر میشود باعث خواهد شد که منحنی هیترزیس کامل طی نشود و سطح زیر منحنی کمتر شده و تلفات کمتر شود.با جند روش میتوان این کار را انجام دادتا تلفات کمتر شود1-افزایش تعداد دور2-انتخاب نقطه کار مغناطیسی در کمترین مقدار ممکن یعنی باعث شویم هسته به نقطه اشباع خود نرسد بلکه به نقطه ای که ما میخواهیم برسد3-کم کردن دامنه ولتاژ اعمالی به سیم پیچ.4- انتخاب جنس مناسب هسته با تلفات کمتر.5- کاهش فرکانس.منخنی هیسترزیس هسته دارای یک شیب و یک خم میباشد که نقطه کار هسته باید در منطقه شیب دار انتخاب شود بعصی از هسته ها دارای شیب تندی هستند و بعصی دارای شیب ملایم .هسته هایی که دارای شیب تند هستند مناسب برای توپولوژی فلایبک و هسته هایی که دارای شیب ملایم هستند مناسب برای توپولوژیهای پوش پول-هاف بریچ-فول بریج-فوروارد-... هستند.هسته ای بهتر است که منحنی هیسترزیس ان کم عرض باشد.یعنی سطح زیر ان کم باشدچنین هسته ای برای کار در فرکانس بالا مناسب است.اگر منحنی عریض باشد یعنی سطح زیر ان زیاد باشد به درد کار در فرکانس بالا نمیخورد.وچنین هسته ای به شدت داغ خواهد شد.این مطالب تا اینجا باشد تا بعد برویم سراغ انتخاب سایز هسته.

[arvinfx]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

سلام خدمت همه بجه ها
بچه ها چرا شما اینقدر کم حرفیددددددددددددد؟
بابا یکم هم شما سوال کنید ؟ یه چیزی بگید ؟ تا حالا 300 400 نفر از این پست بازدید کردند اما 5 6 نفر فقط نظر دادن
خواهشمند بحث کوره القایی رو داغ کنید و هر روز هم اگه یه پست هم بگذارید عالیییییییییی میشه
مرسی

اول پستا قرار بر این شد که پست بی محتوا ندیم که تاپیک شلوغ نشه! :mrgreen: بدشم استاد که داره درس میده بقیه حرف نمیزنن گوش میدن

اینم شبیح ساز اورکد:





همون طور که مشخصه بیشترین ولتاژ 245 و کمترین ولتاژ 221 البته من توی خود اورکد خوندم این اعداد. اگر توضیحی لازمه استاد میده

[عباس جبراییلی]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

با تشکر از دوست عزیز که مدار را در اورکد شبیه سازی کردند.فقط دامنه ورودی باید 246.9 ولت باشد زیرا طبق طراحی حد اقل دامنه ولتاژ ورودی 246.9 ولت میباشد و مطابق ان بار را نیز تقییر دهید.مفاومت 0.01 اهم را نیز از حالت اتصال کوتاه خارج کنید. و دیودها را نیز به D1n5406 تغییر دهید

[عباس جبراییلی]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

فریتهایی که با انها کار خواهیم ساخت کارخانه ساموا بوده و میتوانید کاتالوگ انها را از لینک http://www.samwha.co.kr/SW_catalogue...78&cpage=8دانلود نمایید و مشخصات مواد سازنده انرا ببینید.این فریتها در مغازه های جمهوری وجود دارد.در مشخصات هسته میبینیم که که در B=200mt و فرکانس 100 کیلو دارای تلفات هسته به اندازه 450Kw/m3 میباشد.این یعنی اینکه اگر این چنس از هسته در فرکانس 100 کیلو مورد استفاده قرار بگیرد و ما در محاسبات تعداد دور سیم مقدار چگالی شار را 200 میلی تسلا اختیار کنیم و حجم هسته مورد استفاده را از دیتا شیت ان استخراج کنیم مثلا برای EE55 حجمی معدل 43.5 سانتی متر مکعب دارد.عدد 450را باید در 43.5 ضرب کنیم و حاصل را بر 1000 تقسیم کرده و تلفات هسته بدست میاید که برای هسته 55 مقدار تلفات 19.575 وات میشود یعنی چیزی حدود 20 وات تلفات در هسته .قبل از اینکه جلوتر برویم لازم است فرمول محاسبه دور تعداد دور هسته را بدست اوریم

[عباس جبراییلی]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

برای انتخاب هسته باید بدانیم که ما مجاز هستیم که هسته حداکثر 40 درجه بالاتر از دمای محیط ما کار کند مثلا اگر دمای محیط 50 درجه باشد دمای هسته 90 درجه خواهد شد.ودر این دما عایق کاری باید بنحوی انجام شود که به سیم پیچها و عایق اسیبی وارد نشود.همچنین تلفت مجاز هسته معمولا بین 100 تا 400 میلی وات برسانتی متر مکعب یا کیلو وات بر متر مکعب باید باشد و بالاتر از ان هسته بشدت داغ خواهد شد.مقدار چگالی شار برای محاسبه تعداد دور را نیز معمولا بین 100 تا 200 میلی تسلا در نظر میگیریم.فرکانس را نیز بر اساس نساز و یا اجبار طراحی در نظر میگیریم.پس تا حالا سه شرط داریم 1-100mt <B <200mt شرط 2-تغییرات دمای مجاز 40 درجه سانتی گراد شرط 3-تلفات مجاز هسته بین 100mw/cm3 تا 400mw/cm3 یا 100kw/m3 تا 400kw/m3 تا بعد.

[sahar_2012]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

سلام دوستان
این لینک رو نگاه کنید
در مورد کوره القایی هست
فک کنم بهتون کمک کنه

http://processmodeling.org/model_em/em_heat/indheat.html

بچه ها این لینک ذیل برای محاسبات یکسوسازی هست که به صورت آنلاین حساب کتاب میکنه
نظر خودتون رو لطفا بدید
http://www.changpuak.ch/electronics/power_supply_design.php
مرسی

[B2]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

سلام با اجازه استاد عزیز



اینم لینکش که اگه استاد صلاح دیدن ازش تو پست خودشون استفاده کنن
http://kaltaghii.persiangig.com/image/etgpsp01.GIF

[عباس جبراییلی]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

در رابطه با فرمولی که بدست امد ذکر این نکته لازم است که این فرمول فقط برای توپولوژیهای هاف بریج-فول بریج و پوش پول صادق است زیرا شکل موجهای دو سر ترانس در این توپولوژیها شبیه به هم بوده و دارای مقدار موثر صفر است.و برای فلای بک این رابطه صادق نمیباشد و میتوان با نوشتن معادلات و دادن شکل موج ولتاژ فلای بک به معادله رابطه انرا بدست اورد.نکته دیگر این که توانی که میتوان از یک هسته گرفت بستگی به توپولوژی دارد یعنی در توپولوژی پوش پول بیشترین توان را میتوان انتقال داد و با همان هسته در همان ولتاژ ورودی در فول بریج نصف پوش پول و باز با همان هسته در هاف بریج یک چهارم پوش پول و باز یا همان هسته در فلایبک یک هشتم پوش پول میتوان توان را انتقال داد و این بدلیل این است که با ولتاژ ورودی و هسته یکسان در این توپولوژیها ولتاژ دو سر ترانس در پوش پول 2 برابر ولتاژ ورودی ودر فول بریج برابر ولتاژ ورودی و در هاف بریج نصف ولتاژ ورودی اعمال میشود.پس اگر یک هسته در هاف بریج حداکثر توان 1 کیلو وات را بتواند انتقال دهد همان هسته در پوش پول 4 کیلو وات توان را میتواند انتقال دهد.نکته بعدی در رابطه با انتخاب مقدار چگالی شار در فرمول تعداد دور میباشد.در فرکانسهای کمتر از 30کیلو مقدار انرا تا 250 میلی تسلا-کمتر 30 تا 50 کیلو مقدار چگالی شار تا 200 میلی تسلا بین 50 تا 100 کیلو مقدار چگالی شار از 180 تا 120 میلی تسلا و بیشتر از 100 کیلو مقدار ان کمتر حداکثر 100 میلی تسلا در نظر گرفته میشود.

[aliila]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

من توصیه میکنم یکم از تئوری محض بیایم بیرون و چندتا آزمایش ترتیب بدیم منظورم اینه که دستور کار آزمایش تعیین کنیم تا هرکسی که امکاناتش رو داره بتونه انجام بده و نتیجه رو اینجا بگه

[Control]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

من توصیه میکنم یکم از تئوری محض بیایم بیرون و چندتا آزمایش ترتیب بدیم منظورم اینه که دستور کار آزمایش تعیین کنیم تا هرکسی که امکاناتش رو داره بتونه انجام بده و نتیجه رو اینجا بگه

با سلام.
ببخشید ولی من به شدت مخالف این هستم که این بحث های تئوری محض انجام نشه.
آزمایش بدون دانش کامل از تئوری بحث از نظر من ارزش خاصی نداره.
اساتیدی هم من تا به حال دیدم مثل آقای etgpsp ، آقای کوهستانی، آقای B2، آقای Ashk و.... همگی از لحاظ تئوری در سطح بالایی هستن و بدون اطلاعات تئوری بالا امکان کار اصولی نیست و خود من هر آزمایشی که بخوام انجام بدم اول باید کامل به بحث های تئوری مسلط باشم و بعد شبیه سازی کنم و در نهایت شروع کنم به بستن مدار مورد نظر.
البته این نظر من هستش. :smile:

[B2]

پاسخ : نحوه طراحی و محاسبات مدارهای منابع تغذیه سوییچینگ و کوره القایی

سلام به همه
دوستان خواهشا اجازه بدید حالا که استاد قبول زحمت کردن خودشون بحث رو پیش ببرن و به نظر من هم برای ساخت یه منبع 1 کیلووات این سطح محاسبات اونقدر هم تئوری محض نیست برای اثباتش هم نگاهی به اپلیکیشن نوتهای( APPLICATION NOTE ) شرکتهای مختلف بندازید.

پس با توضیحاتی که استاد دادن برای فرکانسهای بالاتر از 100 کیلو باید دنبال هسته های دیگه ای باشیم چون با این چگالی تعداد دور سیم پیچی خیلی زیاد میشه درسته؟ این محدود شدن چگالی به خاطر تلفات زیاده درسته؟