Stepup-converter

Elektronikrelaterade (på komponentnivå) frågor och funderingar.
Användarvisningsbild
Fritzell
Inlägg: 4531
Blev medlem: 29 januari 2004, 22:43:35

Stepup-converter

Inlägg av Fritzell »

Gokväll!

I den här tråden blev jag nyfiken på hur man kan göra en nätdel till elektronrör utan stora och klumpiga transformatorer. Så som en spinoff kommer här kvällens resultatet från laboratoriet :).


Schemat ser ut som följande och är av konventionell stepup-typ fast med en intressant pulldown-koppling till FET'en som jag inte har sett förut.

Som transistor i min koppling använde jag IRF530, och UF5403 som diod. (Off-the-shelf prylar som båda är mer eller mindre underdimensionerade..)
(TL494 är en standard PWM-regulator som kostar runt 10kr.

Bild


Jag hittade en liten transformator i hyllan som jag klippte upp lindningarna på och till min stora glada förvåning gick det ta isär kärnan...

Bild


Så det var bara linda på! Till 12varvs-lindningen använde jag lite kraftigare tråd.


Bild

Kopplingen blev så här:



Bild

Spiken på Drain såg ut såhär. (Ca 40V)

Bild

Och visst fungerade det:

Bild

Med de moståndsvärden i schemat kunde man ställa spänningen mellan ca 250-260V. Jag tog bort 47k motståndet och lade istället det i serie med en 220k pot som sedan erätter 220k-100kpot kopplingen i schemat. Med dessa värden kunde man ställa spännignen mellan 50V-250V. :)

Nå, iallafall. Inte bara en dans på rosor. Jag hade förväntat att duty-cycle skulle öka med ökad belastning. Istället ökar frekvensen med ökad belastning och duty-cycle ökar väldigt lite. Pulsbredden är oerhört kort.

Och switchfrekvensen är väldigt låg (50Hz->). Man hör att drosseln tickar :). Med ca 3.5mA belastning på 250V var det ca 0.7V rippel, vilket inte är jätteimponerande. På 50V med mycket låg belastning switchade den på runt 1-2Hz(!). Switchfrekvensen måste nog upp dramatiskt för att få bort ripplet och allt detta har nog med att göra att jag använde för stor kärna. Med mindre kärna måste den laddas upp snabbare. Ska labba lite med andra kärnor imorrn.

Jag provade också att ta bort kärnan helt och hållet. Detta får till följd att den måste switcha mycket hårt i första lindningen för att få upp spänningen. Switchfrekvensen ökade ganska mycket men efter 5-10sek rök MOSFET'en :roll:

Använde 10uF 400V kondensator, och med potten ställer man spänningen. Som mest belastade jag 250V utan problem med ca 6mA vilket är långt mer än vad man kommer behöva i försteg (elektronrör). Spelade in två videosnuttar men jag verkar ha lite problem att ansluta till Housepainters server just nu, så de får komma senare :).

När jag fått ett fungerande kretskort av allt tänkte jag göra ett litet linjäritetstest med diagram på ett 12AX7 på olika anodspänningar. :)
Användarvisningsbild
Henry
Inlägg: 24646
Blev medlem: 20 april 2005, 02:52:47
Ort: Lund

Inlägg av Henry »

Arrangemanget med Q1 och Q2 är normalt uppbyggnaden i drivdelen hos mosfet drivare och kan användas annars om det är en kraftigare mosfet som skall switchas snabbt då den normalt högre gate kapacitansen gör att den kan dra en del ström som kanske inte den vanliga drivningen klarar. Att det är en PNP och NPN trissa beror på att gaten kan ses som en stor konding som snabbt skall laddas upp och ur.

2 spolar i ett step-up schema är inget jag sett av denna typ och på detta vis utan det har enbart handlat om en enskild spole till detta. Men det verkar ju fungera. :)
Användarvisningsbild
JimmyAndersson
Inlägg: 26586
Blev medlem: 6 augusti 2005, 21:23:33
Ort: Oskarshamn (En bit utanför)
Kontakt:

Inlägg av JimmyAndersson »

Intressant! :) :)

Ska bli kul att se hur det blir med andra kärnor. 1-2Hz switchfrekvens är nog ingen hit direkt.. :D
Tekko
Inlägg: 9009
Blev medlem: 28 november 2004, 20:19:15

Inlägg av Tekko »

Nja det är snarare bursts med högfrekvent switcning som kommer 1-2ggr/sek
Användarvisningsbild
Fritzell
Inlägg: 4531
Blev medlem: 29 januari 2004, 22:43:35

Inlägg av Fritzell »

Henry skrev:Arrangemanget med Q1 och Q2 är normalt uppbyggnaden i drivdelen hos mosfet drivare..
Jo precis, men det var lite finurligt att använda en pnp-transistor där som pulldown. När kretsen är låg på utgången men några volt hänger kvar på FET'en öppnar ju den :). Som sagt lite intressant med den spolkopplingen. Switcha i en liten del, men ta ut spänning i tråd som inte gått nån ström igenom på det sätter. :)

edit: Aha Tekko! Intressant, så måste det ju vara.. :humm:. Synd att man inte har hold-funktion på oscilloskopet. Får titta lite närmare på det imorrn. Man borde kunna få den till att switcha i lite jämnare steg?
pagge
EF Sponsor
Inlägg: 933
Blev medlem: 15 juni 2004, 00:15:08
Ort: Luleå
Kontakt:

Inlägg av pagge »

Enligt schemat du lagt in (och databladet p5) bör switchfrekvensen ligga på 40kHz. Mät på CT (pinne 5), där bör du se en sågtand på 40kHz, annars är nåt fel. Den där kretsen ska ha konstant switchfrekvens oavsett belastning, så länge frekvensen är så pass fel är det bara att felsöka.

Lämplig kärna är ferrit med ett litet luftgap eller järnpulver (med en massa små luftgap inbyggda mella pulverkornen). Detta generellt när energi skall lagras i en spole. Luft är bra att lagra energi (magnetfält) i men kärnan behövs för att leda fältet på rätt väg och öka induktansen.

Lycka till och välkommen till switchträsket :).
Användarvisningsbild
LaRdA
EF Sponsor
Inlägg: 3766
Blev medlem: 9 september 2003, 14:10:46
Ort: Jämtland

Inlägg av LaRdA »

Det måste vara så, för med 1-2Hz och ferritkärna så händer i stortsätt ingenting.
Användarvisningsbild
Fritzell
Inlägg: 4531
Blev medlem: 29 januari 2004, 22:43:35

Inlägg av Fritzell »

Ett mycket angenämt träsk må jag säga! :) Tackar!

Hmm ja det är nog som Ni säger att pulsen med högfrekvent switchning kommer i stötar om "1-2Hz", för man hör tydligt spolen låta tick.....tick.....tick.. Ska ta och mäta Ct, men antagligen stämmer det där.

Hmm ferrit ja. Så toroid/ringkärna är inte att tänka på? Kan ha någon sån där stav liggandes man kan skruva kärnan upp och ner också.

Synd att jag inte kan lägga upp videosnuttarna för där ser man tydligare vad som händer.
Användarvisningsbild
LaRdA
EF Sponsor
Inlägg: 3766
Blev medlem: 9 september 2003, 14:10:46
Ort: Jämtland

Inlägg av LaRdA »

Skicka dom till mig så kan jag lägga upp dom.
Användarvisningsbild
Fritzell
Inlägg: 4531
Blev medlem: 29 januari 2004, 22:43:35

Inlägg av Fritzell »

Vore ju toppen. Ska jag maila?
Användarvisningsbild
LaRdA
EF Sponsor
Inlägg: 3766
Blev medlem: 9 september 2003, 14:10:46
Ort: Jämtland

Inlägg av LaRdA »

Gör det, du kan ta som står i profilen.
pagge
EF Sponsor
Inlägg: 933
Blev medlem: 15 juni 2004, 00:15:08
Ort: Luleå
Kontakt:

Inlägg av pagge »

Eftersom den inbyggda opampens återkopplingsben (3) inte används har jag svårt att tro att den kommer att vara stabil. Du har antagligen självsvängningar på några Hz.

Jag är lite för trött just nu för att tänka riktigt klart men om du vill kan du kika här där jag använde den där kretsen en gång i tiden. Den var rätt stabil. Du behöver bara kika på det som är till vänster om IC1, det är regleringsbiten.
Användarvisningsbild
Henry
Inlägg: 24646
Blev medlem: 20 april 2005, 02:52:47
Ort: Lund

Inlägg av Henry »

När kretsen är låg på utgången men några volt hänger kvar på FET'en öppnar ju den.

Förstår inte riktigt ditt resonemang med att det skulle vara kvar någon spänning, dessutom öppnar ju en PNP bara vid en negativ/jord till basen som bara är kopplad till kretsen. Det är sedan även en resistor som är dragen från utgången till jord vilket gör att den trissan laddar ur gaten lite snabbare vid varje nolla från kretsen.
Användarvisningsbild
Fritzell
Inlägg: 4531
Blev medlem: 29 januari 2004, 22:43:35

Inlägg av Fritzell »

Mail på väg till Larda. Ingen höjdarkvalitét på videon direkt dock tyvärr.

Kul projekt pagge :). Är inte så insatt direkt i hur kretsen arbetar så jag får nog läsa på lite mer om återkopplingen. Är ju inte så bra om den självsvänger..

Henry: Vad jag menade var att PNP-trissan öppnar. Jag tänker mig att kapacitansen på FET'en gör att när kretsen är "nollad" och 10V ligger kvar på Gate'n öppnar PNP-transistorn eftersom basen är lägre än emittern och emittern högre än kollektorn. Men jag kankse tänker fel :).

edit: Varken Hotmail eller Gmail kunde skicka filen tyvärr så jag provade med Yousendit.com. Hoppas det funkar...
Användarvisningsbild
Henry
Inlägg: 24646
Blev medlem: 20 april 2005, 02:52:47
Ort: Lund

Inlägg av Henry »

Visst fasen nu ser jag ju att den trissan är "felvänd", lade inte märke till detta innan men visst då har du helt rätt i det hela. :)
Skriv svar