Hur fungerar switchade aggregat?

Fritzell · Inlägg av **Fritzell** » 2 augusti 2004, 16:31:19

Hur fungerar switchade nätaggregat? Nån som har nån ritning? Det jag har hört att man på något sätt styckar sönder likspänningen till växelspänning med kondensatorer och sen transformerar spänningen till lämplig spänning och sen likriktar och glättar men hur ser det ut egentligen

I vissa fall höjer man väl även frekvensen också? Vad skall det vara bra för?

Skulle va intressant att veta

arvidb · Inlägg av **arvidb** » 2 augusti 2004, 17:37:32

Jag är ingen expert men man använder i.a.f. transistorer (MOSFET eller IGBT tror jag är vanligast) för att stycka likspänningen. Den här delen av nätaggregatet är väldigt lik vanlig PWM (pulsbreddsmodulering), men sen kommer diverse passiva komponenter som jag inte har så bra koll på.

När du pratar om att höja frekvensen så tänker du nog på växelriktare. Här ändras PWM-pulsbredden i omvandlaren hela tiden så att utspänningen liknar en sinusvåg. Man kan alltså bestämma sinusvågens frekvens fritt och det använder man för t.ex. varvtalsreglering av trefasmotorer.

Arvid

Magnus Pihl · Inlägg av **Magnus Pihl** » 2 augusti 2004, 17:49:16

Switchade nätdelar har mycket lägre vikt än vanliga eftersom man använder ferrit istället för järn. Ferrit klarar högre frekvenser, vilket gör att transformatorkärnan kan bli mindre och lättare. 15k till 1MHz switchar man vanligen.

Principförklaring:
Man likriktar och glättar först 230V. Sedan låter man en PWM-styrd frekvens koppla in 230V i primärlindningen via en switchtransistor (FET). På sekundärlidningen likriktar man spänningen igen och återkopplar till switchregluatorn för att få en jämn spänning oberoende av last. Dessutom använder man filter och snubbers för att inte föra ut switchfrekvensen på 230V ledningen. Man använder PFC (power factor correction) för att inte få ojämn belastning på nätet.

I verkligheten finns det många olika varianter och det är lite krångligare än vad det låter. Det är väldigt noga att räkna på glälttningskondensator och frekvens, duty-cycle m.m. Med högre frekvens blir den dessutom farlig. Man kan få 230V i sig genom att ta på bara en punkt, p.ga att man kopplar in fyrkantsvåg i primärlindningen (jmfr. vanlig transformator 50Hz sinus) p.ga. kapacitiv koppling. Det är m.a.o. inte lätt att göra en smpsu.

Du hittar med info på http://www.powerdesigners.com/ eller i boken Swithcing power supply design (säljs av ELFA).

Fritzell · Inlägg av **Fritzell** » 2 augusti 2004, 19:50:59

Ok tack för svaren tror jag blev lite klokare. Kommer troligtvis läsa om detta i skolan nästa termin så jag lugnar mig nog tills vidare

EagleSpirit · Inlägg av **EagleSpirit** » 2 augusti 2004, 21:50:17

nu kommer jag inte riktigt ihåg hur det funkar men det finns en optimal spänning in på en transformator för att få så låga förluster som möjligt. Denna gräns är beroende av frekvensen och "tydligen" ska formeln se ut såhär: Uin = N * Btopp/2^0,5*A*2*pi*f. N är alltså antalet varv, Btopp är kärnans magnetiseringsförmåga (vad heter det?), A är arean och f är frekvensen. Vet inte riktigt hur det fungerar riktigt längre men man kan iaf sänka antalet varv och arean om man ökar frekvensen. Enkel matematik. 50hz är ju ganska låg frekvens så man hackar upp det till relativt höga frekvenser som magnus pihl sa men man får fortfarande samma optimala spänning ut, vilket gör transformatorerna mycket mindre.

Magnus Pihl · Inlägg av **Magnus Pihl** » 2 augusti 2004, 22:06:15

B är flödestäthet (mäts i tesla)
När man bestämt vilket typ av material (3F3... m.fl.) och typ av kärma (E, EI, toroid m.fl.) så kan man kolla i databladet på flödestätheten, s.k. hysterreskurvan. Man ska ligga med marginal mot toppen/botten och inte glömma bort att den förändras vid hög temperatur (då kärnan blir varm). Det är lite jobbigt att räkna på switchade nätaggregat, för det är mycket att ta hänsyn till. Med hög frekvens får man små transformatorkärnor, men man får högre förluster och problem med EMC.... Det går inte att göra den både billig, liten, bra emc, liten värmeuteckling och låga förluster, tyvärr...

evert2 · Inlägg av **evert2** » 2 augusti 2004, 22:29:50

Ja, fast det där med verkningsgrad å effektivitet...........om man jämför med en vanlig nätdel med efterföljande linjär spänningsregulator så har väl ett switchande nätaggregat högre verkningsgrad........

Magnus Pihl · Inlägg av **Magnus Pihl** » 3 augusti 2004, 08:20:23

Ja, absolut!

pagge · Inlägg av **pagge** » 5 augusti 2004, 10:41:20

Det är bl.a därför jag var sugen på nåt switchat, ska man ha några watt ur agget vill man inte linjärreglera, det blir varmt :)

olssoninc · Inlägg av **olssoninc** » 5 augusti 2004, 10:55:43

Jag vet inte om jag är ute och cyklar men har för mig att det finns switchade nätagg som enkelt beskrivet bygger på komparator principen dvs att utspänningen hela tiden jämförs med en referensspänning. Tack vare detta skapas en fyrkantsvåg typ PWM med väldigt hög frekvens denna signal filtreras och ut kommer en likspänning!

Fritzell · Inlägg av **Fritzell** » 5 augusti 2004, 11:16:26

Men kan man transformera varierande likspänning? Altså jag menar i växelspänning har man ju +230V/-230V i fasen och 0V i "nollan" men går det transformera en spänning som i "fasen" går mellan +230V och 0V och använda 0V som "nolla" ?

Magnus Pihl · Inlägg av **Magnus Pihl** » 5 augusti 2004, 21:04:04

Fritzell, jag vet inte om du syftar på primär eller sekundärspänningen. Inspänningen (prim) likriktar och glättar man ju. Vill man ha en sinusformad utspänning så får man sköta det med PWM som styrs av en sinusgenerator t.ex.

In och utgång har skilda 0V referenser (dock en liten kondensator emellan).

Fritzell · Inlägg av **Fritzell** » 5 augusti 2004, 21:08:14

Hmm.. Men då får man ju inte ut en växelspänning utan en sinusformad likspänning eller?

Sigge Sinusspänning

Vad är EMC? Störningar till nätet?

Magnus Pihl · Inlägg av **Magnus Pihl** » 5 augusti 2004, 23:16:16

EMC (elektromagnetisk kompatibilitet) är det man vill ha. EMI är motsvarigheten (elektromagnetisk interferens). EMI är alltså störningar. T.ex. en mobiltelefon som dutteliduttar i radion, en krockkudde som utlöses av radar, en borrmaskin som förstör bilden på teven....e.tc...

Uppnår man EMC får man CE-märka sin produkt. Alla apparater som "tas i bruk" måste uppfylla EMC. Gäller alltså hemmabyggen också om man ska vara petig....