Energia sem fio...

matheussg · 10 de junho de 2015

ola pessoal, eu procurei, e muito porém nao encontrei nenhum topico BR, então recorri aqui.bom eu queria discutir sobre circuitos de transferência de energia através de indução magnética, a maioria dos projetos operam entre 1 a 5V, eu procurava algo perto dos 12v, tentei montar um ckt com os chamados ZVS, funcionam, mas após um certo tempo os mosfets queimam... eu queria ajuda pra montar um usando CIs de pwm ou qualquer coisa assim...até cogitei em usar um circuito de forno de indução mas nao sei como circuitos próximos a bobina reagiriam a frequência de 50khz, qual é uma frequência boa para essa ocasião?

eu tinha lido em qualquer lugar ai, que uma frequência segura seria na casa dos MHz, mas n sei se isso é verídico, mas o que eu quero mesmo é um circuito de energia sem fio e com capacidade de lidar com voltagens mais elevadas.

.if · 10 de junho de 2015

Não tenho contato com esta tecnologia sem contato mas teorizo que são alguns 'depende': da potencia (não tensão) a ser transferida, da distância entre tx e rx, do que vai alimentar, das perdas aceitáveis, da eficiência mínina requerida e alguns etc. P.ex. forno de indução é de altíssima potência mas trabalha a apenas a alguns cm. Microondas pode transportar energia a alguns metros mas é hyper inseguro (pode ser fatal), etiquetas rfid pouca potência, poucos cm´s e por aí vai

Também não conheço zvs. No entanto poste seu circuito. Não deve ser difícil fazer o fet parar de queimar...

Se tiveres sucesso com 5V, pra 12 é só um pulinho

abç

FelipeZ. · 10 de junho de 2015

Eu já tenho certa experiencia com o ZVS, existem vários motivos para queimar o fet (você usou o irfp250 ou superior né?) primeiro é bobina com os polos invertidos ou assimétrica, o que eu digo do assimétrica é numero de voltas diferentes para cada um dos FETs.

Pode ser também o capacitor de má qualidade, use sempre os com a marcação X2, ou um de filme de qualidade boa ...

Pode ser diodos ruins, eles tem de ser rápidos, como o UF4007 (que é o que eu uso) ou algo do gênero que aguente no minimo 500V.

E a principal causa: Os dissipadores de calor do ZVS tem que ser muito bons mesmo, ainda mais se você estiver usando-o de modo continuo numa bobina de núcleo a ar...

Seria interessante usar uma calculadora de circuito LC, e chegar numa frequência aproximada de 300Khz, que é o normal desse circuito, por que a bobina a ar tem indutância diferente que uma num núcleo de ferrite (que é o normal pro circuito), então as 8 voltas usuais não ficam boas para esse uso....

albert_emule · 10 de junho de 2015

ZVS (Zero Voltage Switching).

Trata-se de um circuito LC ressonante, onde os mosfets só entram em modo ON, quando a senoide do circuito LC passa por zero. Desta forma a perda de comutação é eliminada, e é possível extrair o máximo de eficiência dos mosfets.

Não é tão fácil colocar um circuito destes para funcionar. Você não vai conseguir fazer este circuito funcionar bem "na sorte". Tem que ser tudo muito bem calculado. Tem que conhecer a fundo o circuito.

É preciso fazer uma malha de captura de fase, popularmente chamada de PLL (phase locked loop). Isso serve para travar a freqüência de acionamento dos mosfets, de forma sincronizada com a ressonância do circuito LC.

A bobina tem que ser feita com fios grossos, ou mesmo com tubos de cobre, para permitir refrigeração a água.

Não é qualquer capacitor que colocando lá irá funcionar .

Tem que ser capacitores de altíssima qualidade e de baixa resistência série (ESR).

São usados muitos em paralelo.

Veja um exemplo:

Circuito de 2000 watts.

Naquele bobina circula 300 amperes.

Nos capacitores também circula 300 amperes.

São 20 capacitores de 220nF em paralelo. Dá uns 15A por capacitor.

A capacitância total do banco de capacitores é de 4.4uf

É necessário que os capacitores sejam de qualidade, para a resistência série não provocar aquecimento. Ainda assim tem que usar muitos em paralelo, para abaixar a resistência série a um valor mínimo.

http://www.mindchallenger.com/inductionheater/

Eu já tenho certa experiencia com o ZVS, existem vários motivos para queimar o fet (você usou o irfp250 ou superior né?) primeiro é bobina com os polos invertidos ou assimétrica, o que eu digo do assimétrica é numero de voltas diferentes para cada um dos FETs.

Pode ser também o capacitor de má qualidade, use sempre os com a marcação X2, ou um de filme de qualidade boa ...

Pode ser diodos ruins, eles tem de ser rápidos, como o UF4007 (que é o que eu uso) ou algo do gênero que aguente no minimo 500V.

E a principal causa: Os dissipadores de calor do ZVS tem que ser muito bons mesmo, ainda mais se você estiver usando-o de modo continuo numa bobina de núcleo a ar...

Seria interessante usar uma calculadora de circuito LC, e chegar numa frequência aproximada de 300Khz, que é o normal desse circuito, por que a bobina a ar tem indutância diferente que uma num núcleo de ferrite (que é o normal pro circuito), então as 8 voltas usuais não ficam boas para esse uso....

Com o verdadeiro circuito ZVS, você poderia fazer o mosfet atingir corrente máxima, e só iria precisar de um dissipador minusculo.

Circuitos ZVS dão eficiência acima de 96%. Perde muito pouco em calor.

Isso porque não existem perdas de comutação. O mosfet entra em condução sempre no ponto zero da senoide.

FelipeZ. · 10 de junho de 2015

Bom, considerando que os mosfets queimaram, achei interessante ressaltar que um bom começo pra manter eles vivos se o circuito não esta bem regulado, é um bom dissipador...

matheussg · 10 de junho de 2015

Eu já tenho certa experiencia com o ZVS, existem vários motivos para queimar o fet (você usou o irfp250 ou superior né?) primeiro é bobina com os polos invertidos ou assimétrica, o que eu digo do assimétrica é numero de voltas diferentes para cada um dos FETs.

Pode ser também o capacitor de má qualidade, use sempre os com a marcação X2, ou um de filme de qualidade boa ...

Pode ser diodos ruins, eles tem de ser rápidos, como o UF4007 (que é o que eu uso) ou algo do gênero que aguente no minimo 500V.

E a principal causa: Os dissipadores de calor do ZVS tem que ser muito bons mesmo, ainda mais se você estiver usando-o de modo continuo numa bobina de núcleo a ar...

Seria interessante usar uma calculadora de circuito LC, e chegar numa frequência aproximada de 300Khz, que é o normal desse circuito, por que a bobina a ar tem indutância diferente que uma num núcleo de ferrite (que é o normal pro circuito), então as 8 voltas usuais não ficam boas para esse uso....

Sim eu uso sempre acima dos IRF250N...260... E equivalentes... mas sempre que eu consumia mais que uns 6A um dos mosfet entrava em curto, sobre simetria eu estava usando dois indutores toroidais, do mesmo tamanho, com a mesma bitola de fio, com a mesmas voltas, mas nao tenho indutimetro, e nao sei a indutancia deles, mas mesmo assim os indutores esquentavam bastante e os mosfets mesmo trabalhando mornos queimavam, eu coloquei uma resistencia de 10K entre a base e o emissor, mas mesmo assim eles continuam queimando...esses mosfets nao sao baratos, aqui onde eu moro custam em media de 7R$ cada, eu ja devo ter gasto desde quando comecei a mexer com ZVS uns.. 200R$ .. falando de assimetria nas espiras do primario. eu uso uma unica espira(ja que uso dois indutores) com um fio ate que aceitavel aqueles usados em casa, acho que é 2mm.

ZVS (Zero Voltage Switching).

Trata-se de um circuito LC ressonante, onde os mosfets só entram em modo ON, quando a senoide do circuito LC passa por zero. Desta forma a perda de comutação é eliminada, e é possível extrair o máximo de eficiência dos mosfets.

Não é tão fácil colocar um circuito destes para funcionar. Você não vai conseguir fazer este circuito funcionar bem "na sorte". Tem que ser tudo muito bem calculado. Tem que conhecer a fundo o circuito.

É preciso fazer uma malha de captura de fase, popularmente chamada de PLL (phase locked loop). Isso serve para travar a freqüência de acionamento dos mosfets, de forma sincronizada com a ressonância do circuito LC.

A bobina tem que ser feita com fios grossos, ou mesmo com tubos de cobre, para permitir refrigeração a água.

Não é qualquer capacitor que colocando lá irá funcionar .

Tem que ser capacitores de altíssima qualidade e de baixa resistência série (ESR).

São usados muitos em paralelo.

Veja um exemplo:

Circuito de 2000 watts.

Naquele bobina circula 300 amperes.

Nos capacitores também circula 300 amperes.

São 20 capacitores de 220nF em paralelo. Dá uns 15A por capacitor.

A capacitância total do banco de capacitores é de 4.4uf

É necessário que os capacitores sejam de qualidade, para a resistência série não provocar aquecimento. Ainda assim tem que usar muitos em paralelo, para abaixar a resistência série a um valor mínimo.

http://www.mindchallenger.com/inductionheater/

Com o verdadeiro circuito ZVS, você poderia fazer o mosfet atingir corrente máxima, e só iria precisar de um dissipador minusculo.

Circuitos ZVS dão eficiência acima de 96%. Perde muito pouco em calor.

Isso porque não existem perdas de comutação. O mosfet entra em condução sempre no ponto zero da senoide.

eu usava fios grossos, mas como nao queria aquecimento so usei de 2mm, sobre capacitores, eu uso capacitores da mkp, eu li em alguns foruns que sao bons, eu havia visto um video do canal Incroyables Expériences que ele transmite 12V por meio de indução para alimentar diversas coisas, ele usou um mosfet mais fraco do que os irf250 e mesmo assim conseguiu tirar mais proveito que eu, claro eu nao posso investir pesado para construir um circuito como um forno de indução, eu imagino o que aconteceria com qualquer placa dentro daquela bobina kkk

(na fto é o tipo de capacitor que eu uso)

albert_emule · 10 de junho de 2015

Sim eu uso sempre acima dos IRF250N...260... E equivalentes... mas sempre que eu consumia mais que uns 6A um dos mosfet entrava em curto, sobre simetria eu estava usando dois indutores toroidais, do mesmo tamanho, com a mesma bitola de fio, com a mesmas voltas, mas nao tenho indutimetro, e nao sei a indutancia deles, mas mesmo assim os indutores esquentavam bastante e os mosfets mesmo trabalhando mornos queimavam, eu coloquei uma resistencia de 10K entre a base e o emissor, mas mesmo assim eles continuam queimando...esses mosfets nao sao baratos, aqui onde eu moro custam em media de 7R$ cada, eu ja devo ter gasto desde quando comecei a mexer com ZVS uns.. 200R$ .. falando de assimetria nas espiras do primario. eu uso uma unica espira(ja que uso dois indutores) com um fio ate que aceitavel aqueles usados em casa, acho que é 2mm.

Incrível você queimar um mosfet destes com tanta facilidade

Só podem ser falsificados.

Um dia destes eu fiz um teste com um mosfet IRF1405:

http://www.redrok.com/MOSFET_IRF1405_55V_169A_5.3mO_Vth4.0_TO-220.pdf

Com uma bateria de no-break de 12V polarizei o gate em relação a Source, com 12V.

Daí usei outra bateria de 12V para fazer circular corrente entre dreno e source, com auxilio de uma carga resistiva refrigerada na água.

Devo ter colocado uns 50 amperes nele, mas entre dreno e source só deu queda de tensão de uns 0,238V.

A corrente estava tão alta que a carga ficava incandescente dentro da água, e depois se partia.

O mosfet estava num dissipador pequeno e nem sequer esquentou. Só mornou.

Veja o datasheet do seu:

http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irfp260n.pdf

Pelo que informa aí no PDF, este IRFP260N aí no seu circuito deveria suportar até uns 40 amperes, com desempenho superior ao teste que fiz, pois o IRFP260 possui RS-ds menor do que o que fiz teste.

A comutação não conta, pois esta é feita em zero da senoide.

Aí no seu circuito a dissipação de calor com 40 amperes, tem que ser ainda menor do que o mosfet que coloquei 50 amperes.

Se o meu apenas mornou com um dissipador pequeno, o seu nem era para mornar com 40 amperes.

@FelipeZ. Já sei de qual circuito você está falando hehehe.

Este aí auto-oscilante não tem nenhum rendimento.

Eu diria que este aí que você monta só aproveita 1% da capacidade do mosfet.

Veja:

http://4hv.org/e107_plugins/forum/forum_viewtopic.php?129196

É o mesmo circuito, mas o cara quis dar uma turbinada. Mesmo assim não dá rendimento.

Num circuito adequado ele conseguiria mais de 2000 watts com apenas 2 mosfets IRFP260N.

Sim eu uso sempre acima dos IRF250N...260... E equivalentes... mas sempre que eu consumia mais que uns 6A um dos mosfet entrava em curto, sobre simetria eu estava usando dois indutores toroidais, do mesmo tamanho, com a mesma bitola de fio, com a mesmas voltas, mas nao tenho indutimetro, e nao sei a indutancia deles, mas mesmo assim os indutores esquentavam bastante e os mosfets mesmo trabalhando mornos queimavam, eu coloquei uma resistencia de 10K entre a base e o emissor, mas mesmo assim eles continuam queimando...esses mosfets nao sao baratos, aqui onde eu moro custam em media de 7R$ cada, eu ja devo ter gasto desde quando comecei a mexer com ZVS uns.. 200R$ .. falando de assimetria nas espiras do primario. eu uso uma unica espira(ja que uso dois indutores) com um fio ate que aceitavel aqueles usados em casa, acho que é 2mm.

eu usava fios grossos, mas como nao queria aquecimento so usei de 2mm, sobre capacitores, eu uso capacitores da mkp, eu li em alguns foruns que sao bons, eu havia visto um video do canal Incroyables Expériences que ele transmite 12V por meio de indução para alimentar diversas coisas, ele usou um mosfet mais fraco do que os irf250 e mesmo assim conseguiu tirar mais proveito que eu, claro eu nao posso investir pesado para construir um circuito como um forno de indução, eu imagino o que aconteceria com qualquer placa dentro daquela bobina kkk

(na fto é o tipo de capacitor que eu uso)

Estes dias eu testei energia sem fio.

Usei um PWM fixo de 24Khz. em 12V.

Usei capacitor de 470nF.

Dei um jeito de medir indutância da bobina;

Eu tenho um medidor de ESR caseiro, destes que você encontra o projeto na internet:.

O curioso é que são na verdade Ohmímetro, para medir resistência. porém eles medem a resistência não com um sinal DC, mas com um sinal em AC.

O que tenho montado aqui mede resistência com um sinal de 40Khz.

Isso que tem haver com os indutores:

Ocorre que indutores oferecem resistência elevada à passagem de frequências altas.

Daí eu peguei um indutor comercial e medi com o medidor de ESR. O ponteiro defletiu em um certo valor. Eu anotei.

Logo após eu peguei uma bobina que eu havia previamente feito, daí fui desenrolando até o ponteiro do medidor acusar um valor igual ao do indutor comercial que usei como padrão.

Uma vez que o ponteiro defletiu igual ao indutor comercial na bobina que fiz, daí eu já sabia a indutância com bastante precisão.

Daí por diante foi só colocar o valor do indutor nesta calculadora on-line de ressonância:

http://www.deephaven.co.uk/lc.html

Daí fui experimentando valores de capacitores até que consegui uma freqüência de ressonância bem próximo a 24Khz, que é a freqüência do circuito PWM que eu tinha.

Consegue uns 10 centimilímetro de energia sem fio.

Porém eu usei fios finos e o circuito LC não estava devidamente sintonizado.

Colocando uma lâmina de estilete em cima da bobina,, a mesma aquecia levemente.

albert_emule · 11 de junho de 2015

@FelipeZ.

Estou dando uma olhada na topologia "quasi resonant", em especial os circuitos dos fogões de indução.

Veja um exemplo:

Fonte;

http://openschemes.com/2010/12/09/circuit-analysis-of-the-1-8kw-induction-hotplate/

Usa dois IGBTs de 1200V por 20 amperes em paralelo.

http://openschemes.com/2010/11/11/1800w-induction-cooktop-teardown/

http://www.amazon.com/Max-Burton-6000-1800-Watt-Induction/dp/B000MVN1M6

matheussg · 13 de junho de 2015

okay, então baseando-se no ZVS, qual é o real esquema dele, é o que vemos na Internet? (um indutor, dois mosfets,dois resistores e alguns capacitores?)

desculpa a demora, eu to sem Internet no momento :/

albert_emule · 13 de junho de 2015

okay, então baseando-se no ZVS, qual é o real esquema dele, é o que vemos na Internet? (um indutor, dois mosfets,dois resistores e alguns capacitores?)

desculpa a demora, eu to sem Internet no momento :/

Não existem circuitos ZVS verdadeiros nem falsos. Estas siglas identificam uma topologia de conversor:

ZVS do inglês "Zero Voltage Switching", Trata-se de qualquer circuitos LC ressonante, onde os mosfets só entram em modo ON, quando a senoide do circuito LC passa por zero V.

Esta esta técnica de acionamento de mosfets também é chamada de comutação suave.

misterjohn · 13 de junho de 2015

IInfelizmente eletrônica não é minha praia, mas em eletrcidade voce tem que ter o indutor e o induzido além claro do movimento, um transformador é um gerador sem fio porque tem o primário que induz uma corrente no secundário através do movimento do feixe magnético concentrado no núcleo de ferro.

Dizem que inventaram o carregador de celuar sem fio, então baseado no acima expôsto pergunto aos senhores que militam nessa área fascinante que é a eletrônica, como é possível conceber um carregador sem fio?

Já inventaram alguma coisa que derrubou teses e leis existentes a respeito do assunto?

FelipeZ. · 13 de junho de 2015

Através da indução eletromagnética, quem disse que precisa de um núcleo para induzir corrente? claro um núcleo de ferrite é bem melhor com sua permeabilidade eletromagnética alta, mas o campo magnético existe em ambas as situações, com ou sem núcleo sólido, de outra maneira uma bobina RF air-core ia ser só um enrolado de fio de cobre sem função nenhuma.

Um sem fio funciona exatamente da mesma maneira, uma bobina vai no carregador (primário) e a outra vai no celular (secundário), ai você aproxima as duas e uma induz corrente elétrica na outra...

UPDATE: Albert, segui seu conselho e decidi fazer um driver de flyback descente, procurando "pelas minhas tralhas", achei um CI muito antigo, CA2524,equivalente de um sg2524, usado em TVs antigas que é projetado para trabalhar com topologia push-pull, ou single ended, vou tentar usar ele com 2 IRFP250 que eu tenho aqui sobrando do "ZVS", frequência máxima de trabalho é de 300Khz, será que dá?

matheussg · 13 de junho de 2015

Não existem circuitos ZVS verdadeiros nem falsos. Estas siglas identificam uma topologia de conversor:

ZVS do inglês "Zero Voltage Switching", Trata-se de qualquer circuitos LC ressonante, onde os mosfets só entram em modo ON, quando a senoide do circuito LC passa por zero V.

Esta esta técnica de acionamento de mosfets também é chamada de comutação suave.

Obrigado por esclarecer isso de uma vez por todas, eu meio que estava em duvida pois achava que os circuitos que via por ai estavam incorretos, mas enfim, antigamente parece que eu conseguia extrair bastante desempenho dos ZVS pois usava bastões de ferrites como indutores, eu achei eles naqueles radios mais antigos.. (como o da foto) hoje em dia é quase impossivel achar eles :/ e eu usava dois ferrites, dessa forma eu nao precisava usar um enrolamento com Center Tap, mais pela facilidade, hoje eu tento fazer o mesmo circuito, dois indutores, porém uso toroides de ferrite, mas... os toroides esquentam demasiadamente...pra vocês terem noção, enquanto o ferrite aquece ao ponto de evaporar agua, o enrolamento do mesmo permanece morno, o que eu acho estranho é que, quando uso um ferrite duplo, o enrolamento esquenta mt enquanto o ferrite permanece morno.

to com uma duvida, qual é o tipo de indutor bom?

Barra de ferrite ou toroidal? , e caso seja o toroidal, o enrolamento duplo é bom ou derruba o desempenho de forma geral? é realmente necessario dois indutores ou eles derrubam o desempenho?

caso seja necessario apenas 1 indutor, eu posso usar um núcleo toroidal para montar um transformador convertendo um enrolamento com Center tap, em um enrolamento comum de duas saidas?

albert_emule · 13 de junho de 2015

@matheussg

Seu problema aí é o tipo de núcleo toroidal.

Não é qualquer um que é indicado para isso.

Existem núcleos toroidais adequados para indutores.

Os núcleos comuns só dão potência alta se usados como transformador.

Se usar ele como indutor, já da problema, pois irão saturar facilite.

Para você entender o que significa saturar o núcleo...:

A força do campo magnética é descrita em Gauss.

Um núcleo toroidal de ferrite, dos comuns, costuma suportar ser magnetizado até uns 5500 gauss.

Se você usar ele como transformador, dificilmente este valor é alcançado.

Mas em corrente DC ou corrente pulsante, facilmente isso é alcançado.

Existem núcleo que são feitos exclusivamente para corrente DC.

O que você disse, sobre ter conseguido retirar mais potência de barras de ferrite de rádio AM é verdade.

É que elas saturam menos nesta sua aplicação.

Observe que são só uma barra. O campo magnético é totalmente aberto Não é fechado como num anel de ferrite. Logo precisará de força de campo bem maior para saturar.

Ainda existem para venda. Veja:

http://www.eletrodex.com.br/núcleo-bast-o-nbc-ip6.html

O modelo NBC-15/50-IP6, tem espessura de 1.5 centímetros e comprimento de 5 centímetros.

Você pode obter este mesmo efeito de aumentar o ponto de saturação num núcleo de ferrite comum, simplesmente serrando ele para fazer uma fenda:

Ou pode comprar o seguinte núcleo:

http://magmattec.com.br/026.pdf

Este mesmo núcleos são encontrados nos indutores de saída de fonte ATX.

Basta pegar de sucatas.

Este núcleo amarelo não é ferrite. São ligas de ferro e material não magnético.

Isso serve para simular aquela fenda que seria feita num núcleo toroidal de ferrite dos comuns.

Esta fenda chama-se Gap.

Você tem três opções para fazer bons indutores:

1- Comprara a barrinha de ferrite na na loja indicada.

2 - Pegar um núcleo toroidal de ferrite e fazer uma fenda nele, conforme mostrei no desenho.

3- Comprar um núcleo especial para indutores. Aquele amarelo que mostrei. Ou retirar ele de sucatas de fonte ATX.

Qual seu nível técnico?

Tudo que eu disse foi só para apontar um caminho. Para você vê onde o problema estava.

Mas tudo isso que disse é só a ponta do iceberg.

Por debaixo de tudo isso que disse, existem muito mais coisas a serem levadas em conta.

matheussg · 13 de junho de 2015

obrigado pela ajuda albert_emule , bom eu to aprendendo mais e mais a cada dia, a cada falha, a cada explosao rsrs, mas se eu fosse colocar de 1 a 10 de forma geral acho que 3,5 é o que eu sei.. e o que nao sei, pesquiso muito antes de sair montando..

antigamente eu fazia tudo ''na sorte" isso explica esse monte de falhas, mas obrigado pela ajuda, eu tenho dois núcleos toroidais usados em indutores de fonte chaveada, logo na saida do tranformador, e eu tenho também o transformador na foto abaixo

(acho que nao são de ferrite, sao um pouco pesadinhos de mais...), mais pra frente com mais recursos vou tentar montar o ZVS com eles, caso de falha compro esses indutores que por sinal estão com um preço otimo...

mas é sobre o que eu perguntei, eu posso usar um tranformador pra mudar de 3 fios pra 2?assim:

ta bem +/- mas deve dar pra entende, obrigado

nao vou usar o ferrite pra isso, acho que ele vai saturar pois parece ser feito de pó de ferro..

albert_emule · 13 de junho de 2015

@matheussg

Os núcleos pretos de formato EE, são de ferrite. São específicos para transformadores.

Para você fazer um indutor com eles, sem que eles saturem, terá que seguir estes testes cálculos, descritos no documento do link abaixo:

https://docs.google.com/viewer?a=v&pid=sites&srcid=ZGVmYXVsdGRvbWFpbnxlbGV0cm9udGVjY29tYnJ8Z3g6M2RjZDIwZTY4NDIxODgyNQ

Já os núcleos verdes são de pó de ferro. Já vem prontos. São específicos para indutores, basta enrolar as espiras de acordo com a indutância que se quer.

Os seus devem ser deste aqui:

http://magmattec.com.br/052.pdf

matheussg · 14 de junho de 2015

caso eu usasse os ferrites E E e eu usasse eles como ferrite, eu enrolaria duas bobinas no carretel ou devo fazer indutores individuais?

albert_emule · 14 de junho de 2015

Depende do esquema.

Qual é o esquema?

Mas lembre-se que fazer indutor com ferrites EE é mais complicado, pois precisa ajustar o Gap. Veja o documento:

https://docs.google.com/viewer?a=v&pid=sites&srcid=ZGVmYXVsdGRvbWFpbnxlbGV0cm9udGVjY29tYnJ8Z3g6M2RjZDIwZTY4NDIxODgyNQ

Mas os núcleos de pó de ferro... Os verdes e os amarelos, já vem prontos.

Se você comprar eles numa loja por exemplo, e se souber a procedência, terá o datasheet do material.

Daí basta usar esta técnica aqui para determinar a indutância:

Use esta calculadora: http://powermagnetics.co.uk/calculator

Coloque a indutância que você quer, o "AL" e dê enter.

Este modelo da thornton por exemplo: NEE-19/8/5-IP12R, o modelo sem Gap com código IP12R possui 1100 de fator de indutância, vejam: http://thornton.com.br/pdf/nee_19_8_5.pdf

Daí fica muito fácil fazer um indutor com muita precisão.

Mas lembrando. Faça isso com um indutor de pó de ferro, cujo datasheet seja conhecido.

Este por exemplo: http://magmattec.com.br/026.pdf

Inclusive este fabricante vende os núcleos para qualquer pessoa.

O modelo MMT026T3311 é mais ou menos do tamanho daqueles que você pode encontrar na saída de fontes ATX.

Ele tem fator de indutância (AL) de 81.

Digamos que queremos um indutor de 100uH.

Colocamos na calculadora do site:

Para dar indutância de 100uH no núcleo de modelo MMT026T3311, são necessárias 35.1 espiras. Mas daí você pode arredondar para 30.

misterjohn · 14 de junho de 2015

Através da indução eletromagnética, quem disse que precisa de um núcleo para induzir corrente? claro um núcleo de ferrite é bem melhor com sua permeabilidade eletromagnética alta, mas o campo magnético existe em ambas as situações, com ou sem núcleo sólido, de outra maneira uma bobina RF air-core ia ser só um enrolado de fio de cobre sem função nenhuma.

Um sem fio funciona exatamente da mesma maneira, uma bobina vai no carregador (primário) e a outra vai no celular (secundário), ai você aproxima as duas e uma induz corrente elétrica na outra...

UPDATE: Albert, segui seu conselho e decidi fazer um driver de flyback descente, procurando "pelas minhas tralhas", achei um CI muito antigo, CA2524,equivalente de um sg2524, usado em TVs antigas que é projetado para trabalhar com topologia push-pull, ou single ended, vou tentar usar ele com 2 IRFP250 que eu tenho aqui sobrando do "ZVS", frequência máxima de trabalho é de 300Khz, será que dá?

Sua resposta é razoável, eu imaginava algo assim, mas com a limitação da distância, para mim seria algo tão inútil como controle remoto para som automotivo ou para mouse e teclado, mas obrigado pela resposta, e não quero fugir do vosso tema...grato pela explicação.

albert_emule · 14 de junho de 2015

UPDATE: Albert, segui seu conselho e decidi fazer um driver de flyback descente, procurando "pelas minhas tralhas", achei um CI muito antigo, CA2524,equivalente de um sg2524, usado em TVs antigas que é projetado para trabalhar com topologia push-pull, ou single ended, vou tentar usar ele com 2 IRFP250 que eu tenho aqui sobrando do "ZVS", frequência máxima de trabalho é de 300Khz, será que dá?

Infelizmente o pessoal chama de "ZVS" um circuitinho de brinquedo que ficou famoso na internet. Isso sim é que é falso . Este circuitinho da internet não é "ZVS"

Se fosse, não esquentaria tanto. Arrancaria o máximo que o mosfet tem a oferecer, e você iria conseguiria mais de 2000 watts com apenas dois IRFP260N.

E outra:

Ainda colocaram o nome da topologia errada

A topologia do esquema abaixo é Push–pull converter, que trabalha em modo ressonante.

FelipeZ. · 14 de junho de 2015

Por isso mesmo, estou a procura de um circuito zvs de verdade, para aproveitar os mosfets que eu tenho aqui, afinal os irfp250 custam 5 reais cada. Queria ou algo de alta potência para driver de flyback, ou algo que chegasse na casa dos MHz pra usar em um tesla coil.

Nas opções que levantei até agora, ou vou usar um 74hc14 pra fazer um oscilador de 4Mhz,mais algum circuito para conseguir rodar um half bridge. Ou algum CI como o sg3524 para um circuito mais simples com potência parecida.

albert_emule · 14 de junho de 2015

Se você fizer seu conversor Push–pull com um controlador SG3524, conseguirá boa eficiência, embora não tão boa quanto um verdadeiro "ZVS".

O circuito ZVS de verdade, faz a comutação dos mosfets no zero da senoide. Com isso o circuito elimina perdas de comutação. E o mosfet "funciona turbinado".

Mesmo o conversor Push–pull trabalhando no modo sem ser ZVS, você também conseguirá perto de 2000 watts com apenas dois IRFP260N.

Eu recomendo que você use tensão de alimentação de 72V DC.

Nesta tensão o circuito consumirá na faixa de 30A da bateria ou da fonte para produzir os 2000 watts.

Infelizmente se você usar apenas o SG3524 como gerador de PWM, não poderá usar em circuito ressonante. Para funciona como ZVS (Circuito ressonante e acionamento no zero), é necessário um complexo circuito PLL que faz a sintonia da frequencia do SG3524 com a freqüência da bobina. Sem esta sintonia automática os mosfets explodem.

@FelipeZ. Veja isso:

É um circuito PLL, que sincroniza a freqüência do gerador de PWM com a freqüência da bobina.

http://uzzors2k.4hv.org/index.php?page=ihpll1

É algo desafiador, mas se você se esforçar e conseguir dominar este circuito, conseguirá altas potências

Veja a tela do osciloscópio:

Observe que os mosfets entram em condução exatamente no ponto zero da senoide.

FelipeZ. · 14 de junho de 2015

Realmente é algo que esta bem acima do meu nível, mas acredito que com estudo e dedicação conseguiria pelo menos montar o circuito. Vejo alguns problemas práticos de inicio, que seriam principalmente achar os Cis do circuito, o 4046 é fácil, o real problema seria os UCC3732...

Enfim, vou ler a pagina com calma e tentar entender a fundo como isso funciona, se eu achar que é possível eu montar um crio um tópico próprio para isso... Se não vou começar com o SG3524 que no meu ver não vai ser tão difícil.

Outra coisa, depois de montado, o circuito serviria também para uso com transformadores? ou este é especifico para aquecedores para indução?

albert_emule · 14 de junho de 2015

Realmente é algo que esta bem acima do meu nível, mas acredito que com estudo e dedicação conseguiria pelo menos montar o circuito. Vejo alguns problemas práticos de inicio, que seriam principalmente achar os Cis do circuito, o 4046 é fácil, o real problema seria os UCC3732...

Enfim, vou ler a pagina com calma e tentar entender a fundo como isso funciona, se eu achar que é possível eu montar um crio um tópico próprio para isso... Se não vou começar com o SG3524 que no meu ver não vai ser tão difícil.

Outra coisa, depois de montado, o circuito serviria também para uso com transformadores? ou este é especifico para aquecedores para indução?

Em circuitos assim é sempre muito importante tentar entender, e não fazer cópia idêntica .

Veja o caso do UCC3732:

Se você der uma olhada no datasheet, verá que é um simples driver de mosfets de 9 amperes de capacidade.:

http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/texasinstruments/ucc37321.pdf

E o transformador identificado como GTD, não passa de um transformador driver de IGBTs ou de Mosfets.

Daí se prestar bem a atenção, verá que dois mosfets não precisam de 9 amperes para serem acionados. Os gates precisam de no máximo 2 amperes de pico em casos muitos especiais:

http://www.eetimes.com/author.asp?section_id=183&doc_id=1279277

A partir desta analise preliminar, você verá que existem milhares de substitutos:

IR2110

TLP250

IR2111

Ainda tem opções de Drivers de mosfets discretos, que podem ser feitos inteiramente de sucatas de TV por exemplo:

http://eletronicaedownloads.blogspot.com.br/2014/04/transformador-de-pulsos-gdt.html

Veja a minha versão deste driver apresentado no Blog:

Veja o circuito que impulsiona a entrada do GDT (Gate driver transformer):

Esta seria uma versão discreta do CI UCC3732

Veja agora os resultados em bancada. A onda foi medida entre Source e gate de um dos IGBTs. (Na verdade emissor e Gate hehehe).

O circuito estava com uns 2200 watts. Nesta caso foi uma fonte destas de som automotivo.

FelipeZ. · 16 de junho de 2015

Boa noite!

Andei estudando o circuito que me passaste Albert, e já consegui pegar o básico, mas há ainda varias coisas que eu tenho que ver, tenho algumas perguntas também que eu agradeceria se vocês tirarem um tempinho para responder.

Consegui compreender como se faz o controle do oscilador VCO pelo pino 9 em função da corrente e da tensão do circuito tank, o que me intriga é como é determinado qual sinal dos op amps controla o vco, na pagina que você mandou ele menciona uma "analog OR gate" feita com os diodos no output de cada um, mas não compreendi como isso funciona.

Também gostaria de saber para que servem os circuitos A e B que eu destaquei. O A imagino que seja para regular a frequência em função da diferença de fase entre a half bridge e o circuito LC.... mas por favor esclareça isso pra mim. E o B não tenho nem ideia...

Tenho também receio de que eu tenha que mudar os valores nos divisores de tensão usados no circuito, em função de que eu usaria irfp250 ao invés dos 450s que ele usou, teria de alimentar os mosfets com no máximo 150V...

Se eu conseguir, entender esse circuito, semana que vem crio um tópico próprio para isso... Ainda estou estudando se vou ter capacidade para montar e fazer funcionar hauhau.

Obrigado!!

Att. Felipe Zardo