Conversor tipo Flyback - Dúvidas

6 de novembro de 2015

Simplificando, gostaria de saber como a tensão de saída é refletida para o pra primário. Afinal esta dado é empregado no cálculo de um transformador.

Obrigado.

albert_emule · 8 de novembro de 2015

Simplificando, gostaria de saber como a tensão de saída é refletida para o pra primário. Afinal esta dado é empregado no cálculo de um transformador.

Obrigado.

Dê uma lida no meu blog:

http://eletronicaedownloads.blogspot.com.br/2014/06/projeto-e-calculo-dos-indutores-de-uma.html

14 de novembro de 2015

Ótimo Albert, muito bom material, vou continuar a estuda-lo com mais atenção. Achei muito interessante a forma simples que usou para abordar o tema das fontes auto-oscilantes. Sem dúvida também ao material de apoio do sr. Mor_al. Acredito ter entendido, mesmo que "meio superficialmente" o efeito, agora me resta a prática.

Vou aproveitar o tópico só para tirar dúvidas das fontes. Hoje me deparei com outro fato e gostaria de saber se os senhores tem algo para explicar, algum material ou link que passe uma noção de como dimensionar um filtro de EMI na entrada de tensão, basicamente um filtro PI LC pelo que entendi.

Como ele deve funcionar, o que ele corta? Afinal esta na entrada. Sei que no secundário temos um filtro do tipo passa baixa,opera em tensão contínua e ajuda a filtrar o ripple de saida. Fontes de baixa potência tem apenas dois caps entre eles um indutor de alguns mH, mas potencias pouco maiores encontramos indutores nas duas linhas, as vezes com fase dos enrolamentos invertido ou não. Porque? Como determinamos isto e porque fazer desta forma?

20 de novembro de 2015

Ah, agora sim! Entendi! Albert, mais uma vez obrigado. Uma ótima e simples explicação, faltou apenas reler com mais atenção.

Quando ao filtro de emi, vou abandonar, continuarei a pesquisar, uma dia descubro como desenvolve-los.

albert_emule · 20 de novembro de 2015

Ah, agora sim! Entendi! Albert, mais uma vez obrigado. Uma ótima e simples explicação, faltou apenas reler com mais atenção.

Quando ao filtro de emi, vou abandonar, continuarei a pesquisar, uma dia descubro como desenvolve-los.

Pesquise por filtro de modo comum e filtro de modo diferencial.

São basicamente indutores acoplados por núcleo.

Em um deles, as bobinas estão disposta de tal forma que um cancela a indutância do outro. Daí só vai oferecer reatância elevada (Resistência elevada) aos ruídos que virem em relação ao terra.

No outro as bobinas estão dispostas de tal forma que filtra os ruídos em série com a rede.

Acredito que o cálculo não seja complicado, pois o filtro nem é sintonizado.

É formado basicamente de uma indutância que ofereça alta reatância algum rurído que vai de zero até uma Freqüência máxima conhecida. Acredito eu que o calculo da indutância leve em conta a freqüência máxima.

Talvez a fórmula da reatância ajude:

Reatância (L) = 2 x Pi x Frequência (em Hertz) x indutância (em Henrys).

Te dá um valor em "Ohms" que o indutor oferecerá para a freqüência. Daí você saberá quanto da freqüência será atenuada.

O PWM da fonte chaveada acaba vazando para a rede como uma forma de ripple. Isso se chama ruídos. São estes ruídos que se pretende filtrar com os filtros.

Ruídos eletromagnéticos são aqueles que são transmitidos pelo ar.

Só podem ser filtrados com conceito de Gaiola de Faraday.

21 de novembro de 2015

Ainda quando a primeira questão,vamos aos testes práticos/conclusão:

Especificações da fonte:

Tensão de entrada: 110Vac
Tensão de saída: 14,94Vdc (15V)
Corrente de saída com carga: 270mA (200mA)

Vpico, sem carga: (Vret+Vmag+Vrev)

Tensão refletida para o pra mimário, (90V) sem carga. (cálculo para 100V):

Tensão refletida para o pra mimário, (56V) com carga.

PS¹: Tensões medidas entre DS.

PS²: Teste prático em 110Vac para uma melhor visualização do gráfico.

albert_emule · 21 de novembro de 2015

Existe um Snuber reativo que "pega" aquele pico e armazena num capacitor. No ciclo seguinte quando o chaveador entre em modo T-ON, o capacitor descarrega num indutor que por sua vez transfere a energia pro capacitor de entrada. E o pico some. Mas é algo complexo.

Vi isso numa fonte Flyback de 10Kw.

21 de agosto de 2016

Então, continuando o assunto...

Sempre fiz fontes de baixa potência, mas recentemente me deparei com algo que não era comum pra mim ainda. Me deparei com um problema de aquecimento excessivo no primário, no secundário também mas amenizei usando um diodo de maior tensão (bem acima dos valores teóricos). Ainda não consegui fazer uma analise das forma de onda para ver onde estão meus erros.

Gostaria de saber de vocês que têm mais experiência com isso, quais costumam ser os maiores vilões nas fontes flyback de maior potência. Estou falando da faixa de 90~110W. Notei que muita energia é desperdiçada no snubber, existe um meio para evitar ou diminuir essas perdas? Vocês costumam diminuir a tensão reversa e a relação de espiras, alguma outra coisa? Sugestões?

Obrigado.

albert_emule · 22 de agosto de 2016

3 horas atrás, [Daniel] disse:

Então, continuando o assunto...

Sempre fiz fontes de baixa potência, mas recentemente me deparei com algo que não era comum pra mim ainda. Me deparei com um problema de aquecimento excessivo no primário, no secundário também mas amenizei usando um diodo de maior tensão (bem acima dos valores teóricos). Ainda não consegui fazer uma analise das forma de onda para ver onde estão meus erros.

Gostaria de saber de vocês que têm mais experiência com isso, quais costumam ser os maiores vilões nas fontes flyback de maior potência. Estou falando da faixa de 90~110W. Notei que muita energia é desperdiçada no snubber, existe um meio para evitar ou diminuir essas perdas? Vocês costumam diminuir a tensão reversa e a relação de espiras, alguma outra coisa? Sugestões?

Obrigado.

Estude este Snubber reativo, presente nesta fonte Flyback do amplificador de áudio de 10Kw, modelo FP10000, da marca Lab.gruppen.

http://www.4shared.com/web/preview/pdf/G5yitwsM?

O FP14000 é o mais potente.

Eu vi nas especificações de consumo do equipamento, que ele consome 7000 watts. A fonte é Flyback.

8 de setembro de 2016

Bem, o problema de aquecimento era gerado pelo fato do controlador estar oscilando em uma frequência diferente do que havia calculado.

Mas um problema sério que estou enfrentando no momento é partir a fonte com carga máxima assim que é energizada e também fazer com que ela segure a carga sem desarmar, isso tudo com baixa tensão de entrada, ou seja, no pior caso 85Vac na entrada e 110W de pico na saída.

10 de setembro de 2016

Meus amigos, por gentileza.

Alguém já usou uma ponte retificadora no secundário de uma fonte flyback? Vocês acham que seria útil para reduzir as perdas, ou seria inútil?

Se combinar um "flyback" com "forward", o que acham?

albert_emule · 10 de setembro de 2016

Acredito que não funcione, pois a flyback trabalha em modo de corrente e a forward trabalha em modo de tensão. Enquanto uma trabalha carregando energia no indutor e a relação de espiras não interfere muito na tensão de saída... A outra funciona como um simples transformador onde a relação de espiras esta diretamente ligada a tensão de saída. A forwa precisa de indutor na saída, para o indutor funcionar como um conversor buck e poder variar a tensão de saída ou estabilizar com a modulação do PWM. Já a flyback todo o trabformador funciona como um indutor. Uma fonte flyback na verdade é um conversor boost com um secundário isolado. Devido ter secundário isolado o conversor pode trabalhar com tensões de saída menores que as de entrada.

11 de setembro de 2016

Quanto a combinação talvez me expressei mal, mas veja o link fonte: http://electronicdesign.com/power/low-cost-high-performance-dc-dc-converter-topology

Fazendo uma união de buck com um buck-boost, conseguimos um circuito equivalente a:

Se isolar, empregando um transformador:

Esse circuito trás várias vantagens como mencionado pelo autor. Me pareceu resolver alguns dos problemas que estou enfrentando com minha fonte fly de 100W. Mas o que me desanimou foi:

The major disadvantage of this circuit is that the inductance of the transformer is larger than that in the flyback converter. Therefore,
this circuit is less attractive for intermediate to high power off-line switching mode powersupply applications, due to too many transformer primary windings required.

Questionamento: O que seria uma fonte chaveada de potência intermediária, isso se aplica a quantos Watts? Por exemplo.

Esse circuito não é atraente para uma fonte de maior potência devido a necessidade de um primário de maior indutância e/ou pela necessidade de dois secundários? Ficou meio confuso, parece que não consegui traduzir bem. Entendo que: Ao criar mais um secundário (um com center tape), vou ter dobrar a indutância do primário para manter a mesma corrente de saída, já que o potência fica "dividida". Seria esse o motivo?

However, the circuit is still
good for low power off-line applications (with smaller inductance), and excellent for low-power, low-input-line voltage applications.

Ai esta o que me chamou atenção: É excelente para aplicações com baixa tensão de entrada. Minha app é deficiente somente com baixa tensão de entrada (pelo menos o que eu estou considerando baixo, na média de 150~120Vac). Ou será por erro de cálculo do elemento magnético?

Continuando: [...]

1- O sr. Albert, ou qualquer outro usuário que leia este tópico e entenda do que estou falando, já conseguiu fazer uma fonte flyback com entrada full-range na média de 100W para alimentar uma carga indutiva? Isto é possível?

Obs.: No momento ainda estou com uma carga resistiva, é ela, uma lampada automotiva (acontece quando à frio, sua resistência é menor do que à quente), "simula" meu propósito final (motor).

2- Será que vou ter que desenvolver uma fonte com o dobro da capacidade, tamanho e custo, só para suprir a carga inicial sem desarmar?

> 2.1- Se sim e depois, supondo 2x100W, vai ser ainda mais difícil ainda fazer full-range com essa potência, ou estou errado?

3- Tem alguma forma de amenizar os picos de corrente repentinos, algum tipo de soft-start no feedback por exemplo?

4- Outro fato, em algumas variações de trafos, enrolamentos, etc que fiz para testar, notei em alguns casos que em baixa tensão de entrada (por volta de 95Vac) a carga foi suprida normalmente, porém, (>) alguns segundos depois, ela desarmou (<), reiniciou e ficou nesse loop (>[...]<), será falta de capacitores de saída, ou entrada? Isso tem haver?

Imagino que a corrente do primário vai subindo gradativamente (em função do tempo) e depois entra em proteção.

Obs.: Estou empregando um circuito controlador da família TOP HX da PowerInt (que considero caro), não estou utilizando o programas deles. O integrado em questão possui jitter de frequência, creio que ajuda a atrasar o feedback (velocidade de resposta do controlador à repentinas e bruscas variações de corrente).

Esquemas? Estão na página 29 do datasheet do fabricante, na figura 49.

albert_emule · 11 de setembro de 2016

Use uc3842 e um mosfet. Terá resultados melhores.

13 de setembro de 2016

Certo, obrigado pela sugestão, vou fazer o teste, vamos ver como fica... Pode indicar um circuito de referência?

albert_emule · 13 de setembro de 2016

2 horas atrás, [Daniel] disse:

Certo, obrigado pela sugestão, vou fazer o teste, vamos ver como fica... Pode indicar um circuito de referência?

O próprio Datasheet fornece

17 de setembro de 2016

Bom dia, fazendo alguns estudos fiquei em dúvida de onde realmente são retirados os parâmetros de um núcleo de ferrite, exemplo:

Não quero complicar tudo, mas tomando por base os parâmetros efetivos do núcleo temos:

1 linha: Fator magnético (não sei de onde vem ou como funciona...)

2 linha: Comprimento do percurso magnético (como ele é medido?)

3 linha: Seção transversal do núcleo (tudo bem, seria a área no centro do núcleo)

4 linha: Mínima seção transversal do núcleo (área na outra seção, nas 'pernas')

5 linha: Volume magnético (ok, volume do material)

Todos os dados dizem respeito ao meio EE, correto? Pois usando duas peças, alguns dados dobram, como por exemplo o volume e o gap se o núcleo possuir, por exemplo, não é mesmo?

Obrigado.

albert_emule · 17 de setembro de 2016

2 horas atrás, [Daniel] disse:

Bom dia, fazendo alguns estudos fiquei em dúvida de onde realmente são retirados os parâmetros de um núcleo de ferrite, exemplo:

Não quero complicar tudo, mas tomando por base os parâmetros efetivos do núcleo temos:

1 linha: Fator magnético (não sei de onde vem ou como funciona...)

2 linha: Comprimento do percurso magnético (como ele é medido?)

3 linha: Seção transversal do núcleo (tudo bem, seria a área no centro do núcleo)

4 linha: Mínima seção transversal do núcleo (área na outra seção, nas 'pernas')

5 linha: Volume magnético (ok, volume do material)

Todos os dados dizem respeito ao meio EE, correto? Pois usando duas peças, alguns dados dobram, como por exemplo o volume e o gap se o núcleo possuir, por exemplo, não é mesmo?

Obrigado.

Este livro aqui de 533 páginas vai sanar todas as suas duvidas:

https://docs.google.com/viewer?a=v&pid=sites&srcid=ZGVmYXVsdGRvbWFpbnxlbGV0cm9udGVjY29tYnJ8Z3g6NjRkM2Y5Mjc4MmI4ODVhZQ

Para escolher o núcleo adequado à 100 watts, pode executar esta fórmula abaixo:

Escolhe-se o tamanho do núcleo adequado à potência, da seguinte forma:
AeAw = 1,1(Pout * 10^4)/Kp*Kw*J*f*B)

Kp = 0,5
Kw = 0,5
J = 300
B = 0,3 para 20Khz;
B = 0,15 para 40khz;
B = 0,075 para 80khz....
f é a freqüência de chaveamento que foi escolhida.
Por exemplo:
20Khz, 30Khz, 40Khz...

Esta fórmula dará um valor em cm^4 que é produto da área da janela pela área da perna central do núcleo EE.
De posse destes valor, pode-se escolher um núcleo da Thornton NEE-IP6.

Outro exemplo de calculo tirado de um TCC: