Fonte chaveada para power valvulado

[Eduardo]

Oi Eduardo

Cada vez estou gostando mais dessa fonte! E você já conseguiu que o circuito de controle se auto alimente! Parabéns!

Já que você está disponto a tentar o circuto com HT e fiamentos no mesmo inversor, manda brasa, mas acho que a regulação será um problema neste caso. Daí seria melhor tentar aquela estratégia que a gente discutiu  há um tempo de se regular uma tensão intermediária.

O que não pode acontecer é da fonte ficar sintonizada na carga. Ela precisa funcionar sempre, não importa se a carga são duas 6L6 ou uma EF94 (tá, nem tanto assim, mas você pegou a idéia, né?)

Abraços

Eduardo

[Lamer]

Ledod, irei fotografar o núcleo de ferrite que consegui... se ele for útil no processo, acredito que posso conseguir uns 10. Pois são provenientes dos monitores de tubo.

Vou me esforçar para fotografá-lo no final de semana para que vocês possam avaliá-lo.

Abraço!

[a.sim]

Olá.

Já está prontinha.

http://dl.dropbox.com/u/43854331/Artigo%20-%20SMPS%20tube%20amp%20.pdf

Eu obtive a tese completa, mas o link ...desapareceu.

[Ledod]

 Eduardo, realmente, o que prevíamos ocorreu! A regulação da carga sem realimentação ficou muito pobre, enrolei mais 80 espiras, alimentando a baixa tensão em 6,3v a 2,7A. Em no HT tínhamos cerca de 380V em vazio e com a carga ligada, baixava para 247v a 160mA = 39,5w.

 Sim, dá para alimentar um power tranquilamente com isso, porém é aquela coisa, o montador teria que inicialmente saber qual o projeto em que ele utilizaria a fonte e acertar o número de espiras do secundário em função do power! Lógico, teríamos que fornecer alguns gráficos para que o montador escolhesse o número correto de espiras para uma determinada carga.
 Para isso deveriam ser feito inúmeros testes anteriormente, levantando as curvas de tensão x corrente, variando a carga tanto da alta tensão quanto dos filamentos... É um trabalhinho chato, mas é uma saída.

 Para regular a alta ou poderíamos montar outra fonte (do mesmo modo que esta, porém alterando os componentes da realimentação) ou tentar uma regulação cruzada, não com o intuito de manter a tensão exatamente na desejada, mas sim em uma faixa de tensão aceitável ao circuito (por ex de 280v a 300v). Neste AN, temos algumas observações sobre o assunto http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/AND8327-D.PDF.
 Ainda não sei se é possível devido a grande diferença de tensões, mas pode ser uma saída a ser estudada...

 Lamer:
 
 Legal, provavelmente seja compatível! No fim, qualquer núcleo que tenha dimensões aproximadas funcionará. Apenas se ele for muito menor (como das fontes ATX) deve-se recalcular o número de espiras e tomar cuidado com a montagem, pois com menor área de janela, mas difícil fazer caber dentro do núcleo!

 a.sim:

 Obrigado por compartilhar conosco este paper! Realmente, concordo com os autores que é possível sim alimentar um amplificador valvulado (apesar de que deve-se tomar um cuidado todo especial com os ruídos).
 Analisando o circuito me pareceu que ele não realizou a realimentação do circuito (não li todo o artigo a fundo), sendo que os filamentos necessitaram de um regulador linear mesmo. É um circuito interessante também, bem simples e já está na minha pasta de fontes chaveadas.

 ps: Alexandre, sei que tivemos algumas discussões no passado mas gostaria de me desculpar caso o tenha ofendido nestas discussões. Não quero criar inimizades aqui dentro do fórum... O clima fica muito ruim, algo pesado. Gosto do handmades por ser um fórum em que mistura lazer e aprendizado (além de sempre estar estudando e relembrando assuntos para postar) mas com esse clima, parece que o "lazer" foi embora, aparentando mais ser uma guerra. Espero que nossas diferenças sejam resolvidas na base do diálogo e troca de experiências, não pelas discussões!


Um abraço!

Eduardo
 

[a.sim]

a.sim:

 Obrigado por compartilhar conosco este paper! Realmente, concordo com os autores que é possível sim alimentar um amplificador valvulado (apesar de que deve-se tomar um cuidado todo especial com os ruídos).
 Analisando o circuito me pareceu que ele não realizou a realimentação do circuito (não li todo o artigo a fundo), sendo que os filamentos necessitaram de um regulador linear mesmo. É um circuito interessante também, bem simples e já está na minha pasta de fontes chaveadas.

Claro que é possível. Eu alimento os meus com fonte chaveada !

Quanto ao projeto do artigo, o autor não usou realimentação para controlar a tensão de saída talvez porque ele quisesse que a fonte chaveada tivesse um comportamento mais semelhante à uma fonte a transformador no tocante à queda de tensão sob carga. Eu não concordo com essa topologia, pois a tensão de saída vai ficar, digamos, perigosamente instável. A colocação de uma realimentação, por outro lado, é trivial e segue a topologia clássica do TL431 + fotoacoplador.

[Ledod]

 Encontrei um artigo muito bom sobre a regulação cruzada em fontes chaveadas com múltiplas saídas!! Vale a pena ler!

http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/TND351-D.PDF

e o respectivo paper:

http://www.ee.bgu.ac.il/~pedesign/Graduate_problem_papers/papers2009/Multi_Flyback.pdf

 Um abraço

Eduardo

[Eduardo]

Oi Eduardo

Vendo o material que você postou e tendo em mente os resultados que você obteve com a fonte, acho que uma regulação cruzada vai trazer uma complexidade indesejável ao projeto. Se fizermos fontes separadas, apenas trocado alguns resistores ditados por uma regra de três simples, qualquer montador medianamente experiente poderá ter uma fonte que varra uma faixa grande de tensões seguindo um projeto padrão.

Acho mais interessante usar um primário padrão e ter dois ou três secundários padrão para faixas de tensão amplas. O montador escolhe qual secundário enrolar e ter sua fonte pronta para o uso, numa placa padrão.

Tô viajando muito?

Abraços

Eduardo

[Ledod]

 Tudo são idéias !!!  

 De qualquer forma, postei este artigo pois muitas das fontes com múltiplas tensões de saída seguem algum padrão de regulação cruzada como os apresentados, é interessante compartilhar!

 Em muitas idéias você está correto, a fonte se 6,3v está funcionando bem e o transformador foi simples de enrolar. O único material externo que utilizei foi um contador de voltas, mas nada que não dê para contar de cabeça. Se modificarmos o secundário, resistores de referência e a filtragem a fonte pode se transformar na de alta tensão facilmente.
 A única diferença é que estou usando retificação de onda completa com CT no secundário de baixa tensão para diminuir as perdas nos diodos, enquanto para a alta tensão utilizei retificação em ponte, para não dobrar o número de espiras.

  Outra coisa interessante de duas fontes separadas é que a área de janela de um transformador de fonte ATX é bem menor, ou seja, para colocar dois secundários seria um outro problema em uma fonte com apenas 1 transformador principal.

 Se for pensar em termos produtivos, realmente, ter uma placa única para várias fontes é uma idéia bem interessante, seria um único layout podendo ser até comercializada esta "placa padrão".
 
 O único problema é que serão duas fontes totalmente separadas, cada uma com os filtros de entrada da rede, capacitores de filtragem/dobrador de tensão, mas talvez a simplicidade de tudo compense!

 Vou tentar realizar alguns testes para a fonte de alta tensão! Provavelmente irá funcionar.

 Um abraço

 Eduardo
----- Pessoal, estou começando a pensar nas proteções da fonte. Muitas ATX baratinhas por ai não tem nada disso, apenas um fusível, mas não é bom arriscar.

 Bem, atualmente coloquei como proteções o fusível e termistor.

 Mas acho essas proteções um pouco "lentas", por isso estava pensando em adicionar varistores contra surtos de tensão, ou um circuito crowbar ou mesmo com um relé que desligaria totalmente a fonte.
  
Sobre os varistores, qual a posição que seriam mais efetivos? Sei que colocam logo após o fusível (para acelerar a queima), mas e em uma fonte bivolt? Em paralelo aos capacitores principais?

 O que acham? Se alguém tiver idéias seria bom postar!!

 Um abraço

 Eduardo

 

[Ledod]

 Pessoal, estou disponibilizando o esquemático no eagle de uma primeira versão da fonte de baixa tensão (6,3v), ainda sem rotear.

http://www.4shared.com/rar/31JEF6Y3/smps_1_1.html?

 Alguns componentes sofreram modificações em seus valores e não foram testados, mas tudo indica que irá funcionar.

 A pior parte dos testes não foram os circuitos de controle ou filtragem, e sim o circuito de start-up da fonte! Queimei vários mosfets ao tentar realizar o mais simples, que é um resistor de alta potência e diodo zener e utilizando um transistor de alta tensão (como o esquema que o Guilherme disponibilizou). Com certeza, fiz alguma besteira na montagem... Mas ainda não tive tempo de testar o circuito sem falhas...

 Depois disso desenhei o esquema um pouco mais complicado, que falta ainda testar, utilizando um mosfet mais transistor. Tenho quase certeza que esse circuito irá funcionar e de maneira bem mais eficiente apesar da maior quantidade de componentes. Esse circuito foi comentado em no application note AN1132 da ST como um meio de economizar energia.

 Se alguém conseguir montar/testar um circuito de stat-up da fonte, que seja confiável e não torre tantos watts, fique a vontade para alterar o esquemático no que quiser.

 Bem, se alguém quiser realizar alguns testes, acredito que este esquema dará conta!

 Muitos irão comentar a quantidade de componentes e realmente, ficou um pouco grande o circuito e ainda falta rotear a placa e ajustar a posição do transformador.

 De qualquer forma, é só um protótipo inicial!

 Se alguém que saiba o que está fazendo quiser realizar testes, esse circuito já é mais funcional.

 Um abraço!

 Eduardo

[Ledod]

 Bem, realizei mais alguns testes e posso dizer que a fonte agora funciona realmente. Antes precisava dar a partida com uma fonte externa, queimei quase todos os mosfets (por sorte sobraram dois!!!).

 Bem, utilizando novamente as fórmulas do livro "SWITCH MODE POWER SUPPLY HANDBOOK" do Keith Billings, recalculei os filtros de saída e agora o indutor principal de filtragem (que tem um valor muito menor que o original) e os diodos em TO220 estão esquentando muito menos. Testei o circuito de start-up e está funcionando corretamente. Deixei ligada a fonte por 24 horas seguidas (a 6,3V , 5A) e nada de anormal aconteceu.

 Algumas imagens da brincadeira (por favor, não reparem na montagem, está feio mas funcional!)

 Tensão de saída de 6,3v , 5,4A

  


 Tensão de 10v, 7A (antes de perder regulação)

  

 
 Segue abaixo os últimos esquemáticos que fiz revisão. Seria legal se alguém tentasse rotear a placa, já deixei mais ou menos na posição e criei a library do transformador com núcleo EI-33 que existe comumente em fontes ATX.

 http://www.4shared.com/rar/2gyLISIx/smps_1_1_st2.html?

 Um último aviso, seria interessante também adicionar proteções contra sobre corrente na saída desta fonte (mesmo que seja apenas um fusível), visto que estamos operando com correntes elevadas e qualquer descuido pode vir a queimar os circuitos.

 O ideal seria monitorar a corrente dos mosfets com um resistor de baixo valor (1 ohm a 10 ohms), integrar os pulsos de tensão com uma rede RC (um filtro passa baixas) e aplicar essa em um dos comparadores do tl494 com a entrada inversora setada em uma tensão de referência.

 Assim, com um aumento abrupto da corrente, temos uma diminuição do PWM, diminuindo a tensão e consequentemente a corrente de saída. Projetar esse circuito é simples, mas ainda faltam os testes e talvez não tenha tempo de realizar tudo isso nessas férias (que já acabaram).
 Para a alta tensão, a modificação se baseia na troca dos valores de resistores da referência, e o aumento do número de espiras do secundário do transformador. Seria interessante utilizar retificação em onda completa por 4 diodos e a modificação dos filtros de saída (aumento do valor dos indutores).

 Um abração!

 Eduardo

[Eduardo]

Oi Eduardo

Você está de parabéns pela ótima condução do projeto!

Espero ficar livre das implementações na loja virtual para poder retomar meus próprios testes!

Grande abraço

Eduardo

[Ledod]

 Obrigado Eduardo! 

 Acho que agora estamos caminhando para algo mais próximo do aplicável a um amplificador de potência valvulado. Nada de inversores ou fontes com transformadores convencionais.

 Bem, o circuito ficou um pouco complexo mesmo, para um montador inexperiente acho perigoso! Diferente de um valvulado onde a alta tensão está desacoplada da rede, ai temos alta tensão diretamente da rede!! Ou seja é alta tensão com alta corrente, não é projeto para iniciantes que queiram economizar uns trocados no transformador de força.

 Espero que ajeite tudo na loja!! Com mais pessoas ajudando, com certeza o projeto andará mais rápido.

 Um grande abraço!

 Eduardo