Juovamuuntaja-kytkentä

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Eli miten toi suomeks toimii tarkalleen ja mitä vaaditaan vähintään tasauskonkalta(virtalähteeltä tulevalta)?http://www.powerlabs.org/flybackdriver.htm

Sivut

Kommentit (20)

Vierailija

Periaate suomeksi on seuraava:

Transistori päästää muuntajan ensiön läpi virtaa, joka samalla indusoi takaisinkytkentäkelaan virran, joka vastustaa transistorin kantavirran kulkua ja näin sulkee transistorin.

Virran äkillinen katkaisu saa aikaan magneettikentän romahtamisen, joka indusoi korkeajännitteen muuntajan toisioon. Kun kenttä romahtaa, transistorin kantavirta pääsee kulkemaan normaalisti ja järjestelmä alkaa värähtelemään.

Värähtelyn taajuus säätyy automaattisesti sen mukaan kuinka paljon kuormaa toisiossa on. Pienellä kuormalla taajuus nousee ja suurella laskee.

Tasauskonkka tulee olla low-esr mallinen, kuten yleensä korkeilla taajuuksilla toimivien hakkureiden yhteydessä.

Vierailija
Veikko
Periaate suomeksi on seuraava:

Transistori päästää muuntajan ensiön läpi virtaa, joka samalla indusoi takaisinkytkentäkelaan virran, joka vastustaa transistorin kantavirran kulkua ja näin sulkee transistorin.

Virran äkillinen katkaisu saa aikaan magneettikentän romahtamisen, joka indusoi korkeajännitteen muuntajan toisioon. Kun kenttä romahtaa, transistorin kantavirta pääsee kulkemaan normaalisti ja järjestelmä alkaa värähtelemään.

Värähtelyn taajuus säätyy automaattisesti sen mukaan kuinka paljon kuormaa toisiossa on. Pienellä kuormalla taajuus nousee ja suurella laskee.

Tasauskonkka tulee olla low-esr mallinen, kuten yleensä korkeilla taajuuksilla toimivien hakkureiden yhteydessä.

Mitä low-esr tarkottaa?

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26834
Liittynyt16.3.2005
borri317
Mitä low-esr tarkottaa?

Matalaa sisäistä sarjavastusta. Koska kondensaattorin johtimet ja levyt ovat varsin ohuita, niillä on jokin resistanssi. Konkkaa varattaessa ja purettaessa resistanssi aiheuttaa tehohäviöitä. Hakkureissa, PWM-säätimissä ja vastaavissa konkkaa varataan ja puretaan hyvin nopealla syklillä hvyin suurella virralla. Silloin normaali kondensaattori ylikuumenee ja sen resistanssi voi myös häiritä laitteen toimintaa, koska se aiheuttaa jännitehäviötä purettaessa kondensaattoria. Siksi tuontyyppisissä laitteissa käytetään erityisesti niitä varten optimoituja elektrolyyttikonkkia. Niitä saa elektroniikkaliikkeistä, usein hakkurielko -nimellä. Ne maksavat jonkin verran enemmän ja ovat kooltan hieman isompia kuin saman kapasitanssin ja jännitekeston tavalliset elkot, mutta tuollaisessa käytössä konkista ei kannata säästää.

Vierailija

Flyback muuntaja antaa kohtuullisen kehnon hyötysuhteen, koska sen taajuus heijaa melko laajalla alueella. Energiaa menee hukkaan varsinkin muuntajan ytimen rautahäviöihin silloin kun kuorma on pieni ja hakkurin taajuus nousee korkealle.

Flybackin voi kyllä optimoida toimimaan hyvällä hyötysuhteella suurinpiirtein jollain tietyllä kuormalla, mutta ääripäät toimivat heikosti.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26834
Liittynyt16.3.2005
Veikko
Flyback muuntaja antaa kohtuullisen kehnon hyötysuhteen, koska sen taajuus heijaa melko laajalla alueella. Energiaa menee hukkaan varsinkin muuntajan ytimen rautahäviöihin silloin kun kuorma on pieni ja hakkurin taajuus nousee korkealle.



Miksei ylipäätään tuollaista rakenneta erillisen oskillaattorin ohjaamalla fetillä tai IGBT:llä. Sillä saisi hyötysuhdetta parannettua, jos sillä nyt joku merkitys kipinäleikeissä on. Sitä sydäntä on sitten parempi olla kyllästämättä, muuten valo- ja savuilmiöitä tapahtuu hieman eri paikassa kun on tarkoitus.


Flybackin voi kyllä optimoida toimimaan hyvällä hyötysuhteella suurinpiirtein jollain tietyllä kuormalla, mutta ääripäät toimivat heikosti.

Toisaalta flybackilla voi tuottaa kymmeniä kilovoltteja ilman järjetöntä muuntosuhdetta tai korkeaa käyttöjännitettä.

Vierailija

No toisentyyppinen hakkuri on boosteri, jossa IGBT:llä pätkitään kelan läpi kulkevaa virtaa ja saadaan aikaan korkeajännitettä itseinduktiosta. Ei tarvi muuntajaa ollenkaan - pelkän ferriittitapin jonka ympärillä on kela.

Sen huono puoli on, että sitä ei voi jättää kuormittamatta tai muuten transistori kärähtää. Suurin saatavissa oleva jännite on se, mitä IGBT kestää. Noin 1600 - 1800 volttia taitaa olla nykyisin kipuraja.

Suurin teho kokoon nähden saadaan kuitenkin läpi push-pull tyyppisestä hakkurista, jossa virtaa ajetaan muuntajan ensiöön molemmilla puolijaksoilla tyypillisesti H sillalla tai kaksipuoleisen ensiökäämin avulla. H-sillan etuna on se, ettei siinä tule vahingossa DC offsettia kun käytetään yhtä ensiökelaa molempiin suuntiin. Kaksipuoleinen ensiö on taas yksinkertaisempi ohjata.

Pellepelottoman hakkuri-invertterin saa aikaan, kun ottaa 200 W Bilteman bassovahvistimen (mono), kytkee sen 555 piiristä tehtyyn värähtelijään ja laittaa kaiuttimen tilalle muuntajan. Siinä on push-pull hakkuri.


Toisaalta flybackilla voi tuottaa kymmeniä kilovoltteja ilman järjetöntä muuntosuhdetta tai korkeaa käyttöjännitettä.

Kyllä siellä toisiossa on useita tuhansia kierroksia ohutta lankaa, tyypillisesti jotain 0,08 millistä. Ensiössä on muutamasta kymmenestä sataan kierrosta, riippuen mille käyttöjännitteelle se on suunniteltu.

Toisaalta koska flyback muuntajan sydän on suunniteltu ilmavälin kanssa, se varastoi energiaa ja kun energiaa ei ensiöön päin mene, niin sitten se menee toisioon ja nostaa siellä jännitettä yli muuntosuhteen määräämän.

Sama ilmiö tosin saadaan esiin missä tahansa muuntajassa, kunhan jätetään ilmaväli.

salai
Seuraa 
Viestejä7264
Liittynyt17.3.2005

Television juovamuuntaja(?) hyötykäytössä,
opetusvideo kytkennästä: YOUTUBE: Man shoots electricity out from his hand.

Ja tavanomainen varoitus: Älkää tehkö kotona.

Mitä tahansa edellä esitetyistä väitteistä saa epäillä ja ne voidaan muuttaa toisiksi ilman erillistä ilmoitusta. Kirjoittaja pyrkii kuitenkin toimimaan rehellisesti ja noudattamaan voimassa olevia lakeja.

Vierailija
salai
Television juovamuuntaja(?) hyötykäytössä,
opetusvideo kytkennästä: YOUTUBE: Man shoots electricity out from his hand.

Ja tavanomainen varoitus: Älkää tehkö kotona.

Ukko hyödyntää ns. skin-efektiä jonka ansiosta suuritaajuinen vaihtovirta ei kulje johtimen keskellä, vaan kerääntyy sen ulkolaidoille. Sen takia tuo äijä ei saa välitöntä sydänkohtauskramppia. Toinen syy on se, että muuntajan antama virta on hyvin pieni.

Mutta kuten videollakin sanotaan, sormenpäät palaa. Hermopäättteet on varmaan tuhoutuneet jo aikaa sitten, kun noin huoletta kykenee sytyttelemään tulitikkuja. Tuollainen temppuilu aiheuttaa ihonalaisia palovammoja, joista voi syntyä verenmyrkytys.

Skin-efekti normaalissa hakkurimuuntajassa aiheuttaa lämpenemistä, koska sen käytännön vaikutus on että johtimen toiminnallinen poikkipinta-ala pienenee ja sen vastus kasvaa. Tätä, sekä muita haitallisia ilmiöitä pyritään vähentämään ns. Litz langalla, joka on kuin pullapitkoksi palmikoitua lankaa, jossa jokainen säie käy vuoroin ulkolaidalla ja vuoroin nipun keskellä.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26834
Liittynyt16.3.2005
Veikko
No toisentyyppinen hakkuri on boosteri, jossa IGBT:llä pätkitään kelan läpi kulkevaa virtaa ja saadaan aikaan korkeajännitettä itseinduktiosta. Ei tarvi muuntajaa ollenkaan - pelkän ferriittitapin jonka ympärillä on kela.

Sen huono puoli on, että sitä ei voi jättää kuormittamatta tai muuten transistori kärähtää. Suurin saatavissa oleva jännite on se, mitä IGBT kestää. Noin 1600 - 1800 volttia taitaa olla nykyisin kipuraja.




Tuossa vaaditaan myös, että transistori kestää sekä antopuolen suuren jännitteen että ottopuolen suuren virran. Lompakko ei välttämättä tykkää siitä, jos kyse on vähänkin isommista tehoista.


Suurin teho kokoon nähden saadaan kuitenkin läpi push-pull tyyppisestä hakkurista, jossa virtaa ajetaan muuntajan ensiöön molemmilla puolijaksoilla tyypillisesti H sillalla tai kaksipuoleisen ensiökäämin avulla.



Jos tässä halutaan, sanotaan 12 V käyttöjännite ja 20 kV:n lähtö, muuntosuhde tulee hieman epäkäytännölliseksi.


Kyllä siellä toisiossa on useita tuhansia kierroksia ohutta lankaa, tyypillisesti jotain 0,08 millistä. Ensiössä on muutamasta kymmenestä sataan kierrosta, riippuen mille käyttöjännitteelle se on suunniteltu.



Niin, kierrosten suhde on luokkaa sata, kun jännitteiden suhde on luokkaa tuhat.


Toisaalta koska flyback muuntajan sydän on suunniteltu ilmavälin kanssa, se varastoi energiaa ja kun energiaa ei ensiöön päin mene, niin sitten se menee toisioon ja nostaa siellä jännitettä yli muuntosuhteen määräämän.

Kyllä se menee ensiöönkin päin, jos ei se toisioon pääse. Ensiöjännite on muuntosuhteen verran alempi kuin toisio. Ensiötransistorin pitää kestää se jännite. Ongelmia tulee, jos toisio avataan. Silloin jossain lyö läpi, joko toisiossa tai kytkintransistorissa. Fetit kestävät johonkin rahaan asti tuollaisia vyörypurkauksia, mutta rajansa on niilläkin ja isoilla flyback-muuntajilla se raja tulee kyllä vastaan.

Tässäon tutustumisen arvoinen linkki elektroniikkaharrastajille, jotka ovat kiinnostuneet hakkureista. Aloittelijan ei kuitenkaan kannata hakkurilla aloittaa.

Vierailija
Neutroni

Niin, kierrosten suhde on luokkaa sata, kun jännitteiden suhde on luokkaa tuhat.

Eipä sieltä silti niin mahdottomia jännitteitä tule ulos. 230 voltista 30 kV tietää noin 130:n muuntosuhdetta. Isompia jännitteitä isompiin telkkareihin tehdään sitten vielä varauspumpuilla ja erilaisilla jännitteentuplaimilla, koska muuntajan muuntosuhdetta pitäisi kasvattaa liikaa.

Ilmavälin takia se jännite kyllä kykenee nousemaan muuntosuhteen määräämää korkeammaksi, mutta mitä enemmän muuntajaa kuormitetaan, sen lähemmäs muuntosuhteen määräämää jännitettä ulostulo tippuu.

Olen sen efektin itse testannut. Esimerkiksi kondensaattoria varatessa jännite nousee nopeasti siihen mikä on muuntajan muuntosuhteen antama jännite, josta se sitten alkaa pikkuhiljaa vaivalloisesti kipuamaan ylöspäin.

o_turunen
Seuraa 
Viestejä10596
Liittynyt16.3.2005

Eipä tarvita mitään kummallisia muuntosuhteita tuohon fly-back-lähteeseen.
Ihan tavallisessa katodisädeputkella varustetussa telkkarissa on jokaisessa
tuollainen lähde.

Jos 15625 Hz lähteessä on 54 us pyyhkäisyaika, ja juovanpalautukseen
käytetään 10 us, niin pulssisuhteesta saadaan suoraan huippujännitteeksi
ensiökäämissä 6,4 kertaa käyttöjännite, ja jos käyttöjännite on esimerkiksi
350 V, niin ensiön huippujännite on 2240V. Tällainen on tilanne
vanhoissa putkitelkkareissa.

Patterikäyttöisissä laitteissa voi hyvinkin kehittää 12 V lähteestä
kilovoltin ensiökäämiin, ja toisiojännite on sitten mitä on. Pulssiuhdetta
voi säätää ihan niinkuin telkkarissa, eli kytkemällä kondensaattorin transistorin
kollektorilta maihin. Kondensaattorilla säädetään tuota fly-back-suhdetta, eli
juovanpalautukseen käytettyä aikaa.

Fly-back-nimitys tulee juuri tuosta juovan paluusta.

Korant: Oikea fysiikka on oikeampaa kuin sinun klassinen mekaniikkasi.
Korant: Jos olet eri mieltä kanssani olet ilman muuta väärässä.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26834
Liittynyt16.3.2005
tomppeli
toi trankku muute lämpenee aiva sikana...

No sitten transistori tai sen jäähdytys on mitoitettu väärin. Tai sitten kytkentä on muuten virheellinen, esimerkiksi päästää muuntajasydämen kyllästymään (mikä tosin yleensä näkyy välittömänä savun vapautumisena transistorista) tai jotkut muuntajan takapotkut lyövät transistorissa läpi kuumentaen sitä.

Volitans
Seuraa 
Viestejä10670
Liittynyt16.3.2005
tomppeli
toi trankku muute lämpenee aiva sikana...

Kai se on jäähdytysrivassa silti kiinni?

Tuo lämpötilamääre "sikana" on hieman epämääräinen - no, ainakin sian takajalan suositeltu maksimilämpö on noin 80 C.

Kyllähän ihan oikein mitoitettukin komponentti voi kuumeta sen verran kuumaksi, ettei siinä mielellään sormea pitkään pidä.

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat