Actieve arbeidsfactorcorrectie: elco's netjes opladen!

[mtb]

De meeste (audio)voedingen trekken gemene oplaadpieken uit het lichtnet, wat slecht is voor het elektro-milieu en de levensduur van je dikke/dure voedings-elco's.
In viewtopic.php?f=8&t=22330 heb ik al een analoge oplossing gegeven, maar daar gaat (vooral bij het opstarten) veel vermogen in verloren, dus hierbij een moderne schakelende oplossing:

Het gaat hier om een 60W/300V (buizen)voeding voor bijv. een stereo-CTA2.1, de gloeispanning dient nog met een SMPS van de 300V afgeleid te worden.
Gebruikt wordt de FAN7527(zie de bijlage voor de applicatie), die maar €1,20 kost, omdat iedereen vanaf 75W tegenwoordig aan PFC(Power Factor Correction) moet.
Het is een boost(step-up) regelaar, zodat de uitgangsspanning altijd hoger is dan de ingangsspanning, dus gaan we uit van 115Vac van uiteraard een scheidingstrafo!
Ik heb een vereenvoudigd model gebruikt om de werking te beschrijven en de schakelfrequentie moet veel hoger (ca. 30kHz), maar zo zie je nog wat.

[Ah!buis]

Een soort schakelende voeding, vanuit een pulserende spanning.Wordt ook gedaan met voeding voor halogeen lampen, hoeft daar dan niet te worden gelijkgericht.
Je krijgt wel opnieuw een flinke 100Hz brom weg te werken, stabilisatie of smoorspoel.
Verder kan ik het niet vinden met het startverloop wat je daar vertoont, klopt iets niet .
Anne

[mtb]

De rimpel is afhankelijk van C2 en met een normale waarde van 100μF vrijwel weg.
Hij start parasitair op door de D2-stroom na de ingangsspanningsimpuls, wel zo handig, maar in de praktijk zit er een (re)starttimer (groen) in, die na 500μs een setpuls geeft:

Dit blok/principe-schema werkt overigens niet en ik ben er wel even mee bezig geweest om iets werkends te krijgen.

[mtb]

Ik heb de lichtnetvervuiling bij het opladen van elco's met piekstromen verder onderzocht en vond de onderstaande norm:

Als je een ca. 200W-voeding voor bijv. een stevige stereo (klasse-A) versterker meet/simuleert zie je dit:

Geplot is de secundaire stroom en die moet je door 5 delen om de primaire stroom te zien die de trafo uit het lichtnet trekt.
De 3de-harmonische (150Hz) ligt op 760mA en die zou maximaal 3m4A/Wx200W=680mA mogen zijn, dus (net) te hoog.
Ook de hogere harmonischen zijn te hoog, maar in de praktijk met wat rest-inductie van de trafo en C'tjes zal ie wel (net) onder de norm komen.
Zie ook:
http://schmidt-walter-schaltnetzteile.d ... lfe_e.html
http://www.teseq.tw/pdfinfo/05_AN_IEC61000-3-25.pdf
https://www.rvo.nl/sites/default/files/ ... stemen.pdf

[mtb]

Er zijn nog meer goedkope PFC(Power Factor Correction)-IC'tjes, zoals de LT1249, MC34262, TDA4863 en UC3852, die prima te gebruiken zijn voor buizenvoedingen van 200V tot 400V.
Door ze meteen te belasten met een gloeistroom-convertor, starten ze ook correct op.
Omdat we uitgaan van een 115Vac-scheidingstrafo, is het veilig na te bouwen en is er geen ingewikkeld/duur lichtnet-filter nodig.
Er zullen ook wel tig demo-boardjes rondzwerven op het internet, dus ff zoeken.

[Pjotr]

De meeste (audio)voedingen trekken gemene oplaadpieken uit het lichtnet, wat slecht is voor het elektro-milieu en de levensduur van je dikke/dure voedings-elco's.

Sorry, maar dit echt grote flauwekul. Wat betreft levensduur gaat het om de RMS stroom door de elco's! En die ligt met een gewone trafo + bruggelijkrichter vrijwel altijd ver onder het maximum van wat de elco's hebben mogen. Of je moet zulke kleintjes/slechte gebruikt hebben dat ze sowieso niet in een versterker thuis horen.

En qua milieu? Ik heb het recent nog gemeten aan de ZBA Composiet amp. In nullast een PF van 0,6 (bij 16W uit het net) en bij vollast sinus uitsturing 0,84 (bij 320W uit het net). De meeste LED lampjes komen niet verder dan een PF van 0,5 - 0,6. Hoezo zorgen om het milieu?

Een oplossing voor een niet bestaand probleem

[Ah!buis]

Om voor een buizenvoeding eerst een scheidingstrafo, gelijkrichten, opnieuw wisselstroom van maken en nog 's gelljkrichten is nogal omslachtig en moeilijk doen.
Een trafo die een gemiddelde spanning levert gelijk aan het nodige en dan gelijkrichter met eerst een smoorspoel is eenvoudiger en heeft ook geen last van piekstromen.
Anne

[mtb]

Een oplossing voor een niet bestaand probleem

Waarom zijn er dan tig PFC-IC'tjes?
Je moet ook naar de harmonischen kijken, zie https://www.rvo.nl/sites/default/files/ ... stemen.pdf
De PF moet tegenwoordig >0,9 zijn, maar voor audio-apparatuur tot 600W maken ze een uitzondering, de opstellers van de normen zullen ook nog wel oude piek-bakken hebben.
En ik heb toch al laten zien, dat je met een klassieke gelijkrichter net aan de norm komt!
Je kan met PFC kleinere/goedkopere elco'tjes (wel low-ESR!) gebruiken en met een standaard/goedkope scheidingstrafo heb je toch een groot spanningsbereik.
Als je toch dikke elco's wilt gebruiken, vanwege de betere piekweergave, hoeft dat ook geen probleem te zijn.
Maar laten we ons hier verder beperken tot buizenvoedingen, want met een gloeistroom-convertor wordt het helemaal compact/goedkoop.

[ds23man]

Je kunt hem ook gewoon aan laten staan, probleem opgelost!

[Pjotr]

Waarom zijn er dan tig PFC-IC'tjes?

Die zijn bedoeld voor een 400V DC busrail. PFC wordt verlangd (maar is niet verplicht) bij een continue vermogen van boven de 100W.

De meeste moderne HF ballast voor een 2x 38W TL balk zijn tegenwoordig ook met PFC. Nog geen 100W, dus strikt genomen niet nodig. Maar een fabriekshal met 100 van die armaturen...? Industrieel betaal je voor VA's en niet voor kW. Dus daar loont het

Maar in een versterker, buizen of niet, ga je die schakelherrie niet overhoop halen. Nodeloos complex, kwetsbaar en de nodige EMI problemen die je ook moet tackelen. En dat om een elco "netjes" op te laden? Dat zit alleen maar tussen de oren. De elco kan het niet schelen...

[mtb]

Zo'n goedkoop PFC-IC'tje is ook handig voor een gestabiliseerde buizenvoeding van 200V tot 400V, als je uitgaat van een gelijkgerichte 115Vac-scheidingstrafo-spanning, zie ook mijn post van 24-4 j.l.
En de HF-EMI is vanwege de trafo makkelijk met wat C'tjes weg te krijgen.
Heel wat eenvoudiger dan met dikke smoorspoelen/condensatoren bij 50Hz, zie bijv. http://forum.zelfbouwaudio.nl/viewtopic ... &start=224 voor wat ellende die je uit het lichtnet trekt.
De trafo die daar gebruikt wordt, raakt ook nog eens in de verzadiging en wordt veel te warm, wat je wel vaker ziet bij oude dump trafo's die nog voor 220Vac zijn gemaakt, zie http://forum.zelfbouwaudio.nl/viewtopic ... &start=244

[ds23man]

Wat is nou eigenlijk je punt?

Vervuiling of levensduur.

Laten we even van levensduur uitgaan ( vervuiling laten we maar even buiten beschouwing, als ik twee winden laat.... ).

Een audioapparaat gaat laten we zeggen 30 jaar mee qua elco's. Stel dat door de pfc correctie ze 5 jaar langer volhouden, wat is dan de winst? Nada njente krente, ding ligt al ruim voor die tijd op de schroothoop!

[mtb]

Er zijn nog meer goedkope PFC(Power Factor Correction)-IC'tjes, zoals de LT1249, MC34262, TDA4863 en UC3852, die prima te gebruiken zijn voor buizenvoedingen van 200V tot 400V.
Door ze meteen te belasten met een gloeistroom-convertor, starten ze ook correct op.
Omdat we uitgaan van een 115Vac-scheidingstrafo, is het veilig na te bouwen en is er geen ingewikkeld/duur lichtnet-filter nodig.
Er zullen ook wel tig demo-boardjes rondzwerven op het internet, dus ff zoeken.

Ik heb nog wat PFC-IC'tjes (ze moeten ook in TV's!) gevonden: de L6561/2 en NCP1606/7.
En van de laatste een demo-boardje: http://nl.mouser.com/search/ProductDeta ... 7BOOSTGEVB
Dat is handig om vanuit te gaan, maar wel wat duur, dus als iemand iets beters weet?

[Ah!buis]

Wat dacht je van zoiets ?

De elco wordt geladen tot de stroom aan een max. komt, dan gaat de fet dicht.
Na de nuldoorgang begint 't opnieuw.Totdat de stroom laag genoeg blijft, wordt de fet niet meer dichtgedrukt.
Anne

[mtb]

Ook handig om elco's redelijk netjes op te laden, maar met waarschijnlijk nog te veel harmonischen.
Maar ik zal wel een nieuw topic openen, want het gaat nu eigenlijk om een compacte instelbare/gestabiliseerde buizenvoeding van 200V tot 400V (met bijkomend voordeel dat je geen piekstromen uit het net trekt), zoals ik o.a. gisteren al schreef!

[OpaBert]

Kan je achter deze schakeling dan geen low pass filter zetten Anne ?
L C of RC netwerk erachter Of maak ik het dan te ingewikkeld
Waarom mogen er geen harmonische bij zitten eigenlijk
Ik heb weer niet opgelet zeker

[Ah!buis]

Kan je achter deze schakeling dan geen low pass filter zetten Anne ?
L C of RC netwerk erachter Of maak ik het dan te ingewikkeld
Waarom mogen er geen harmonische bij zitten eigenlijk
Ik heb weer niet opgelet zeker

De schakeling is een soort stotterende gelijkrichter met een elco erachter.Die elco is dezelfde als de eerste na gewoon een gelijkrichter.De spanning daar is bruikbaar voor een goed gebalanceerde eindtrap en voor de rest verder afvlakken.
Die harmonischen zijn hier hetzelfde als zonder die schakeling behalve even bij 't opstarten.
Geeft een onvoordelige belasting van het lichtnet en geratel in de versterker.Moet weg met filteren (afvlakken) en R-C netwerkjes over trafo/diodes voor heel gevoelige toepassingen.
Langs de netkant blijft het slecht, daar probeert die schakeling van mtb wat aan te doen.
Anne

[OpaBert]

snap het wat , hij na streeft aan de 230 kant een mooie belasting maken , als een zeg maar.
maar dan zonder de verwarming ervan
wel apart om als audio hobbyist daar mee bezig te zijn
Benieuwd wat jullie daarin uit gaan vinden
Dankje voor de toelichting Anne