Schakelende voeding (SMPS) voor buizenversterkers.

[Barry2001]

Ik doel ook op 4 laags, 2 laags wordt veel lastiger en een uitdaging. Maar als je wilt prototypen moet je wel 10 bordjes bestellen, waarvan je er maar 1 gebruikt. Maar goed, daar is denk ik wel een mouw aan te passen.

Zou er geen trafo te koop zijn waarmee dit al kan? Misschien wel, nog niet naar gezocht. Niet met een extra wikkeling voor gloei, zou je voor kunnen overwegen een aparte voeding te bouwen.

[mtb]

De PCB-layout tot 100W valt wel mee:

Zie ook http://www.onsemi.com/PowerSolutions/ev ... 7BOOSTGEVB.

[b_force]

Output ripple ±20V en hij is niet galvanisch gescheiden.
Volgens mij is dit ding enkel om de power factor te corrigeren ofzo.
Iig niet standard setup van een degelijke SMPS

Overigens zie je in de layout ook al vrij goed hoe je op diverse planes moet letten

[Ah!buis]

Die van PowerIntegrations (TOP-serie) is best te doen, (bijna)enkelzijdig en geen SMD.
Maar ja, dat is wel van 15 jaar terug.
Anne

[Piet1950]

Mijn buizenversterker met schakelende voeding is gebouwd in een Velleman kast. Alleen de uitgangs-trafo's zijn hergebruikt. De rest is eigen ontwerp. De eind-buizen zijn geen KT88's, maar dubbel-triodes: 4 stuks 6336a. Uitgangsvermogen met 2 buizen in bedrijf: 2 x 40W; met 4 buizen in bedrijf: 2 x 70W.

De voeding is een omgebouwde industriële voeding van 400W. De net-zijde heeft een PFC, die een gelijkspanning maakt van 400VDC. Hierop is een halve brug DC/AC converter aangesloten, die een AC busspanning (blokgolf) opwekt van +/- 200V bij 100kHz. Op deze AC bus kunnen maximaal 4 modules aangesloten worden, die aan de ingang een ferriet trafo hebben voor de galvanische scheiding, en aan de uitgang actieve gelijkrichters (Mosfets) of passieve gelijkrichters (diodes). Ik heb 3 modules van elk 100W gebruikt voor de hoogspanning van ongeveer 325V. Verder heb ik 1 module gebruikt voor de gloeispanning (12,6V). Ik heb enkele verbouwingen uitgevoerd, o.a. 1 van de hoogspanningsmodules levert naast +325V ook ongeveer -300V. Voor de negatieve roosterspanning van de eind-buizen.

Ik heb geen schema van deze voeding beschikbaar, maar dat schiet op dit (hobby) forum toch zijn doel voorbij. Deze voeding is bij 1 van mijn werkgevers ontwikkeld voor de voeding van 300V TV-Camera's, die via coax kabels van enkele kilometers lengte gevoed werden. De coax kabels dienden tevens, via koppelfilters, om de video/audio/data-signalen over te sturen.

Ik wil in de nabije toekomst zelf wel een eenvoudigere voeding ontwikkelen, voor de voeding van mijn laatste versterker ontwerp. Dat wordt dan een voeding met 300V uitgang en 6,3V uitgang. En nog een hulp-uitgangetje voor de negatieve roosterspanning. Mijn plan is, om dit gewoon op epoxy-gaatjesboard te bouwen. Dit heb ik reeds eerder gedaan, en dat werkt goed. Met een beetje puzzelen is in feite een enkelzijdige print gewoon mogelijk. Als je tenminste niet teveel smd gebruikt. Ik hou jullie wel op de hoogte, zodra ik wat heb.

Piet

[Pjotr]

I.d.d. Piet, het hoeft allemaal niet zo ingewikkeld. SMPS zijn doorgaans allemaal met een gestabiliseerde uitgang. Maar is dat nodig? Buizenvoedingen zie je toch zelden gestabiliseerd uitgevoerd. Laat je die stabilisatie achterwege dan wordt zo'n SMPS eigenlijk heel simpel met een half-H bridge gevoed van uit een PFC. Die H-bridge kan dan gewoon hard schakelen met een vaste duty cycle van 50%.

[Barry2001]

Het lijkt me erg lastig met een enkelzijdige print dit stil in een audiotoepassing te krijgen. Het staat knetterhard te schakelen op wat is het, 100kHz ofzo? Al veel problemen mee gezien, ga je geheid in je audio terug zien zonder gedegen gnd. Misschien wanneer je het ding apart in een afgeschermde kast bouwt..

[Pjotr]

Afschermen/inblikken is sowieso een goede zaak hier. Zo niet een must. En uiteraard "soft-switchen".

Op zich is het allemaal niet zo moeilijk. Altans........ in principe. Het in werkelijkheid goed werkend krijgen is een hobby op zich.

[b_force]

Afschermen/inblikken is sowieso een goede zaak hier. Zo niet een must. En uiteraard "soft-switchen".

Op zich is het allemaal niet zo moeilijk. Altans........ in principe. Het in werkelijkheid goed werkend krijgen is een hobby op zich.

Grapjas, dat is nu juist het hele gedoe met schakelende voedingen.
Met die hoogfrequente rotzooi wordt ineens alles WEL heel moeilijk.
Is een condensator ineens niet meer een condensator, maar ook een weerstand en een spoel die je ongelooflijk tegen zitten te werken.

Sowieso zul je ook gescheiden primair en secundair moeten maken.

[ray5150]

In dit licht bezien is een trafo, (buizen)gelijkrichter, en CRC filter zo gek nog niet ?

[Ah!buis]

In dit licht bezien is een trafo, (buizen)gelijkrichter, en CRC filter zo gek nog niet ?

"Licht" is hier niet het juiste woord
Anne

[Pjotr]

In dit licht bezien is een trafo, (buizen)gelijkrichter, en CRC filter zo gek nog niet ?

"Licht" is hier niet het juiste woord
Anne

Ja leukerd ben jij zeg. Wel klagen maar het "goede" woord komt er ook niet uit...

Ray slaat de spijker op zijn kop (hopelijk is dit het goede woord). Ook in een SMPS is een trafo, gelijkrichter en CRC filter zo gek nog niet.

[b_force]

In elke SMPS zitten al die dingen????

Maar het klopt, dit is de reden waarom sommige fabrikanten kiezen voor een oplossing met een trafo.
Hoop minder gedoe en het geheel is ook moeilijk kapot te krijgen.
Vervang de R door een MOSFET (of transistor) regulator en je hebt gelijk een nette voedingsspaning

[mtb]

Ik heb de ringing en hoe te voorkomen/beperken, verder bekeken:

Groen is met 1pF (geen dus) en blauw met 100pF voor C4.
De ringing wordt veroorzaakt door de beroerde (kan wel beter) koppelingsfactor, wat resulteert in een Lsp van ca. 20μH.
De ringing is het ergst in DCM tijdens het voorgloeien als Va nog geen stroom trekt.
We regelen wel de Va en de duty-cycle is maar 16%, zodat de spoelstroom onderbroken wordt, wat tijdens de fly-back een ca. 4MHz-oscillatie veroorzaakt en tijdens de onderbroken-stroom 500kHz.
Lsp en C4 vormen een zuigkring om de ringing te snubben en af te voeren naar R5, waar dan bijna 0W5 in verloren gaat, dus valt wel mee.
Je kan de kring ook afstemmen op 500kHz met C4=4n7F (rood) en is er helemaal geen ringing meer, maar er gaat dan wel bijna 6W! verloren in R5.
Voor T1 (nog geen 0W3 dissipatie) maakt het eigenlijk niet uit, want D1 klipt Vd prima (zoals ik 26-6 j.l. al schreef), maar met een snubber heb je wel minder HF-storing/EMI.

[mtb]

De snubber zorgt ook voor een beperking van het piekvermogen: 70W( i.p.v. 110W) bij het uitschakelen en dat kan T1 makkelijk hebben, dus die houden we er in:

De aanschakelpiek blijft ca. 40W (gedurende 50ns!), maar dat is geen probleem en het RMS-verlies in T1 is maximaal 0W5 (in rust 0W3) en heeft dus niet eens een koellichaam nodig!
We hebben wel een groter spoel/trafo'tje nodig bij 100kHz (veel hoger moet je niet gaan voor de spoel) om te zorgen dat de rust(en dus ook de maximale)belasting in CCM blijft tegen ringing en dus minder EMI.
Als we uitgaan van een 3m3H/0A6 moeten we 40% afwikkelen voor 1m2H, zie ook https://nl.wikipedia.org/wiki/Spoelberekeningen.
Door het afwikkelen wordt B ook lager bij dezelfde schakelstroom, zodat we wel goed zitten bij de maximale schakelstroom van 0A6 en hebben we genoeg ruimte voor de secundaire wikkeling(en).
Het blijft wel spannend of het met deze spoel lukt, maar zoals je bij een (kleiner!) Würth-spoeltje ziet, moet het lukken:

[Piet1950]

Het blijft wel spannend of het met deze spoel lukt, maar zoals je bij een (kleiner!) Würth-spoeltje ziet, moet het lukken:

Ik denk niet, dat dit gaat lukken. De specificaties van deze spoel zijn onvolledig voor het gestelde doel. Dit is een ontstoorspoel, en geen opslagspoel.
Bij een ontstoorspoel loopt er nagenoeg alleen DC-stroom door de spoel. En er staat een geringe AC-spanning over, die "ontstoort" moet worden. De AC belasting van de spoel is dus nihil. Ga je zo'n spoel gebruiken als opslagspoel voor een boost-converter, dan komt er een aanzienlijke AC spanning over de spoel te staan. Deze zal dus bloedheet worden. Voor een boostconverter is een opslagspoel nodig. Google bijvoorbeeld eens op opslagspoel, dan kom je vaak op een ringkernspoel uit, die zowel geschikt moet zijn voor DC als voor AC. (bijvoorbeeld bij ISE).

Piet

[Pjotr]

Goed punt Piet. Basis kennis fly-back converters Voor fly-back en boost converters worden over het algemeen spoelen met een luchtspleet gebruikt.

[b_force]

Hier een idee wat je allemaal tegen kan komen en waarom een goede print layout zo belangrijk is.
http://www.richtek.com/Design%20Support ... 45_EN.ashx

Zonder voldoende aandacht kun je dus makkelijk fikse ringing krijgen.
Via google vind je talloze schema's die buitengewoon gevaarlijk zijn en met bepaalde (vrij normale) omstandigheden pieken hebben van over de 500-600V.

[ray5150]

Eerst maar eens kijken waar mtb mee aan komt zetten...

[Pjotr]

Eerst maar eens kijken waar mtb mee aan komt zetten...

En dan...? Heb nou niet idee dat het veel gaat helpen: Veel aandacht en het blijft de pan uit ringen

[b_force]

Eerst maar eens kijken waar mtb mee aan komt zetten...

Een hoop vuurwerk

[mtb]

Zie https://www.elektormagazine.nl/labs/12v ... amplifiers voor een recht-toe-aan ontwerp:

Met als ingang een flinke 12V-AC-adapter, die je ook voor de gloei kan gebruiken, zonder tegenkoppeling, zodat ie niet gaat pendelen en de
HV-spanning net zo slap is als een analoge voeding.
Je kan de wikkelverhouding van de zelfbouwtrafo aanpassen voor 2x6V3 of 13V gloei als ingangsspanning met 300HV uit, voor populaire ECC84 of PCL86 versterkers!

[Barry2001]

Svp geen info plaatsen waarvoor je (betaald) moet inloggen, schema verwijderd.

[V4lve Lover]

Er is een poolse fabrikant welke een flyback trafotje van 12V naar 450V 100mA in het assortiment heeft: https://www.tme.eu/nl/en/details/ti-ef2 ... /feryster/

Heb ze gemaild voor de data, en kreeg dezelfde morgen nog een mailtje terug met de info.

Geloof op de kop af dat Isat 14.5A bedroeg, f=45Khz en RCs met UC3843 (Current sense) was 82 of 68mOhm.

Heb er een zwik van liggen, geen idee wanneer ik er een printje voor teken om het uit te proberen.

[OWC]

Ik zou dit niet helemaal een SMPS noemen, voor mij een beetje verwarrend.

Maar in elk geval, voor zulk soort boost converters zou ik eerder kijken naar een tapped inductor constructie.
Met een enkele spoel werk je jezelf echt in de problemen uiteindelijk.

Momenteel ben ik voor een klant bezig met iets dergelijks, moet nog wat testen doen, maar kan evt wel mijn bevindingen hier posten.