Valg av komponenter - DIY strømforsyning

[Plinge93]

Hei!

 

Eg skal lage ein likerettar/transformator med 230V vekselstraum inn og 19V, 6,32A ut. Altså ei straumforsyning til ein bærbar PC.

 

Utstyret skal eg kjøpe på elfa, men er litt usikker på kva eg treng.

Har sett litt på liknande transformatorar: https://www.elfaelektronikk.no/elfa3~no_no/elfa/init.do?item=56-179-56&toc=18744, men eg kan for lite om valg av komponentar.

I tillegg lurer eg litt på kva for kondensatorar, dioder og motstandar o.l. eg treng.

Nokon som har lyst til å hjelpe meg med dette?

 

Eg sleng ved eit bilete av ca slik eg har tenkt det. Forhaldet på transformatoren vert feil, så spenninga vert også feil.

 

Endret 22. mai 2014 av Plinge93

[Andrull]

Trafoen du har valgt er aaalt for liten til ditt bruk. Du trenger en som er 10-15 ganger større. En toriod transformator med 18 VAC og 200-225VA er nok rundt der du ønsker å lande.

Blir for noen kilo.

 

Samt noen meget store kondensatorer i et par hundre millifahrad. Alt etter hva slags effektivitet du ser for deg (og dermed mindre trafo)

 

Husk at du planlegger en linær PSU som bare opererer på 50Hz, og med full bro likeretter så blir det 100Hz. Noe som krever en massiv PSU og kondensator kontra moderne switching Mode PSU. (Du har feil i multisim, da det skal være 50Hz)

 

Nå ser jeg ikke verdiene på kondensatorene, men kan ikke se noen last du har satt på (sett opp en på 120W) som du dimensjonerer etter.

 

Ellers må det nevnes at du må ha en regulator. Som i prinsippet er en transistor som åpner/lukker seg litt. Reguleringsloopen leser av utspenningen og via en Op-Amp og spenningsreferanse prøver å holde spenningen konstant på 19V.

 

Hvis du ikke hadde regulering så ville du fått MASSE ripple og svært ujevn spenning som kan være ille for en laptop.

Endret 22. mai 2014 av Andrull

[Andrull]

Eksempel på komponenter:

Trafo: https://www.elfaelektronikk.no/elfa3~no_no/elfa/init.do?item=56-125-69&toc=18841

 

18 Volt AC gir etter likeretting og glatting peak på 25,4V (multipliser med roten av 2 for å gjøre fra RMS til Peak spenning på AC og du har dette resultatet). Transistoren til reguleringen trenger noe spennignsforskjell, pluss at det minst kommer til å gå tapt 0,5-1V ved likeretterbroen. Tar vi høyde for spennignsfallet over effekttransistoren, så bør ikke Ripple-spenningen være stort mer enn 1-1,5V

Det er ikke mye å gå på, men om man kjøper litt effektive komponenter så lar det seg gjøre.

 

Ut fra maks ripple-spenning kan vi bestemme kondensator.

0,01 ms (1/100Hz) * 6,32A = 0,063 / 1,5 V (maks ripple) = 0,042 Fahrad = 42 000 µF

Mens 1V maks ripple krever 63000 µF.

 

Ps: Husk at også den interne motstanden (ERS) i kondensatoren vil gi et bidrag i tillegg, så ville nok minst hatt 63 000 µF, om ikke mer. Spenningen er 25,4V ved peak, og vil i praksis ved lav belastning kunne være oppimot 10 % høyere, da trafoen ikke vil levere helt stabil spenning den heller. Her må nok derfor dimensjoneres for minst 30V.

 

Nærmeste jeg kom på elfa blir da:

Fire slike: https://www.elfaelektronikk.no/elfa3~no_no/elfa/init.do?item=67-541-47&toc=19010

Eller to slike: https://www.elfaelektronikk.no/elfa3~no_no/elfa/init.do?item=67-048-17&toc=19268

 

Stopper her, da det naturlige spørsmålet er om du ønsker å fortsette med planen, da dette nok blir en strømforsyning i 4kg-klassen, og vil kreve en del kjøling og kjøleribbe, transistorer etc.. til fort en tusenlapp ekstra av hva trafo og kondis koster. ALtså ville jeg estimert noe rundt 2500kr.

 

Det er verdt å merke at til tross for høy vekt og pris og lav effektivitet (rundt 50-70 %), så er slike linære strømforsyninger som dette mye mindre kompliserte, og har vesentlig høyere levetid og bedre elektriske egenskaper.

 

Det bør også være med en form for sikring ved inngangen, og kanskje til og med en forsinker som gjør at trafoen ikke har så voldsomt strømtrekk i startsøyeblikket. (kan være så høyt som 5-7 ganger effekten. Som da blir 1000-1400W. Ikke et stort problem i moderne hjem, eller på lite belastede kurser, men det kan være med å få raske sikringer til å slå ut på belastede kurser.

 

Endret 22. mai 2014 av Andrull

[Plinge93]

Tusen takk for hjelp!

 

Dette er ei skuleoppgåve, så eg kjem til å lage komponenten, teste den ut, for så å måtte demontere deler av den att. Dermed trur eg ikkje eg tek meg bryet til skikkeleg kjølig, forutanom på transistoren.

 

Har snakka litt med ein av lærarane, og ut frå minne har eg kome fram til noko slikt:

 

Her har eg følgande komponenter:

Trafo: https://www.elfaelektronikk.no/elfa3~no_no/elfa/init.do?item=56-125-69&toc=18841

Likerettarbru: https://www.elfaelektronikk.no/elfa3~no_no/elfa/init.do?item=70-000-82&toc=19015

Kondensatorar: https://www.elfaelektronikk.no/elfa3~no_no/elfa/init.do?item=67-541-47&toc=19010

Spenningsregulator: https://www.elfaelektronikk.no/elfa3~no_no/elfa/init.do?item=73-092-22&toc=19820

Kjøleelement: https://www.elfaelektronikk.no/elfa3~no_no/elfa/init.do?item=75-612-36&toc=20476

 

I multisim har eg prøvd å kompansere med spenningskjelda i forhald til trafoen, i og med at eg ikkje finn passande trafo.

 

Er dette noko som lar seg gjere slik, eller er eg heilt ute på jordet?
Ser ut som om det vert ei 18V spenningskjelde, i og med at eg ikkje finn 19V spenningsregulator (usikker på om dette finst), og veit ikkje om eg tek meg bryet med å lage ein reguleringsloop med Op-Amp. Med mindre dette kan gjerast ganske enkelt då sjølvsagt.

 

Føler ikkje eg har heilt kontrollen, så ei hjelpende hand hadde vore kjekt!

[Frobe]

Siden spenningsregulatoren gir 18 V mellom Vreg og Common så er det lett å øke spenningen ved å "løfte" spenningen på Common-pinnen ved å koble den til en høyere spenning enn GND.

Setter man en vanlig diode (strek mot GND) eller to mellom Common og GND øker spenningen med tapet i hver diode (0,5-0.7V).

Et annet alternativ er å sette en tradisjonell spenningsdeler med en motstand med 18V over seg fra Vreg til Common, og en motstand mellom Common og GND som har 1V over seg. Da får man 19V ut mellom Vreg og GND.

 

Det er ikke vanlig å sette så store kondensatorer etter regulatoren, de kan forsinke reguleringen. Man setter ofte noen mindre kondensatorer der for å fjerne støy, 50/100Hz ripple blir fjernet av regulatoren.

 

Skal man trekke mer enn 1,5A av regulatoren må man sette på en kraftig effekttransistor og noen flere komponenter over regulatoren for å kunne levere 6,3A.

Endret 28. mai 2014 av Frobe

[Andrull]

1. Se f.eks på denne regulatoren: https://www.elfaelektronikk.no/elfa3~no_no/elfa/init.do?item=73-266-92&toc=19820

 

Kjøper du tre slike og kjører de i parallell, gjerne med en diode før du kobler de sammen på utgangen, så slipper du effekttransistor og annet utstyr. I databladet så ser du et oppsett hvordan du endrer utgangsspenningen med to motstander, en fast og en variabel. Det må nok være det enkleste her.

2.

Anbefaler fortsatt at du simulerer et mer ekte tilfelle, da du kjører uten last. På utgangen så setter du på en motstand med verdi: 3 Ohm i simuleringsprogrammet for å simulere at du har koblet til en PC.

[Plinge93]

Igjen, takk for god hjelp, både Andrull og Frobe! Hjelper meg mykje med forståinga av oppgåva

 

Begynner kanskje å komme seg noko nå. Eg gjekk for å kjøre tre regulatorar i parallell. Ser dette nokonlunde greitt ut?

Eg er usikker på om dei variable motstandarane fungerer i simuleringa, for spenninga endrar seg ikkje når eg varierer på motstanden.

 

Når det gjeld dioder, kva bør eg bruke der? Går ut i frå at ei diode ikkje berre er ei diode.

 

Er det noko i simuleringa mi som ikkje vil fungere i verklegheita?

 

[Andrull]

Du har alt for liten motstand (68 ohm) før regulatoren. Dette er vanvittig lite, og vil nok muligens gjøre at regulatoren står åpen hele tiden.

 

For ikke å snakke om at en hver vanlig motstand ville brent opp.

 

Nå sitter jeg på mobil, og kan ikke helt se hva slags intern referansespenning regulatoren opererer med. Det sier noe om hvordan forholdet mellom på motstandene skal være, og følgelig hvordan spenningsdelingen blir.

 

Den variable motstanden har også derfor minimalt å si pga den ekstremt lave motstanden til den andre motstanden.

 

Det er vanlig med noe i 1-10 kOhm klassen, og den 68 ohm motstanden bør vel kanskje settes til noe rundt 2-3 kOhm. Kommer egentlig helt ann på referansespenningen/databladet sier.

 

Eller så kan du bare prøve deg frem. Helt til du ser at spenningen kryper ned til 19v (variable motstanden bør være i midtstilling). Velg den motstandverdien som er nærmest 19v, og går ann å få kjøpt. Når du har kommet til det punktet, så kan du bruke den variable motstanden til å trimme spenningen.

Endret 30. mai 2014 av Andrull

[toreae]

1. Hadde aldri spandert så store kondensatorer etter likeretteren. Litt rippel kan aksepteres, spenningsregulatoren tar seg av den.

Spenningsregulatorer i paralell kan gi problemer.

2. Bare en liten forskjell i spenning vil føre til at en tar all lasten før den neste er begynt.

3. Noen regulatorer kan trigge om de merker for høy spenning på utgang.

4. Intern svingning mellom regulatorene.

3 og 4 bli neppe noe problem.

[Andrull]

Hvis det blir et problem så slenger du opp en diode på hver av utgangene til regulatorene, og vips så er mye av den største problematikken borte. Selv om det altså vil skape litt slappere regulering pga et variabelt spenningsfall over dioden.

 

Du kommer ikke bort fra at det ikke nødvendigvis er helt likt belastet, uten at det nødvendigvis blir et alt for stort problem. Spenningsfallet er vesentlig over regulatoren, og en økning i strømstyrke (som følge av ubalanse) vil fort få spenningen fra regulatoren til å senke seg ned på de andre to sitt nivå.