Bu proje; bir oto amplifikatörü veya her türlü batarya/akü kullanımı için tam köprü (full bridge) çift trafolu anahtarlamalı (SMPS) DC-DC güç kaynağının nasıl yapılacağını anlatmaktadır.
Eğer içerdiği olası tehlikeleri anlamıyor veya kabul etmiyorsanız, bu güç kaynağını YAPMAYIN!Bu güç kaynağı tehlikeli derecede güçlü olabilir. Yaparken, bağlarken ve kullanırken çok büyük bir dikkat gösterilmelidir! Bu güç kaynağı doğru şekilde yapıldığında, bağlandığında ve kullanıldığında tamamen işlevsel olduğu test edilmiştir.
İnternette oto amfileri için oldukça yaygın olarak kullanılan birkaç Push-Pull (İtme-Çekme) topolojili güç kaynağı görmüşsünüzdür. Bunlar şüphesiz iyi, kullanışlı ve basittir... Ancak daha düşük güçler için...
Bununla birlikte, tam köprünün diğer topolojilere göre avantajı, SMPS trafolarının yüksek oranda verimli kullanılmasıdır; bu da çok yüksek bir güç çıkışı ve yüksek verimlilik sağlar. Tam köprü topolojisinden elde edilebilecek kadar yüksek bir güce başka hiçbir topoloji ile ulaşılamaz. Geliştirdiğim prototip üzerinde yaptığım ölçümlerde, yaklaşık %94 verimlilikle 800W'a yakın bir maksimum güç çıkışı elde ettim.
Bunun nedeni süper basit olan trafo yapısıdır. Sadece bir adet primer (birincil) sargıya ve bir adet sekonder (ikincil) sargıya ihtiyaç duyar. Tek bir primer sargısı olması gerçeği nedeniyle, nüve etrafındaki sargıları ne kadar kötü sarmış olursanız olun, trafonun çevrimler arasında kendi kendini sıfırlaması (resetlemesi) neredeyse garantidir. Her döngü aynı sargı üzerinden geçecek ve çekirdeği sıfırlayacaktır. Bu nedenle, elektronik yapının kendisi oldukça karmaşık olsa da (ki bu da bu topolojinin dezavantajıdır), bir SMPS trafosu sarmaya aşina olmayan bir yeni başlayan için uygun bir topolojidir.
Sıradan bir push-pull trafosunda (iki adet primer sargısı olan) her iki primer sargısını da birbirinin tamamen aynısı ve hassasiyetinde yaptığınızdan son derece emin olmalısınız. Eğer yapamazsanız, kaçınmak isteyeceğiniz "flux walking" (akı kayması/dengesizliği) riski ortaya çıkar ki bu durum tam bir felaketle, yani devrenin çökmesi ve yanmasıyla sonuçlanır...
Tüm sistemi çökertmenin ve yakmanın bir diğer kesin yolu da trafo nüvesinin doyuma (saturation) ulaşmasıdır. Bu durum, trafo kendi çekirdek malzemesinin sınırlarının ötesinde zorlandığında meydana gelir.
İşte paylaştığınız teknik detayların forum düzeninize ve bir önceki bölümün diline sadık kalınarak hazırlanmış Türkçe çevirisi (2. Kısım):
PCB üzerindeki geri besleme (+FB-) bağlantısının (+) ucunu pozitif çıkış terminaline, (-) ucunu ise negatif terminale bağlayın. Ya da çıkışta hangi hattı daha yakından izlemek/regüle etmek istiyorsanız ona bağlayabilirsiniz. Çıkış voltajını 1k trimmer (potansiyometre) yardımıyla istediğiniz seviyeye ayarlayın.
Bir sonraki aşama ise "gate" (kapı) sürücüleridir. Ben bu tasarımda FAN7392 kullandım ancak IR2110 veya IR2010 de muadili olarak tercih edilebilir.
Bu proje için hazır, raftan alabileceğiniz bir trafo seçeneği yoktur. Trafoları kendiniz yapmalısınız ki işin eğlenceli kısmı da burasıdır!
Bir ferrit nüveye, aslında iki adet nüveye ihtiyacınız var. Toroid (halka) nüve de kullanabilirsiniz ancak ETD-nüve sarmak çok daha kolaydır. Ayrıca etrafında gereken tel uzunluğu kısa olduğu için bu nüveden daha fazla güç alabilirsiniz. Unutmayın: Yüksek akım, kısa tel, düşük direnç = Yüksek Performans!
Dikey karkaslı (bobin gövdeli) ETD34 nüveler edinin. Ben Epcos karkas ve nüve (N87 malzeme) kullanıyorum. Diğer üreticilerin benzer nüve malzemelerine örnek olarak 3C90 (Ferroxcube), P4 (ACME), P (Mag.Inc.) veya PC40 (TDK) verilebilir.
Peki ya kablo/tel seçimi?
Trafonun primer (birincil) tarafında çok yüksek akım var... Kalın bir tele ihtiyacınız olduğunu düşünebilirsiniz. Fakat işin aslı, kalın tel tam olarak İSTEMEDİĞİNİZ şeydir! Peki ince bir telden bu kadar yüksek akım nasıl aktarılır? Cevap: BAKIR FOLYO!
Yüksek frekanslarda tellerde oluşan "skin effect" (deri etkisi/yüzey etkisi) gibi karmaşık bir konuya girmeyeceğim. Google'dan okuyup öğrenebilirsiniz.
Artık bunu bildiğinize göre gidip bakır folyo temin edin. Primer tarafında çok yüksek akım olduğu için minimum direnç adına sadece kısa bir iletkene ihtiyacınız vardır, yani ilk olarak primer sargısını yapın.
Folyoyu nereden ve nasıl bulacaksınız?
Bakır folyo için en iyi adresiniz internetteki hobi, el sanatları siteleri veya yerel hobi/nalbur mağazaları olacaktır! Yüksek frekanslı güç kaynağınız için uygun folyoyu ne kadar farklı yerlerden bulabileceğinize şaşıracaksınız. Karşılaştığım hemen hemen her bakır folyo elektrik trafoları için kullanılabilirdir. Ancak emin olmak için folyonun en az %99.9 saf bakır (ETP-bakır), yani C110 sınıfı bakır olması gerekir; bu sınıf burası için kesinlikle uygundur. Daha iyisini istiyorsanız C102 (%99.95) veya %99.99 saf bakır olan C101 (OFE-bakır) bulmaya çalışın. Eğer bu bile saflık ve iletkenlik ihtiyacınızı karşılamıyorsa, geriye kalan tek seçenek GÜMÜŞ folyodur.
Folyoyu bulduktan sonraki soru şudur: Hangi kalınlıkta olmalı?
Cevap: 0.125 mm (veya 0.005 inç / 5 mils).
Hangi folyoyu bulursanız bulun, folyoyu ETD34 karkası için gerekli olan 20.5 mm genişliğinde kesin. Folyo, normal bir ev makasıyla kesilebilecek kadar incedir. Keskin kenarlar bırakmamaya çok dikkat edin.
Ardından folyonuzu yalıtmanız gerekir. Tek bir katman KAPTON bant yeterlidir. Bandın, folyonuzun kenarlarını tamamen saracak genişlikte olması gerekir; böylece folyo katmanları birbiriyle temas edip trafoda "kısa devre turu" (shorted turn) oluşturmaz. Eğer temas ederse tüm SMPS'i tamamen mahveder ve yakar! Bant folyo kenarlarına katlandığında çift kat yalıtım elde edersiniz ancak yine de yalıtımı delmemek için son derece dikkatli olun.
Peki kaç tur sarılacak?
Hayatı gerçekten basit ve kolay hale getirmek için bunun için bir hesaplama tablosu hazırladım. Bu hesaplayıcı, nüve etrafındaki hem primer hem de sekonder sargıların tur sayısını verecektir. Bu yöntem, her ikisi de verilen tur sayısında iki adet özdeş primer sargısına ihtiyaç duyan bir push-pull trafosu hesaplamak için de kullanılabilir.
Tek bilmeniz gereken aşağıdaki verilerdir. Nüve Alanını (Core Area) nüve üreticisinin veri sayfalarından (data sheet) bulabilirsiniz. Bu hayati bir bilgidir, bulun ve kullanın. Verilen nüve alanı bir ETD34 nüvesi içindir.
Nüve malzemesi veri sayfasından belirtilen frekanstaki maksimum akı yoğunluğunu (doyum akı yoğunluğu / saturation flux density) kontrol edin. Doyum seviyesine güvenli bir marj bırakmak için bu değeri düşürün (maksimum değerin yaklaşık %30 altına inmek iyidir) veya emin değilseniz hedef akı yoğunluğu olarak 2000 gauss kullanın.
Maksimum verimlilik ve güç için nüveyi tamamen tel ile DOLDURUN! Tıklım tıklım yapın! Mevcut tüm pencere alanını kaplamak için çok sayıda paralel tel kullanın. Mevcut pencere alanının yaklaşık %45'ini primere, geri kalanını ise sekonder sargıya ayırırsanız mükemmelliğe yakın bir sonuç elde edersiniz.
Ben kendi prototipimde primer için 5 tur, sekonder içinse 22 tur seçtim. Sekonder sargı için prototipte 0.9 mm'lik telden 4 paralel kol kullandım. Ancak AWG23 (0.6mm) telden toplam 9 paralel kol kullanmak çok daha iyi olacaktır. AWG23 tel, yaklaşık 50 kHz frekansa kadar oldukça iyidir.
Her şeyin ötesinde, eğer sarım işinde iyi bir iş çıkardıysanız, ikinci primer sargısı için hala yer kalmış olmalıdır. Folyo ile 5 tur daha sarın ve bunu ilk primer sargısına paralel olarak bağlayın. İşte ilk trafonuz hazır! Şimdi gidip diğerini yapın; tamamen aynısı ve ÖZDEŞİ olmalı!
Çıkışta, puls ve ani dalgalanmaları yakalamak için LowESR (düşük iç dirençli) kondansatörlerden oluşan küçük bir kondansatör bankı ve birkaç adet yüksek dV/dt değerine sahip Rifa (400V/µS) kondansatör yerleştirdim. MKP veya tercihen FKP kondansatörler burası için uygundur.
PCB üzerindeki bileşenler bu kadar. Fakat her şey bitmedi!
Daha önceki amfi makalelerimde bahsettiğim o aşırı filtreleme önlemlerini hatırlıyor musunuz? Evet, onlar hala eksik. Bu devrenin sağladığı ve çektiği yüksek güçler nedeniyle, ÇOK FAZLA yüksek frekans (HF) gürültüsü üretilir!
Bu yüzden giriş tarafında, bir toroid nüvenin etrafına birkaç kez sarılmış çılgın kalınlıkta bir kabloya sahip büyük bir şok bobinine (coil) ihtiyacınız var. Giriş kablonuzla bir T200-26 veya benzeri bir nüve etrafına 6 ila 8 tur sarım yapın. Giriş kablosu için 6-8 $mm^2$ kesit uygundur, yeter ki kablo boyunu KISA tutun.
Ve SİGORTAYI ASLA UNUTMAYIN! Doğrudan akü terminaline 50A bir sigorta takarak başlayın. ASLA 100A'den daha büyük bir sigorta KULLANMAYIN!
Çıkışın da filtrelenmesi gerekir. (+) tarafı için bir bobin ve (-) tarafı için bir bobin kullanın. En az 8A akım taşıyabilmeli ve minimum 1mH değerinde olmalıdır; ancak ne kadar çok olursa o kadar iyi olacağından 10mH veya daha fazlası önerilir. Bu amaçla hoparlör crossover (filtre) bobinlerini kontrol edebilirsiniz! Ortak modlu (coupled) bir indüktör en iyisi olurdu, ancak 1mH ila 10mH aralığında yüksek akım kapasiteli olanları bulmak gerçekten zordur... Bulabilirseniz bir veya birkaç tane edinin.
Kontrol devreleri için ise 0.5Alik bir sigorta yeterlidir. Tüm ünitenin açma/kapama (on/off) anahtarını bu kontrol hattına yerleştirin. Ana güç katının büyük bir anahtara ihtiyacı yoktur; orayı kalıcı olarak aküye bağlı bırakabilirsiniz.
- Giriş Voltajı: 10-16V DC
- Giriş Akımı: 100A değerine kadar ulaşabilir.
- Çıkış Voltajı: Çıkışın nasıl bağlandığına bağlı olarak +/-5V ile +/-63V arası veya 10V ile 126V arası ayarlanabilir.
- Maksimum Çıkış Akımı: 8A
Doğrudan Başlarken - UYARI!
Bir SMPS (Anahtarlamalı Güç Kaynağı) yapmak zor, karmaşık ve tehlikelidir; kesinlikle deneyimsiz bir DIY (Kendin Yap) meraklısına tavsiye edilmez!- Dikkatli olmazsanız tüm arabanızı kolayca yakabilirsiniz.
- Dikkatli olmazsanız kendinizi elektriğe çarptırabilirsiniz.
- Dikkatli olmazsanız bu güç kaynağına bağlı olan amplifikatörü buharlaştırabilirsiniz (tamamen yakabilirsiniz).
- Dikkatli olmazsanız aracınızın aküsünü patlatabilirsiniz.
- Bu güç kaynağında ölümcül voltajlar mevcuttur!
- DİKKATLİ OLMAZSANIZ, KENDİNİZİ ÖLDÜREBİLİRSİNİZ!
Eğer içerdiği olası tehlikeleri anlamıyor veya kabul etmiyorsanız, bu güç kaynağını YAPMAYIN!Bu güç kaynağı tehlikeli derecede güçlü olabilir. Yaparken, bağlarken ve kullanırken çok büyük bir dikkat gösterilmelidir! Bu güç kaynağı doğru şekilde yapıldığında, bağlandığında ve kullanıldığında tamamen işlevsel olduğu test edilmiştir.
Devre Topolojisi ve Avantajları
Kullanılan SMPS topolojisi Full Bridge (Tam Köprü) mimarisidir. Bu topoloji, özellikle sıradan bir 12V araç aküsünden çalışan düşük voltajlı yüksek güçlü devrelerde (oto amfi güç kaynakları gibi), diğer tüm SMPS topolojilerine göre bazı önemli avantajlara sahiptir.İnternette oto amfileri için oldukça yaygın olarak kullanılan birkaç Push-Pull (İtme-Çekme) topolojili güç kaynağı görmüşsünüzdür. Bunlar şüphesiz iyi, kullanışlı ve basittir... Ancak daha düşük güçler için...
Bununla birlikte, tam köprünün diğer topolojilere göre avantajı, SMPS trafolarının yüksek oranda verimli kullanılmasıdır; bu da çok yüksek bir güç çıkışı ve yüksek verimlilik sağlar. Tam köprü topolojisinden elde edilebilecek kadar yüksek bir güce başka hiçbir topoloji ile ulaşılamaz. Geliştirdiğim prototip üzerinde yaptığım ölçümlerde, yaklaşık %94 verimlilikle 800W'a yakın bir maksimum güç çıkışı elde ettim.
Bunun nedeni süper basit olan trafo yapısıdır. Sadece bir adet primer (birincil) sargıya ve bir adet sekonder (ikincil) sargıya ihtiyaç duyar. Tek bir primer sargısı olması gerçeği nedeniyle, nüve etrafındaki sargıları ne kadar kötü sarmış olursanız olun, trafonun çevrimler arasında kendi kendini sıfırlaması (resetlemesi) neredeyse garantidir. Her döngü aynı sargı üzerinden geçecek ve çekirdeği sıfırlayacaktır. Bu nedenle, elektronik yapının kendisi oldukça karmaşık olsa da (ki bu da bu topolojinin dezavantajıdır), bir SMPS trafosu sarmaya aşina olmayan bir yeni başlayan için uygun bir topolojidir.
Sıradan bir push-pull trafosunda (iki adet primer sargısı olan) her iki primer sargısını da birbirinin tamamen aynısı ve hassasiyetinde yaptığınızdan son derece emin olmalısınız. Eğer yapamazsanız, kaçınmak isteyeceğiniz "flux walking" (akı kayması/dengesizliği) riski ortaya çıkar ki bu durum tam bir felaketle, yani devrenin çökmesi ve yanmasıyla sonuçlanır...
Tüm sistemi çökertmenin ve yakmanın bir diğer kesin yolu da trafo nüvesinin doyuma (saturation) ulaşmasıdır. Bu durum, trafo kendi çekirdek malzemesinin sınırlarının ötesinde zorlandığında meydana gelir.
İşte paylaştığınız teknik detayların forum düzeninize ve bir önceki bölümün diline sadık kalınarak hazırlanmış Türkçe çevirisi (2. Kısım):
Türkçe Çeviri (2. Kısım):
1. PWM Kontrol Devresi ve Sürücü Katı
Güç kaynağının ilk aşaması PWM kontrol devresidir. Burada kullanılan PWM kontrol entegresi SG3525, KA3525 veya UC3525'tir. Bunların hepsi birbiriyle tamamen uyumludur (interchangeable), dolayısıyla elinizde hangisi varsa onu kullanabilirsiniz. Detaylar için Google'dan veri sayfalarını (data sheet) aratıp inceleyebilirsiniz.PCB üzerindeki geri besleme (+FB-) bağlantısının (+) ucunu pozitif çıkış terminaline, (-) ucunu ise negatif terminale bağlayın. Ya da çıkışta hangi hattı daha yakından izlemek/regüle etmek istiyorsanız ona bağlayabilirsiniz. Çıkış voltajını 1k trimmer (potansiyometre) yardımıyla istediğiniz seviyeye ayarlayın.
Bir sonraki aşama ise "gate" (kapı) sürücüleridir. Ben bu tasarımda FAN7392 kullandım ancak IR2110 veya IR2010 de muadili olarak tercih edilebilir.
2. Güç Anahtarları (MOSFET'ler)
Anahtarlama elemanı olarak burada IRFP4004 kullandım fakat piyasada pek çok alternatif mevcuttur. Bu kısımda kesinlikle ihtiyacınız olan ve MUTLAKA kullanmanız gereken şey, ULTRA DÜŞÜK İÇ DİRENCE (Rds_on) sahip bir MOSFET'tir. MOSFET ne kadar hızlıysa o kadar iyidir ancak düşük iç diren bir zorunluluktur.- IRFP4004 tipik olarak 0.00135 ohm gibi çok düşük bir Rds(on) değerine sahiptir.
- Rds(on) iç direnci ne kadar yüksek olursa, verimlilik o kadar düşer. Akü gücüyle çalışırken kesinlikle verimin düşmesini istemezsiniz. Bu yüzden en az 0.002 ohm veya daha düşük değerdeki bileşenleri hedefleyin.
- Bileşenlerin "drain-source" kırılma voltajlarının (Vds) çok yüksek olmasına gerek yoktur. 12V akü kullanımı için minimum 30V VCC değerinde bir eleman seçmeniz yeterlidir.
- İletime geçme (turn-on) ve kesime gitme (turn-off) süreleri mümkün olduğunca kısa olmalıdır. Değer ne kadar kısa olursa o kadar iyidir. Anahtarlama süreleri uzadıkça verimlilik düşecektir.
- IRFP4004'ün toplam açılma ve kapanma süresi 1µs'ye yakındır; bu nedenle kontrolör üzerinde 1µs'lik bir gecikme (dead time - ölü zaman) ayarlanmıştır. Mümkünse daha hızlı alternatifler arayın.
- Başka bir yüksek güçlü tam köprü SMPS projemde IRFP2907 de kullanmıştım. Bunun avantajı kısa anahtarlama süreleridir ve bu proje için daha ekonomik bir seçenek olabilir.
- PCB tasarımı TO-247 kılıfına göre yapılmıştır, ancak yerine TO-220 kılıflı bir transistör lehimlemeniz için de hiçbir engel yoktur. Yine de TO-220 kılıfının kendi akım sınırlandırmasını (genellikle <75A) göz önünde bulundurmalısınız.
3. Giriş Kondansatörü
Devrede bir adet giriş kondansatörü bulunmaktadır. Bu kondansatörün dalgacık akımı (ripple current) kapasitesi ne kadar yüksek olursa o kadar iyidir. Benim kullandığım kondansatör (sadece) 20A kapasitelidir, siz daha yükseğini arayın. Burada elde edebileceğiniz maksimum akımı istersiniz. En iyi çözüm bir kondansatör bankı (paralel bağlı birkaç küçük kondansatör) oluşturmaktır. En iyi sonucu almak için böyle bir blok hazırlayıp PCB üzerindeki giriş terminallerine paralel olarak bağlayın. Hedefiniz 100A dalgacık akımı kapasitesi, hatta mümkünse daha fazlası olmalıdır!4. Trafoların Yapımı (En Eğlenceli Kısım!)
SMPS demek manyetizma demektir; manyetizma ise ileri düzey matematiktir, bu yüzden bu detaylara girmeyeceğim. Google'da "SMPS transformer" diye aratıp araştırabilirsiniz.Bu proje için hazır, raftan alabileceğiniz bir trafo seçeneği yoktur. Trafoları kendiniz yapmalısınız ki işin eğlenceli kısmı da burasıdır!
Bir ferrit nüveye, aslında iki adet nüveye ihtiyacınız var. Toroid (halka) nüve de kullanabilirsiniz ancak ETD-nüve sarmak çok daha kolaydır. Ayrıca etrafında gereken tel uzunluğu kısa olduğu için bu nüveden daha fazla güç alabilirsiniz. Unutmayın: Yüksek akım, kısa tel, düşük direnç = Yüksek Performans!
Dikey karkaslı (bobin gövdeli) ETD34 nüveler edinin. Ben Epcos karkas ve nüve (N87 malzeme) kullanıyorum. Diğer üreticilerin benzer nüve malzemelerine örnek olarak 3C90 (Ferroxcube), P4 (ACME), P (Mag.Inc.) veya PC40 (TDK) verilebilir.
Peki ya kablo/tel seçimi?
Trafonun primer (birincil) tarafında çok yüksek akım var... Kalın bir tele ihtiyacınız olduğunu düşünebilirsiniz. Fakat işin aslı, kalın tel tam olarak İSTEMEDİĞİNİZ şeydir! Peki ince bir telden bu kadar yüksek akım nasıl aktarılır? Cevap: BAKIR FOLYO!
Yüksek frekanslarda tellerde oluşan "skin effect" (deri etkisi/yüzey etkisi) gibi karmaşık bir konuya girmeyeceğim. Google'dan okuyup öğrenebilirsiniz.
Artık bunu bildiğinize göre gidip bakır folyo temin edin. Primer tarafında çok yüksek akım olduğu için minimum direnç adına sadece kısa bir iletkene ihtiyacınız vardır, yani ilk olarak primer sargısını yapın.
Folyoyu nereden ve nasıl bulacaksınız?
Bakır folyo için en iyi adresiniz internetteki hobi, el sanatları siteleri veya yerel hobi/nalbur mağazaları olacaktır! Yüksek frekanslı güç kaynağınız için uygun folyoyu ne kadar farklı yerlerden bulabileceğinize şaşıracaksınız. Karşılaştığım hemen hemen her bakır folyo elektrik trafoları için kullanılabilirdir. Ancak emin olmak için folyonun en az %99.9 saf bakır (ETP-bakır), yani C110 sınıfı bakır olması gerekir; bu sınıf burası için kesinlikle uygundur. Daha iyisini istiyorsanız C102 (%99.95) veya %99.99 saf bakır olan C101 (OFE-bakır) bulmaya çalışın. Eğer bu bile saflık ve iletkenlik ihtiyacınızı karşılamıyorsa, geriye kalan tek seçenek GÜMÜŞ folyodur.
Folyoyu bulduktan sonraki soru şudur: Hangi kalınlıkta olmalı?
Cevap: 0.125 mm (veya 0.005 inç / 5 mils).
Hangi folyoyu bulursanız bulun, folyoyu ETD34 karkası için gerekli olan 20.5 mm genişliğinde kesin. Folyo, normal bir ev makasıyla kesilebilecek kadar incedir. Keskin kenarlar bırakmamaya çok dikkat edin.
Ardından folyonuzu yalıtmanız gerekir. Tek bir katman KAPTON bant yeterlidir. Bandın, folyonuzun kenarlarını tamamen saracak genişlikte olması gerekir; böylece folyo katmanları birbiriyle temas edip trafoda "kısa devre turu" (shorted turn) oluşturmaz. Eğer temas ederse tüm SMPS'i tamamen mahveder ve yakar! Bant folyo kenarlarına katlandığında çift kat yalıtım elde edersiniz ancak yine de yalıtımı delmemek için son derece dikkatli olun.
Peki kaç tur sarılacak?
Hayatı gerçekten basit ve kolay hale getirmek için bunun için bir hesaplama tablosu hazırladım. Bu hesaplayıcı, nüve etrafındaki hem primer hem de sekonder sargıların tur sayısını verecektir. Bu yöntem, her ikisi de verilen tur sayısında iki adet özdeş primer sargısına ihtiyaç duyan bir push-pull trafosu hesaplamak için de kullanılabilir.
Tek bilmeniz gereken aşağıdaki verilerdir. Nüve Alanını (Core Area) nüve üreticisinin veri sayfalarından (data sheet) bulabilirsiniz. Bu hayati bir bilgidir, bulun ve kullanın. Verilen nüve alanı bir ETD34 nüvesi içindir.
Nüve malzemesi veri sayfasından belirtilen frekanstaki maksimum akı yoğunluğunu (doyum akı yoğunluğu / saturation flux density) kontrol edin. Doyum seviyesine güvenli bir marj bırakmak için bu değeri düşürün (maksimum değerin yaklaşık %30 altına inmek iyidir) veya emin değilseniz hedef akı yoğunluğu olarak 2000 gauss kullanın.
- Giriş Voltajı (U_{n) = V
- Çıkış Voltajı (U_out) = V
- Frekans (f) = kHz (40-100kHz arası)
- Nüve Alanı (A_c) = mm^2 (0.10 cm^2 = 10 mm^2)
- Hedef Akı Yoğunluğu ($B$) = gauss (100mT = 1000 gauss)
Maksimum verimlilik ve güç için nüveyi tamamen tel ile DOLDURUN! Tıklım tıklım yapın! Mevcut tüm pencere alanını kaplamak için çok sayıda paralel tel kullanın. Mevcut pencere alanının yaklaşık %45'ini primere, geri kalanını ise sekonder sargıya ayırırsanız mükemmelliğe yakın bir sonuç elde edersiniz.
Ben kendi prototipimde primer için 5 tur, sekonder içinse 22 tur seçtim. Sekonder sargı için prototipte 0.9 mm'lik telden 4 paralel kol kullandım. Ancak AWG23 (0.6mm) telden toplam 9 paralel kol kullanmak çok daha iyi olacaktır. AWG23 tel, yaklaşık 50 kHz frekansa kadar oldukça iyidir.
Her şeyin ötesinde, eğer sarım işinde iyi bir iş çıkardıysanız, ikinci primer sargısı için hala yer kalmış olmalıdır. Folyo ile 5 tur daha sarın ve bunu ilk primer sargısına paralel olarak bağlayın. İşte ilk trafonuz hazır! Şimdi gidip diğerini yapın; tamamen aynısı ve ÖZDEŞİ olmalı!
5. Çıkış Doğrultucu ve Filtreleme Katı
Yüksek çıkış voltajı nedeniyle, doğrultucu diyotlar için çok fazla seçenek yoktur. Burada en iyisi Schottky diyotlar olurdu ancak yüksek voltaj ve yüksek akım destekli versiyonları nadirdir. Bu yüzden neredeyse tek seçenek ultra hızlı toparlanma (ultra fast recovery) diyotlarıdır. Toparlanma süresi (recovery time) mümkün olan en kısa olanları seçin. MUR1520 ile MUR1560 arası diyotlar burası için uygundur. Voltaj düşümü (voltage drop) ne kadar küçük olursa o kadar iyidir.Çıkışta, puls ve ani dalgalanmaları yakalamak için LowESR (düşük iç dirençli) kondansatörlerden oluşan küçük bir kondansatör bankı ve birkaç adet yüksek dV/dt değerine sahip Rifa (400V/µS) kondansatör yerleştirdim. MKP veya tercihen FKP kondansatörler burası için uygundur.
PCB üzerindeki bileşenler bu kadar. Fakat her şey bitmedi!
Daha önceki amfi makalelerimde bahsettiğim o aşırı filtreleme önlemlerini hatırlıyor musunuz? Evet, onlar hala eksik. Bu devrenin sağladığı ve çektiği yüksek güçler nedeniyle, ÇOK FAZLA yüksek frekans (HF) gürültüsü üretilir!
Bu yüzden giriş tarafında, bir toroid nüvenin etrafına birkaç kez sarılmış çılgın kalınlıkta bir kabloya sahip büyük bir şok bobinine (coil) ihtiyacınız var. Giriş kablonuzla bir T200-26 veya benzeri bir nüve etrafına 6 ila 8 tur sarım yapın. Giriş kablosu için 6-8 $mm^2$ kesit uygundur, yeter ki kablo boyunu KISA tutun.
Ve SİGORTAYI ASLA UNUTMAYIN! Doğrudan akü terminaline 50A bir sigorta takarak başlayın. ASLA 100A'den daha büyük bir sigorta KULLANMAYIN!
Çıkışın da filtrelenmesi gerekir. (+) tarafı için bir bobin ve (-) tarafı için bir bobin kullanın. En az 8A akım taşıyabilmeli ve minimum 1mH değerinde olmalıdır; ancak ne kadar çok olursa o kadar iyi olacağından 10mH veya daha fazlası önerilir. Bu amaçla hoparlör crossover (filtre) bobinlerini kontrol edebilirsiniz! Ortak modlu (coupled) bir indüktör en iyisi olurdu, ancak 1mH ila 10mH aralığında yüksek akım kapasiteli olanları bulmak gerçekten zordur... Bulabilirseniz bir veya birkaç tane edinin.
Kontrol devreleri için ise 0.5Alik bir sigorta yeterlidir. Tüm ünitenin açma/kapama (on/off) anahtarını bu kontrol hattına yerleştirin. Ana güç katının büyük bir anahtara ihtiyacı yoktur; orayı kalıcı olarak aküye bağlı bırakabilirsiniz.
Son düzenleyen: Moderatör:
