Switchmode Powersupply. Lasse Kaae 2009 Juni



Relaterede dokumenter
Ombygning af PC strømforsyninger

Power Supply. 1. GRUNDLÆGGENDE POWERSUPPLY-PRINCIPPER...2

1. GRUNDLÆGGENDE POWERSUPPLY-PRINCIPPER...

24 DC til DC omformer

Strømforsyning +/- 12V serieregulator og 5V Switch mode

Projekt Modtager. Kapitel 2. Klasse D.

EMC. Elektromagnetic Compatibility Sameksistens!

Powersupply. En Trafo eller transformer, som den rettelig hedder, - kan tegnes som flg. Skitse: Primær. Sekundær. Sekundær

Anpartsselskabet BG Teknik Århus Grenåvej 148 DK-8240 Risskov Tel Fax

El-lære. Ejendomsservice

Forord...1 Resumé...3 Liste Over Figurer...7 Kravspecifikation...9 Introduktion...10 Funktion beskrivelse af Parallel Fly-back topologi...

EDR Frederikssund afdeling Almen elektronik kursus. Afsnit 9-9B-10. EDR Frederikssund Afdelings Almen elektronik kursus. Joakim Soya OZ1DUG Formand

Lodning. Intro leaded. Tommy Sørensen

Mercantec, juni Hans Jørgen Rasmussen SWITCH MODE POWER SUPPLY

Lyskryds. Thomas Olsson Søren Guldbrand Pedersen. Og der blev lys!

LET TILGÆNGELIG ENERGI OVERALT

LET TILGÆNGELIG ENERGI OVERALT

OZ6HR bygge projekt. Ombygning af SMPS 5V/150 A til 13,5V/70 A

Opgavesæt udviklet til kursus Grundlæggende elektronik på mobile maskiner 2. Udviklet i 2015

Undervisningsbeskrivelse for design & produktion - el

Switch-mode power-supply

Magnetisk Længde Målesystem

Fredericia Maskinmesterskole

C-mac. Comadan a/s tlf: fax: salg@comadan.dk. Programmerbar converter PCV10. side 1-1

Smart!wind SW-5.5, SW-7.5 og SW-10

Fasedrejning. Fasedrejning i en kondensator og betragtninger vedrørende RC-led.

Dansk Mini Racing Union. Banereglement Slot Racing & Scaleracing. DMRU 2016 v.1-1 -

Brugervejledning for SCANNER 410SMD

Brugervejledning for Senge- og dørvagt PIR2003

TG 8. Indhold: TG8 - Kredsløbsbeskrivelse Gruppemedlemmer: Kim Andersen, Kasper Jensen & Thyge Mikkelsen Dato: Modtaget af: Søren Knudsen

OrCAD/Allegro Release 16.3

GRIPO GSM MODUL 4925 JHJ V Brugermanual

Program. Rådgiverdag - Henrik Grønning - 4. november 2014

Når strømstyrken ikke er for stor, kan batteriet holde spændingsforskellen konstant på 12 V.

Kenneth Wosylus opg 1.xmcd 1/3

teknisk standard kv AC Station Kontrolanlæg Egenforsyning Ensrettere, konvertere og vekselrettere ETS Rev. 0b

Lenze Global Drive Frekvens konvertere og AC motorer Grundlæggende teori

ProfiScale MULTI Multimeter

Motor styring. frekvensstyring Tema: Bachelor projekt Projektperiode: 7 semester Projektgruppe: Synopsis: Deltagere: Jonas Nielsen

[MODULÆR OPBYGNING AF EFFEKTELEKTRONISKE KONVERTERER I EFFEKTOMRÅDET 1-10 KW.]

Cykelsimulator. Esbjerg Institute of Technology

Samfundets elektriske energiforsyning

Preben Holm - Copyright 2002

Laboratorie Strømforsyning

CO 16 A kontaktudgange Digital Timer 2 i 1 : to helt uafhængige og programmerbare kanaler i et enkel produkt. Forbindelses diagram

Elektroteknik 3 semester foråret 2009

Grundlæggende. Elektriske målinger

Generel information om Zurc tavleinstrumenter

Dansk Mink Papir. Teknisk brugermanual

13:42:32

ELMA BM 201/202 Side 1

OZ7TA. Løst og fast om: Frekvenstællere Transistor PA-trin

Kollektor. Teknisk skole Ringsted Fysikrapport Af Kenneth René Larsen Afleveret d.26. maj Emitter

Motor til modulerende styring AME 435


Analyseopgaver. Forklar kredsløbet. Forklar kredsløbet. 3.0 DC Adapter med Batteri Backup.

Stand alone system baseret på 11kW Gaia vindmølle. Henrik Bindner Vindenergiafdelingen, Risø

Henrik Schneider. 500W isolated EWiRaC PFC for pro audio

Når felter forandres Ny Prisma Fysik og kemi 9 - kapitel 5 Skole: Navn: Klasse:

Det Teknisk-Naturvidenskabelige Fakultet

Netværk & elektronik

ErgoSafe Beskrivelse af stik og indikatorer

Brugerhåndbog og installationsvejledning Styrecentral RV / RV 24-32

Rumtemperaturregulator med ugekontaktur og LCD

De følgende sider er et forsøg på en forklaring til det meste af det stof I skal have været igennem og som opgives til eksamen.

SEZ91.6 SEZ91.PU-K4. Interfaces. Siemens Building Technologies Landis & Staefa Division

til undervisning eller kommercielt brug er Kopiering samt anvendelse af prøvetryk

g Telest"yr'els en Ministeriet forvidenskab Teknologi og Udvikling PRØVER FOR RADIOAMATØRER Sted: Holsteinsgade

Lejestrømme Hvad er det? Hvordan identificeres de? Hvordan uskadeliggøres de?

Hastighedsregulering af modeltog med pulsbreddemodulation

Rapportens indhold er frit tilgængeligt, men offentliggørelse (med kildeangivelse) må kun ske efter aftale med forfatterne.

HF- bredbånds PA med TX/RX skift, til SDR og andre sendere

BRUGSANVISNING. LCD 8937B HI-POWER LED-hærdelampe Bordmodel. LCD 8937B HI-POWER 1 Versionsdato: Versionsnr.

Der er derfor, for at alle kan sende, kun tilladt, at sende intermitterende. Altså korte pakker. ( Dette skal dog verificeres!!)

Elhegn til 230 volt. 52 joule

Betjeningsvejledning SM-02 SATMETER

LTspice. Software program for kredsløbssimulering Kan frit downloades fra v/ OZ5BG Bent Grønbæk Olesen

Installationsmanual SuperSail Marine Alarm Marine Alarm Wireless

AC Motor Frekvensomformer VF-S11 serie VF-PS1 serie 0,2 KW 630 KW

Undervisningsbeskrivelse. Fysik A - 2.A

Storage oscilloscope

Komponent - Skuffe-kartotek.

Operationsforstærkere

Fasedrejning i RC / CR led og betragtninger vedrørende spoler

Digital tæller Programerbar for MIX magnetisk målebånd

Elektronikken bag medicinsk måleudstyr

Betjeningsvejledning Elma 318 Mini automultimeter

Velkommen til. EDR Frederikssund Afdelings Almen elektronik kursus. Joakim Soya OZ1DUG Formand. EDR Frederikssund afdeling Almen elektronik kursus

AIMT Hærderiet Induktionshærdning The Group of Aalberts Industries Material Technologies

Kompendie Slukkespoler og STAT COM anlæg

K8AB-AS. Typenummerets opbygning. Enkeltfaset strømrelæ. Forklaring til typenummer

Harmonisk- Benny Haar Nielsen Applikationsingeniør OEM Industri

SPIDER Quick guide. DATO: August 2017 FORHANDLER: WASYS A/S. Langebjergvænget Roskilde

Drejeskive fra Märklin/Fleischmann

Rev.1 November Betjenings vejledning for RD 7000 DL

TranzX P ST PCB Kit Manual Vers ion C, D & E. Alle E-Fly. Vælg I2C. Vælg I2C PCB kit version og serienummer

Elektrisk (grund)teori Niveau F 60/10 kv forsyningstransformer på Bedsted Friluftsstation (foto Peter Valberg) september 2005

DCC digital dekoder til magnetiske produkter

AGV Kursus August 1999

J-fet. Kompendium om J-FET

Transkript:

Switchmode Powersupply Lasse Kaae 2009 Juni

Agenda Teori (Mandag) Pspice simulering (Mandag) Bygge SPS (Tirsdag) Fejlfinding på produkter (Onsdag-Torsdag) EMC (Torsdag) Gennemgang af PSP-diagrammer (Fredag) Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 2

Enkel-ensretter Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 3

Split supply Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 4

Modtakt-ensretter Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 5

Brokoblet ensretter Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 6

Ensretter med ladekondensator Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 7

Dobbelt-ensretter med ladekon. Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 8

Ensretter med drosselspole Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 9

Spændingsdobler Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 10

Spændingsdobler Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 11

Regulering Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 12

Regulering Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 13

Zenerdiode Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 14

Shuntregulering Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 15

Serieregulering Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 16

Serieregulering Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 17

Serieregulering med dis.kom. Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 18

Parallelregulator! Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 19

Strømbegrænser Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 20

Strømbegrænser Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 21

Switch-mode princip Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 22

Switch-mode blokdiagram Ensretter og filter HF switch og power transformer Kontrol kredsløb (PWM) Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 23

Switch-mode blokdiagram Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 24

PWM Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 25

PWM Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 26

Fm modulation Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 27

Switch-mode typer Buck: Udgang(V) lavere end indgangs(v) Boost: Udg.(V) højere end indgangs(v) Fly-back eller Buck-Boost: Udg.(V) både <> end ind(v) samt modsat polaritet Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 28

Buck eller step-down Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 29

Buck Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 30

Buck Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 31

Buck Pulstiden iforhold til periodetiden afgøre hvor stor udg er!! Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 32

Buck regulering Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 33

Step-up eller Boost Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 34

Step-up eller Boost 1)Spolen oplades med energi 2) C afgiver sin energi til Rl Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 35

Step-up eller Boost 1) Spolen forsøger at fastholde strømmen( ændre polaritet)!! U sp 2)Dioden leder! U in +U sp Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 36

Step-up eller Boost Effekten er konstant, hvilket medføre: Højre udgangsspænding mindre strøm Bipolar transistor kan benyttes Power MOS-FET bedre! Mindre ON-modstand => mindre effekttab Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 37

Step-up eller Boost puls plan Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 38

Step-up eller Boost Duty cycle Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 39

Fly-back eller Buck-Boost Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 40

Fly-back eller Buck-Boost Udgangsspænding er i modsat polaritet Kan både regulere udgangsspændingen op og ned Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 41

Fly-back eller Buck-Boost 1) Kontakten sluttet => Diode spærre, spolen oplades med energi! 2) C afgiver sin energi til Rl Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 42

Fly-back eller Buck-Boost 1) Kontakten åbnes => Energien fra spolen afgives til Rl, men med modsat polariet! Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 43

Primær switch-mode Spændingsstabilisering sker før transformeren! Switch-mode kredsløb sider på primær siden af trafo Høj DC spænding Transformering sker ved høj frekvens => trafo ens fysiskdimension bliver lille Flere udgangsspændinger, separate sekundær viklinger Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 44

Primær switch-mode Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 45

Primær switch-mode Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 46

Primær switch-mode 4 KV isolering for at overholde sikkerhedsregler!! Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 47

Primær switch-mode 1) Q1 ON => D2 leder, L oplades, D3 spærre! D2 L 2) Q1 OFF=> D3 leder L giver energi til R L 3) D1 og 3 vinding Forhindre DC magnetisering Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 48

Fly-back konverter Trafo fungere her som spole! 1) Q1 ON => spole oplades med energi! 2) D spærre, C afgiver energi til R L 3) Q1 OFF => D leder og R L modtager energi fra spolen Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 49

2 transistor konverter 2 transistor metoden kan benyttes Til både feed-forward eller flyback! 1) Q1 og Q2 ON => spole oplades 2) Q1 og Q2 OFF => Q1 og Q2 modtage Vin og spolens induktion Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 50

Push-pull konverter Duty cycle skal være 50% ellers er Q1 og Q2 ON samtidig Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 51

SOPS (Self Osc power supply) Høj switch frekvens => lav udg. spænding Lav switch frekvens => høj udg. spænding Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 52

SMPS Spændingen over C afhænger af frekvensen fra VCO en!! Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 53

DC-DC konvertere Ændring til højere spænding Ændring af polaritet Galvanisk adskillelse af 2 eller flere kredsløb Kombinationer af ovenstående Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 54

DC-DC konvertere Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 55

DC-DC konvertere Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 56

Batterilader Regulator 7815 Komparator Konstantsstrømgenerator Batterier Når komparatoren skifter på udg. Lyser dioden, når dioden lyser med en frekvens op 1Hz Er batterierne opladet! Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 57

Komponenter til Switch-mode Bipolar transistor FET, Field effekt transsitor Diode Spole Transformator Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 58

Vigtige transistor data Modstanden i transistoren ved ON tilstand Modstanden i transistoren ved OFF tilstand Den tid det tager at nå fra ON til OFF tilstand Den tid det tager at nå fra OFF til ON tilstand Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 59

Vigtige transistor data Effekt i transistoren afhængig af ON tid!! Strøm og spænding over transistoren Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 60

Vigtige transistor data Ved switching går transistoren i mætning! Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 61

Delay tider Td, delay time: Er tiden fra I B er ON til U CE er 90% af fuld værdi Tr, rise time: Er den tid U CE tager om at falde fra 90% til 10% Tstg, storage time: Er den tid det tage for I B reversere til U CE er steget 10% Tf, V CE fall time: Er den tid U CE tager for at stige fra 10% til 90% Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 62

Delay tider Ved induktiv belastning er tiderne kortere!! Spolen aflader kondensatoren i transistoren hurtigere, da spolen ændre polaritet. Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 63

Begrænsning af delays! 2 måder: Modsat rette basisstrøm Begrænsning af transistorens mætningsgrad Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 64

Begrænsning af delays! Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 65

Begrænsning af delays! Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 66

SOA (Safe operation area) Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 67

RC-snubber-kredsløb C aflades gennem R, når Q1 er ON C oplades, når Q1 er OFF og kompenserer for den induktive belastning. Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 68

FET Spændingsstyret Ingen strøm i Gaten! Spændings forskellen mellem G og S Dog er det en kapacitet mellem G og S, der begrænser switch tiden Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 69

FET stige og flade tid Tr=tf=2,2*Rg*Ciss Rg=driverkredsløbets udgangsimpedance Ciss=FET-ens indre kapacitet Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 70

FET SOA SOA karakterstik Der er ikke breakdown i FET Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 71

Dioder Dioder til Switch-mode skal være: Hurtige til at gå on og off Have lille spændingsfald i lederretning Kunne tåle stor strøm i lederetning Kunne tåle stor spænding i spærreretning Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 72

Dioder til SM High-effciency fast recovery dioder High-effciency very fast recovery dioder Schottky dioder Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 73

Recovery time Diodens kapacitet skal aflades, efter at være forspændt i lederretning Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 74

Spolen Luftspole Ved at vikle spolen om en jernkerne falde den magnestiske modstand og strømmen fra spolen stiger. Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 75

Kerner Magnetisk modstand falder med en Lukket kerne!! Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 76

Kernes mætning Luftspole Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 77

Oversigt Typer: Ikke Galvanisk isoleret mellem input og output: DC DC: Buck konverter eller step-down konverter. Boost konverter eller step-up konverter. Boost-buck konverter. Cuk konverter. Galvanisk isoleret mellem input og output: DC DC: Flyback konverter (isoleret buck/boost konverter). Forward konverter (isoleret buck konverter). DC AC: SMPS baseret vekselretter (inverter). SMPS baseret 3 faset vekselretter (inverter). AC DC: 1 faset boost PFC ensretter. Lkaa 2009 Mercantec Elektronik 78