Alimentare un monitor/TV in DC con converter autocostruito

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PierGSi
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Alimentare un monitor/TV in DC con converter autocostruito

Messaggio da PierGSi » 6 gen 2019, 1:44

Gran parte degli apparecchi moderni accettano in ingresso un ampio range di tensione, e spesso possono funzionare anche in corrente continua. Un boost converter DC DC può essere più efficiente di un inverter DC AC, in particolare a vuoto/carico parziale. Bene, proviamoci. Con rimasugli trovati nel cassetto ho approntato un boost da 12V a 115V pot. 80W su un pezzo di millefori.
boost-converter-basic-cct.gif
boost-converter-basic-cct.gif (8.18 KiB) Visto 1770 volte
Quando il mosfet chiude l'induttore si carica, all'apertura l'energia induttiva immagazzinata tramite il diodo D1 fluisce nel condensatore ed al carico.
Essendo molto esasperato nel caso specifico il rapporto tra le tensioni, il duty cycle (1-(Vin/Vout)) risulta eccessivo e supera il massimo fornibile dall'integrato scelto (MC34063). Inoltre, variando in maniera esponenziale lo stesso rispetto a Vin e Vout, con l'integrato "minimale" senza accessi ai pin dell'amplificatore di errore, sarebbe stato comunque molto difficile realizzare un anello di retroazione sulla tensione di uscita stabile.
Quindi, l'idea di avvolgere un induttore dotato di presa intermedia, 17+50 spire che condividono lo stesso nucleo (amidon T106-26 giallo/bianco) . L'inizio dell'avvolgimento 17 spire (3 fili smaltati 0.7 mm diam ritorti) è connesso a +12V, la presa al mosfet, poi 50 spire di 1.2mm ed il diodo. In questo modo la "richiesta" di duty cycle dimuisce tantissimo, abbiamo tensioni VDS sul mosfet molto più basse della tensione Vout, ed un loop di regolazione stabile. Qst configurazione è detta "tapped boost".
Cmq :

IC Mc34063
N mosfet 100V con RDS 0.03 ohm, gate servito da totem pole a discreti (BC547/BC557)
Diodo schottky 10A 200V
Induttore 17+50 spire (36 e 250 uH circa) su nucleo diam. 14/27mm spessore 11mm.
Frequenza di switching 80 kHz

I risultati sono incoraggianti : 83 / 86% di efficienza tra 10 e 35W di potenza, idle current praticamente a zero.Arriva ad 80W con 80% eff.
Le perdite parassite sono prevalentemente sull'induttore, servirebbe piu induttanza ma su quel nucleo nn riesco fisicamente a farci stare più spire e le stesse non sono proprio aderenti...
Cmq il monitor assorbe dalla batteria 1.45A se alimentato con il boost, 2 A con l'inverter. 0.6A a vuoto, senza carico il boost non muove da zero la cifra delle decine di mA, ogni tanto dà un treno di impulsi per compensare la scarica del C di uscita :)

Video, prox giorno metto lo schema :).
https://youtu.be/ZSArpIV1lqQ
Ciao,
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Re: Alimentare un monitor/TV in DC con converter autocostruito

Messaggio da Ferrobattuto » 6 gen 2019, 12:48

Molto interessante.
Tanto, come seguito a ripetere, le nuove apparecchiature elettroniche con alimentazione switching accettano in entrata di tutto e di più, spesso con range di tensione che va dai 100V ai 300V e oltre. Buona l'idea della presa intermedia.
Per il toroide la butto li: due nuclei uguali accoppiati non andrebbero bene? Aumenterebbe l'induttanza e diminuirebbe il numero di spire, o ce ne entrerebbero di più. Così per diminuire le perdite potresti abbassare un po' la frequenza, che di solito le perdite negli swiching sono sui fronti di salita e discesa, oltre che nei nuclei ferromagnetici.
MC34063A.pdf
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75639P.pdf
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T106-26-DataSheet.pdf
(472.76 KiB) Scaricato 73 volte
In passato ho fatto anche io qualcosa del genere, un controfase pilotato da un vetusto SG3524 su nucleo di ferrite ex TV, ma era l'epoca dei transistor, e con quelli il rendimento difficilmente superava l'80%. Tantomeno con tensioni così basse in entrata.
Inviato manualmente dal mio vecchio e sgangherato, ma fedele computer


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Re: Alimentare un monitor/TV in DC con converter autocostruito

Messaggio da PierGSi » 11 gen 2019, 23:50

Ferrobattuto ha scritto:
6 gen 2019, 12:48
Per il toroide la butto li: due nuclei uguali accoppiati non andrebbero bene? Aumenterebbe l'induttanza e diminuirebbe il numero di spire, o ce ne entrerebbero di più. Così per diminuire le perdite potresti abbassare un po' la frequenza, che di solito le perdite negli swiching sono sui fronti di salita e discesa, oltre che nei nuclei ferromagnetici.
Si, potrei provare con due accoppiati. Le perdite cmq sono principalmente sull'induttore, che si riscalda in maniera sensibile. Con i due transistorini che caricano/scaricano il gate, il mosfet lavora pochissimo in regione lineare e pertanto dissipa una quantità minima di energia. Sarebbe anche da provare l'opzione di avvolgere due fili ritorti sulla sezione da 50 spire (che son molte con quelle correnti e sezione filo), se solo ci stessero :)


Mosfet e diodo, per dire, con 15W sono a temperatura ambiente nonostante l'assenza di dissipatori.
In passato ho fatto anche io qualcosa del genere, un controfase pilotato da un vetusto SG3524 su nucleo di ferrite ex TV, ma era l'epoca dei transistor, e con quelli il rendimento difficilmente superava l'80%. Tantomeno con tensioni così basse in entrata.
Ehe...
una versione più potente del boost in oggetto l'ho realizzata proprio con il 3524, riscontrando una maggiore "flessibilità" nella messa a punto della retroazione oltre a funzioni utili tipo il soft start.
Ciao,
Pier.
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Re: Alimentare un monitor/TV in DC con converter autocostruito

Messaggio da Ferrobattuto » 12 gen 2019, 13:02

C'è il 3525, studiato proprio per pilotare direttamente i mosfet. È il fratello più "nuovo" del 3524 ed ha più o meno le stesse caratteristiche.
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Re: Alimentare un monitor/TV in DC con converter autocostruito

Messaggio da Hal9000 » 13 gen 2019, 11:30

Realizzando diversi regolatori switching sia step-down che step-up ho notato che i nuclei gialli assorbono molta energia, per capire meglio avevo fatto delle prove in AC (ovviamente ad alta frequenza) ed assorbivano parecchia corrente a vuoto, di fatti se provi a grattare via lo smalto sotto vedi come del metallo lucente e se metti i puntali del tester ti segnala conduzione, io mi aspettavo della ferrite nera, ovvero ossido di ferro che non dovrebbe condurre, così ho provato diversi nuclei un pò di tutti i colori ma quelli che mi hanno dato rese migliori sono stati quelli grigio scuro quasi neri, tipo quelli che usano come filtro sui cavi per intenderci.

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PierGSi
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Re: Alimentare un monitor/TV in DC con converter autocostruito

Messaggio da PierGSi » 24 gen 2019, 9:54

Capito,
quelli da me utilizzati sono giallo-bianco ( 26 ) utilizzati per applicazioni a bassa frequenza tipo filtri rete, non completamente giallo ( 6 ).
I gialli concordo che siano adatti per frequenze, ed applicazioni, diverse.
Diciamo che questi avevo, appena avrò la possibilità proverò con il colore grigio da te suggerito. Fermo restando che secondo me si tratta di un componente molto "critico" da calcolare e dimensionare.

Paginetta interessante
https://iz0ups.jimdo.com/antenne/toroid ... /?mobile=1
Ciao,
Pier.
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