Smps besleme akım koruması

[0M42]

Kolay gelsin abiler smps beslemelerin akım koruma kısımları nasıl çalışıyor bana anlatabilir misiniz? 12 volt 30 amper çıkış akımı verebilen bir smps'in koruması teorik olarak 30 amperin üzerinde devreye girmesi gerekiyor.

Fakat 25 amper akım çeken bir yük smps çıkışına bağlandığında akım koruma devreye giriyor ve çıkışı kesiyor. Ama bu yük kademeli olarak çıkışa bağlanırsa, yani kademeli olarak arttırılırsa o zaman smps bu akımı sağlayabiliyor. Muhtemelen kısa devre durumunda patlama yanma vs. olmasın diye böyle bir sınırlama kullanılıyor.

Bu yüzden bir çok konuda smps beslemeleri kullanamıyorum yada ihtiyacım olan akımın 3 - 4 katı fazla akım sağlayabilen bir ünite seçmem gerekiyor ki buda maliyetli oluyor. Bu işin mantığını bana anlatır mısınız çalışma prensibi ve yapısı vs. aydınlatırsanız çok mutlu olurum.

 

[Muhsin Kamer]

Mantık şu;
Örnek, Şemayı takip ettiğimiz de;

Köprü ve blok kondansatörden sonra devre primer ve sekonder olarak ikiye ayrılmıştır.
Yüksek voltaj (primer) ve düşük voltaj (sekonder) olan bölümler,
Önce frekans yükseltilir, trafoya yüksek frekanslı voltaj mosfet aracılığı ile iletilir, trafoda voltaj düşürülerek istenilen voltaj hızlı diyotlarla doğrultularak çıkıştan elde edilmeye çalışılır.
Burada frekans bilgisi devamlı kontrol altındadır.
Devre Giriş ve çıkış izoleli olarak ikiye ayrılır. iki tarafın iletişimi opto Coupler le sağlanır.
Yüksek güvenliğe önem verilir.


Opto kupler kullanılarak ikiye ayrılmış devrede trafonun sekonderindeki shottky diyottan geçen gerilim R3-R1 in bulunduğu TL431 voltaj referans diyotu 12v DC nin olduğu opto nun içindeki led vasıtasıyla optoda ki tr ile PWM kontrolcüye geri bildirim olarak iletiliyor. Vfb ile geri bildirim alan (Voltage Feed Back) kontrolcü GATE e üretilecek frekans bilgisi gönderir.
Çıkışta 12v DC olması sağlanır.
Çıkıştan 12V dc ye fazla güç çeken bir yük bağlandığında gerilim düşeceğinden Vfb , Çipe Gate ve Current sense vasıtasıyla frekans yükseltme bilgisini iletilir. Örnek 28Khz. kare dalga.
Mosfet vasıtasıyla kuvvetlendirilen akımla çıkışta 12 V dc nin TL431 voltaj referans diyotu vasıtasıyla fazla yükseltilmeden 12V dc de sabit kalması sağlanır.
PWM çip devamlı çıkıştaki gerilimin sabit kalması için gereken frekansı oluşturur. Gerektiğinde frekans yükseltilir/düşürülür. Çıkışta voltajın sabit kalması için gerilim/akım bilgisi devamlı çip tarafından takiptedir.

Mosfet te akım kuvvetlendirmeyi sağlar.
TL 431 voltaj referans diyotu çıkışı 12 v. ta sabitler.
Opto; çıkışta gerilim olduğunu, Vfb vasıtasıyla çipe bildirir. Curent sense te (çipin algılama pini) mosfeti kontrol eder.

Basit tasarım şekli budur. Yüzlerce binlerce şema ve malzeme ile kurulan tasarımlar vardır.
Ama SMPS nin özü, mantığı bu şemadaki gibi dir.
Çıkıştaki voltaj bilgisi geri bildirimle opto üzerinde primer kattaki pwm kontrolcü çipe bildirilir. Çıkışta olması gereken voltaja göre üretilen pwm frekans, akım kuvvetlendirici mosfet vasıtasıyla trafo üzerinden diyot vasıtasıyla çıkışa yönlendirilir.

Kolay gelsin.

 

[Muhsin Kamer]

Son bir ilave de;
Çıkışı kısa devre yapalım. Voltaj sıfıra inecektir.
Çıkışta voltaj olmadığı bilgisi, Vfb vasıtasıyla pwm çipe bildirilecek ve pwm frekans üretimi düşürülecektir.
Aynı durum çıkıştan aşırı akım çekilmesi halinde, ( Bu aşama da trafolar da vınıldama, vızıldama, cızırdama sesi duyulur. Burası zorlanılan sınır değerdir, bölgedeki malzemeler zorlanır. Genellikle önce çip ve etrafındaki direnç/diyotlar sonra mosfet arızalanır) gerilim düşecek, Vfb geri bildirimle çıkış voltajı düşük bilgisi iletilecek.
Gerilimin 12 V DC ye ulaşması için pwm çip frekansı yükseltecek, çıkışta istenilen gerilim elde edilecektir.

 

[0M42]

Muhsin bey detaylı açıklama için teşekkür ederim. Yazdıklarınız doğrultusunda kobay olarak kullandığım bir smps te istediğim neticeyi aldım. Anladığım kadarıyla bu ünitelerde akım koruma yok.. Korumayı voltaj üzerinden voltajı izleyerek yapıyor. TL431 üzerinden pwm entegresine giden referans voltajını kilit noktası. Çok küçük bir voltaj aralığı var sabit çıkış 12.5 volt ise 12.3 volt ta düştüğünde çıkışı kesiyor. TL431 e bağlı voltaj bölücü direnç devresinde değişiklik yaparak istediğimi elde ettim.

 

[Muhsin Kamer]

bu ünitelerde akım koruma yok

Daha gelişmiş Smps devreler de vardır.

Bu cihazlarda akım ayarı ve koruma bulunmakdır. Bu tip cihazların bazıları smps tekniği ile çalışmaktadır.
Bazıları da trafolu dur.

volt ta düştüğünde çıkışı kesiyor.

Sıfıra düştüğünde voltajı keser. Voltaj dalgalanmalarında pwm çip devamlı takiptedir.
Osilatörü olması gereken frekanslara kadar, çalıştırır.

TL431 e bağlı voltaj bölücü direnç devresinde değişiklik yaparak istediğimi elde ettim.

Doğru dur. Ayarlı zener diyot gibi çalışır.

 

[Muhsin Kamer]

sabit çıkış 12.5 volt ise 12.3 volt ta düştüğünde çıkışı kesiyor.

Hayır,
Burada çıkış geriliminin limiti aşılıp fazla akım çekildiğinde;
voltaj düşüklüğü pwm in osilatörün frekansını yükseltip çıkışı yine 12.5 V dc ye getirir.
Örnek;
Biraz daha akım çekilir, gerilim yine düşer pwm yine osilatörden frekansını yükseltir.
Yine akımı artırıp, gerilim düşünce frekans yine yükseltilip gerilimi istenilen noktaya gelmesi için pwm çalışır.
Nereye kadar?
Kapasitesi yettiğince;
Yetmediği yerde ne olur?
Pwm çip arızalanır veya akım kuvvetlendiren mosfet arızlanır veya ikisi birden...

 

[0M42]

Gözlemlediğim şöyle frekans hep sabit 48 khz. değişmiyor. Çıkış voltajı 12.5 v. çekilen akımın miktarı arttırıldıkça voltaj yavaş yavaş düşüyor. 30 ampere kadar çıkış voltajı sabit 40 ampere doğru voltaj 12.3 volta iniyor 45 - 50 amp. arası smps çıkışı kesiyor o an okuyamıyorum ama çıkış voltajı 12.1 yada .2 lere iniyor sanırım. Çıkışı kapatma işini iki adet trabsistör ile pwm entegresinin beslemesini keserek yapıyor.

 

[cihan koşar]

Merhaba. Benzer sorunu ben de yaşıyorum. 12v 30A bir smps var elimde. 30cm’lik bir 3d yazıcı tablasını ısıtmaya çalıştığımda direkt olarak smps kapanıyor. Smps voltajını 10v civarına ayarladığımda tablayı rahatlıkla ısıtıyor. Smps üzerindeki bu korumayı nasıl aşarım?

 

[Muhsin Kamer]

Merhaba. Benzer sorunu ben de yaşıyorum. 12v 30A bir smps var elimde. 30cm’lik bir 3d yazıcı tablasını ısıtmaya çalıştığımda direkt olarak smps kapanıyor. Smps voltajını 10v civarına ayarladığımda tablayı rahatlıkla ısıtıyor. Smps üzerindeki bu korumayı nasıl aşarım?

12 v DC gerilimde Yeterli akım sağlanamıyor.
Gerilim düşürülünce, akım yeterli geliyor.
Smps devre elemanlarının kontrol edilmesi gerekir.
Şişen veya kuruyan kondansatörler var mı?
Kontrol edin.

 

[cihan koşar]

Aslında şöyle. Tablayı yavaş yavaş ısıttığımda problem yok. İlk anda aşırı akım çekildiğinden korumaya geçiyor. Isınmaya başlayınca hiç sıkıntı yok uzun süre test ettim sorunsuz çalışıyor. Smps ısınmıyor bile. İlk andaki gerilim düşümünden kaynaklı olarak smps korumaya geçiyor bunu aşmak istiyorum.