Controlador Flyback NE555N y sobrecalentamiento de mosfet

He construido un SMPS flyback pequeño y muy simple basado en NE555N IC. El circuito exactamente del que construí se muestra a continuación:

Flyback NE555N

Funciona muy bien para cargas pequeñas.

Sin embargo, tengo algunos problemas con él:

  • A pesar de que la hoja de datos NE555N dice que el voltaje de salida (pin 3) es solo unos 2 voltios más bajo que Vcc, solo tengo +6.3v en el pin 3. ¿Es una lectura incorrecta del multímetro digital?
  • El MOSFET que se usa allí es IRF3205, pero las corrientes más allá de 6-7A lo obligan a calentarse, y 10A (con 100-110 vatios en el secundario) incluso más (el disipador de calor está listo para hervir agua)
  • Algunas respuestas aquí y algunas fuentes en la web (y este circuito) recomiendan usar mosfets de nivel lógico. ¿Puedo evitar usarlos (probablemente hasta que obtenga algunos de ellos)? ¿Los mosfets de nivel lógico funcionarán perfectamente en comparación con los regulares que uso ahora si sus propiedades (Vdss, Id, Rds (on), Qg) serán relativamente iguales?

El transformador de impulso se rescató de un antiguo SMPS ATX de 200 W muerto, sus tamaños son (WxHxD) 36x42x16 mm. Su principal problema es que está agrietado (pero aún funciona sin ruidos). El primario tiene 8 vueltas de cable de 1 mm, el secundario tiene 160 vueltas de cable de 0,3 mm; otro secundario tiene 3 vueltas para fuente de 5 voltios (también cable de 1mm).

Los tamaños del disipador de calor son 32x39x14 mm, probablemente de aluminio (también de hardware antiguo). Se puede evitar un disipador de calor más grande debido al espacio limitado donde se almacenará el circuito.

El suministro es un paquete de baterías de plomo-ácido de 12V 19Ah.

Me esfuerzo por minimizar las pérdidas térmicas en este circuito, por lo que busco formas de minimizar las pérdidas de energía en MOSFET.

¿El MOSFET se sobrecalienta debido a un bajo voltaje en la compuerta (por lo tanto, no está completamente abierta) o al núcleo del transformador agrietado? ¿Necesito algunas otras mejoras para este circuito?

¿Cuál es la frecuencia de conmutación y la inductancia del primario? Parece que está usando uno de los secundarios como el principal en su circuito, al revés.
Esperar que un convertidor flyback con un transformador aleatorio, MOSFET y frecuencia de conmutación, que tampoco tiene retroalimentación, funcione bien en una amplia gama de corrientes de salida es, en el mejor de los casos, bastante poco realista.
El sitio del que tomé el circuito recomienda 7-8 vueltas. Por cierto, ¿puedo solo el número bruto de vueltas en primaria sin secundaria? No tengo tanta experiencia con los circuitos flyback, todavía estoy aprendiendo cómo hacerlo bien.

Respuestas (1)

A pesar de que la hoja de datos NE555N dice que el voltaje de salida (pin 3) es solo unos 2 voltios más bajo que Vcc, solo tengo +6.3v en el pin 3. ¿Es una lectura incorrecta del multímetro digital?

Un multímetro digital ordinario promediará el tren de pulsos en la puerta del FET en lo que parece un nivel de CC.

El MOSFET que se usa allí es IRF3205, pero las corrientes más allá de 6-7A lo obligan a calentarse, y 10A (con 100-110 vatios en el secundario) incluso más (el disipador de calor está listo para hervir agua)

Un NE555 es una mala elección para manejar un MOSFET (incluso a nivel lógico) ya que no puede hundirse y generar mucha corriente. Coloque un IC de controlador MOSFET monolítico entre el 555 y el MOSFET y su disipación de energía mejorará.

¿El MOSFET se sobrecalienta debido a un bajo voltaje en la compuerta (por lo tanto, no está completamente abierta) o al núcleo del transformador agrietado? ¿Necesito algunas otras mejoras para este circuito?

Obtenga un osciloscopio (incluso uno relativamente antiguo) y pruebe los nodos de conmutación. Es la única manera de saber realmente lo que está pasando en el circuito.

Acordado. Es casi seguro que sus tiempos de encendido y apagado son tan lentos que está experimentando ineficiencias de transición significativas.
Estoy de acuerdo en que un temporizador 555 solo no es una buena opción. ¿Qué controlador IC puede sugerir usar que tomará la señal y amplificará la corriente? ¿Puedo usar la amplificación de transistores de alguna manera? (por ahora solo me limité a 555 temporizadores y número de mosfets y transistores BJT) El viejo osciloscopio muestra una señal de onda cuadrada limpia sin mosfet, pero ahora no puedo medir su nivel de voltaje. Lo comprobaré con mosfet más tarde.
O tal vez sea ingenuo decir "cuánta corriente", en cambio, solo necesito tomar voltaje del riel de 12v y cargar la puerta MOSFET lo más rápido posible para encenderlo por completo. Luego invierta, descárguelo de la misma manera. ¿Bien?
Bien. Y la forma de hacerlo es usar un chip controlador entre la salida del 555 y la puerta del MOSFET. Hay todo tipo de controladores de alta corriente hechos para este trabajo, un ejemplo es Maxim MAX627 datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX626-TSC428.pdf
No estoy de acuerdo con que el 555 sea una mala elección para manejar un MOSFET, el bipolar 555 puede generar y hundir hasta 200 mA. Los he usado para cambiar inductores para convertidores elevadores y han funcionado muy bien, DANDO la elección adecuada de inductor, fet y frecuencia de conmutación. Hay demasiado que no sabemos sobre este circuito como para suponer que el problema es la falta de corriente de accionamiento. 8 vueltas en el primario parece muy bajo. ¿Cuál es la frecuencia de conmutación? ¿Está el primario entrando en saturación?
La frecuencia de conmutación creo que es de unos 80-90 khz. Acabo de probar con dos mosfets lógicos en paralelo que tomé de un hardware muerto (10n03la, tienen muy poca carga de compuerta) y también se calientan (solos sin disipador, ya que están empaquetados con P-TO252-3-11) ). Salida de 555 de onda cuadrada aún limpia. Puedo adjuntar fotos si es necesario.
Controlador Flyback NE555N y sobrecalentamiento de mosfet
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v