- Project ini hanya sekedar pembelajaran buat saya pribadi untuk lebih memahami konsep resonant smps (bukan hanya membuat asal jadi)
- Chip menggunakan L6599 tanpa driver tambahan, mungkin bisa dicoba menambahkan totem pole untuk meningkatkan arus driver jika anda mau mengembangkan
- Untuk mempelajari pembuatan trafo secara praktis menggunakan bahan yang mudah didapat di pasaran.
- SMPS ini terinspirasi dari SMPS500R dari connex electronic dan IRAUDPS3 dari Infineon. Secara konsep saya juga belajar dari appplication note nya UCC25600 dari Texas Instrument. Sebenarnya dengan UCC25600 inilah SMPS resonant saya yang pertama kali berhasil.
- Untuk perhitungan detail dengan rumus-rumus silahkan anda pelajari dari datasheet dan application note L6599 atau download file excel dari postingan di project sebelumnya.
- Dalam bahasan ini lebih ditekankan dari pengalaman praktis menggunakan bahan-bahan atau komponen yang mudah didapat di pasaran lokal (Indonesia). Contohnya adalah teknik pembuatan trafo.
Mosfet M1 dan M2 bekerja pada 50% duty cycle, tegangan output diregulasi dengan merubah-rubah (menaik-turunkan) frekuensi switching dari konverter
Konverter memiliki dua frekuensi resonansi :
Frekuensi resonansi yang lebih rendah (ditentukan oleh Lm, Lr, Cr dan beban) dan
frekuensi resonansi seri tetap yang lebih tinggi, Fr1 (hanya ditentukan oleh Lr dan Cr saja).
“Trafo” dalam resonant konverter sebenarnya tersusun dari magnetizing inductance (Lm) dan leakage Inductance (Lr).
Induktansi Primer (Lp) trafo diukur dengan cara mengukur lilitan primer trafo dengan kondisi semua lilitan sekunder open, Lp terukur ini sebenarnya adalah Lm+Lr.
Cara mengukur Lr adalah dengan mengukur induktansi pada lilitan primer dalam keadaan lilitan sekunder di short semua (sebaiknya di short menggunakan kawat disolder).
Leakage inductance dapat diimplementasikan menggunakan induktor terpisah (external inductor) maupun terintegrasi dalam 1 trafo.
Menggunakan external inductor : dari sisi desain cara ini akan lebih mudah, induktor dapat dibuat menggunakan iron core toroid (seperti yang biasa digunakan untuk induktor output amplifier class D. kekurangan menggunakan external inductor akan membuat dimensi PCB makin besar.
Menggunakan Lr terintegrasi dalam 1 trafo : keuntungan cara ini adalah dapat lebih mengoptimalkan dimensi PCB menjadi lebih kecil, namun pembuatan trafo akan lebih rumit diaplikasikan untuk pembuatan dalam jumlah banyak jika dilakukan secara manual atau untuk sekedar hobi (dijelaskan secara lebih detail dibagian bawah
Konstruksi trafo dangan Lr terintegrasi
- Konstruksi menggunakan split bobbin untuk memisahkan antara lilitan primer dan lilitan sekunder untuk menghasilkan Leakage Inductance (Lr).
- Karena agak sulit menemukan split bobbin dengan harga miring di pasar lokal, sekat bobbin bisa dibuat menggunakan kertas karton tebal, kabel ties, pcb dll. setelah mencoba2 akhirnya cara yang paling mudah untuk saya adalah menggunakan pcb bekas yg sudah dibuang lapisan tembaganya
- Lr dipengaruhi oleh jarak (lebar) spasi antara lilitan primer dan sekunder, semakin lebar Lr semakin besar.
- Lr harus didapat terlebih dahulu (mungkin perlu beberapa kali gulung ulang), jika Lr sudah oke tinggal menyesuaikan Lp.
- Lp dibuat dengan membuat Gap pada kaki tengah ferrite core, bisa dengan dikikir manual atau dengan mesin. Saya mencoba menggunakan mata batu asah yang di pasang pada mesin bor (sejauh ini cara termudah bagi saya).
Sekat bobbin menggunakan PCB bekas 2 lapis.
Alat untuk membuat gap.
Ferrite yang sudah digerinda untuk membuat gap, agar induktansi primer yang didapat sesuai perhitungan.
Konstruksi trafo dengan lilitan primer dan sekunder yang terpisah.
Induktansi primer (Lp) terukur sebelu di gap sebesar 1.3mH.
Induktansi primer (Lp) setelah di gap sebesar 153.7uH.
Leakage Inductance (Lr) terukur sebesar 31.7uH.
TESTING
pada pengetesan awal ini pcb terlihat tidak lengkap karena extra output dan rangkaian softstart (relay) tidak dipasang.
bentuk tegangan di Cr terlihat sinusoidal
Test load kurang lebih sekitar 560W. Saya tidak bisa test load lama-lama karena kawat nikelin untuk test load hanya saya letakan dimeja. Kawat akan membara dan membakar meja.
Skema dasar L6599
Spesifikasi teknis perancangan :
- minimum frekuensi : 40kHz
- maksimum frekuensi : 80kHz
- Fr1 : 69kHz
- soft start frekuensi : 120kHz
- burst mode : disabled
- Vout : 56V simetris
- trafo : EER4220
- Lp : 150uH
- Lr : 30uH
- Cr : 200n (100n 630V * 2)
- RFmin : 22K
- RFmax : 22K
- Rss : 12K
- Css : 1u
- Cboot : 0.1u
Sensor arus pada L6599 berfungsi sebagi proteksi overload dan over current.
Ketika tegangan pin Isen (pin 6) mencapa 0.8V overload protection terjadi, frekuensi konverter akan naik sehingga terjadi penurunan tegangan sehingga membatasi daya keluaran sampai daya maksimum yg sudah ditentukan.
Ketika tegangan pin Isen (pin 6) mencapa 1.5V terjadi over current protection, dan L6599 akan shutdown, misalnya ketika terjadi hubung singkat pada output.
Pada pengetesan fungsi overload ini digunakan nilai komponen sebagai berikut :
RA : 220 ohm
CA : 1n
CB : 470n
RB : 75 ohm –> ~320W
RB : 47 ohm –> ~390W
RB : 39 ohm –> ~440W
RB : 33 ohm –> belum dicoba
Over load test video :
Over current test video :
Trafo
- Lilitan Primer 16 lilit. diameter kawat 0.3mm rangkap 12
- Aux Supply : 2 lilit , diameter kawat 0.3mm rangkap 3
- Lilitan sekunder: 6+6 lilit, diameter kawat 0.3mm rangkap 14
Dokumentasi lain dibawah :
Ternyata sudah lama juga pcb ini dibuat tapi baru sempat eksekusi (April 2018
Awalnya menggunakan pcb versi 2014 yg dimodifikasi
Lr menggunakan induktor terpisah dan power supply external.
Sebelum berhasil “menjinakkan” L6599 saya sempat memasang modul UCC25600+IR2110 menggantikan posisi L6599 dan sebenarnya ini lah yang berhasil lebih dahulu.
Pcb controller L6599
rangkaian yang sudah di test dilengkapi relay softstart
referensi :
hanya ingin berbagi 