Gelelim bir diger sorunuza. Malzemeler neden arızalanır?
Semasi verilen devre flyback tipi bir guc kaynagidir.
Tum flyback yapilarda transformatorun sekonderindeki yuksek frekansli dogrultucu diyod agir stres altinda calisir.
(Bu arada transformator desek de aslinda bu bildigimiz anlamda bir transformator degildir. Transformator degil de Flyback transformator dersek daha dogru olur.)
Bu diyod neden stres altindadir?
50Hz de calisan diyodlar yumusak degisimli voltajlara maruzdur. Cunku sinusel gerilim agresif bir sinyal degildir. Tatli tatli salinir. Voltaj ve akim sifirdan itibaren yumusak sekilde artar ve azalir.
Fakat flyback yapisinda en sagdaki diyod iletime gectiginde en yuksek akim degeri ile baslar sonrasinda bu akim azalarak sifira iner yada inmez. Bu olay saniyede 20 bin hatta 80 bin kere tekrar eder.
(Akimin sifira inip inmeme durumuna da continuous/discontinuous mode diye ayrilir). Bunu merak ederseniz onu da konusuruz.
Neticede flyback transformatorun sekonderindeki dogrultucu diyodun akimi diyoda cekic gibi vuran akim darbeleri seklindedir. Bu diyod yeterince soguyamazsa, sik sik kisa devre durumlarina maruz kalirsa cani cikar.
SMPS arizalarinin pek cogununda bu yuksek frekansli dogrultma diyodu bozulmasi ile karsilasilir.
Genelde smps hickirik moduna girer ve tik tik tik tik ses cikartir. Ya da ince tiz bir sesle zizzzz diye kendini ele verir.
Gelelim bir diger ariza tipine.
MOSun Source ucuna bagli akim sens direnci olan R2 dikkat ederseniz flyback transformatorun primer akimini tasir. Bu direnc sonucta sogutucuz bir direncdir. Her ne kadar guc degeri ince hesaplanip belirlenmis olsa da uc kurus daha verip biraz daha guclusunu takilmadigi icin guvenlik payi dusuktur.
Bu direnc yanip acik devre durumuna dusebilie.
Bu direnc acik devre olursa SMPS dogrudan susar. Bu yuzden bunun sigorta gorevi yaptigi dusunulur.
Bir diger ariza yapan ve stres altinda calisan malzeme de MOS transistordur. Flyback SMPS yapisinda MOS da cok stres altinda calisir. Zira keskin sekilde akimi var yok var yok seklinde acip kapatirken flyback transformatorun primerindeki kacak enduktans buyuk voltaj darbeleri olusturur.
Drain bacaginda ideal durumda yaklasik 300V dogrultulmus sebeke voltaji + Transformatorun Donusum orani * cikis voltaji kadardir.
Bu deger donusum oranina bagli olarak dogrultulmus sebeke voltajinin yaklasik 2 katina kadar cikabilir.
Ancak ideal durumda degiliz cunku primerde kacak enduktans oldugundan buna bir de Lk*di/dt voltajini eklemek lazim.
Burda Lk kacak enduktans degeridir. di/dt yumusaltilmazsa sonsuz buyuk ignemsi bir voltaj darbesine neden olur. Neyseki primerin kacak kapasitesi bunu sonsuz degil de bir kac bin volta indirir. Gene budurumu bildigimiz icin snubber devresi dedigimiz R1, C1, D1 uclusu ile bu binlerce voltaj da bir kaz yuz volta dusurulur.
Boylece MOS'un drain bacagindaki voltaj 600... 900V hatta bazen 1000v civarinda sinirlandirilir.
Secilen MOS ornegin semadaki IRF840 olup 500v'a dayanabilir. Dolayisi ile bu mosu burda 220v altinda kullanmak cok risklidir. Muhtemelen 110v uygulamasinda kullanilmasi icin oyle yazmislar. Aksi halde bu mos surekli bir ariza kaynagi olacaktir.
Zira 500-300 = 200v
Bu durumda, kacak enduktansin endukleyecegi voltaji arti cikis voltaji x donusum oranini degerini 200 voltun altinda tutmak gerekir.
Sonuc olarak MOS uclarinda cok yuksek voltaj darbeleri olusur ve bu yeterince pay verilip yuksek voltajli secilmeyen tasarimlarda Mos hizlica yaslanir. Sizinti akimlari artar. Sebeke gerilimindeki dalgalanmalar ani yuk giris cikislari da Drain bacagindaki voltaji artirip mosun bozulmasina neden olur.
Genelde MOS delinip kisa devreye dustugunde ise bazi malzemeleri de beraberinde cennete goturur.
R2, NTC 1N4007 diyodlar ve atmasi gereken ama zamaninda atamayan sigorta yuzunden arizalanirlar.
En nihayetinde sigorta da atarak gorevini basariyla yerine getirir.
Sigorta neden atar neden atmaz sorusuna kismen cevap verdim ama detaylari bir sonraki yazima birakacagim.