Jump to content

    
Sign in to follow this  
Doobryak

Резонансные преобразователи DC/DC с гальванической развязкой

Recommended Posts

Доброго времени суток!

С интересом почитал ветку http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=104818 и хотелось бы обсудить за и против резонансных источников DC/DC с гальванической развязкой.

 

Предлагаю прежде всего поделиться полезными ссылками по данной теме, а также имеющимся опытом разработки и обсудить подводные камни резонансных источников.

 

LLC Resonant Converter

 

Half-Bridge LLC Resonant Converter Design Using FSFR-Series Fairchild Power Switch (FPS™)

 

Feedback Loop Design of an LLC Resonant Power Converter

 

 

Первое что хотелось бы отметить, это то что в просмотренной мной литературе не уделяется внимание тому факту, что на выходе выпрямителя нет дросселя и пульсация тока в выходном конденсаторе на каждом такте составляет от 0 до \/2 In. При такой пульсации, как мне кажется, электролит долго не протянет. Сталкивался ли кто нибудь с подобной проблемой и какие есть ли пути ее решения?

Share this post


Link to post
Share on other sites
При такой пульсации, как мне кажется, электролит долго не протянет. Сталкивался ли кто нибудь с подобной проблемой и какие есть ли пути ее решения?

 

Надо просто выбирать электролиты с достаточным Irms. Параллелить их тоже показано.

Share this post


Link to post
Share on other sites
... При такой пульсации, как мне кажется, электролит долго не протянет. Сталкивался ли кто нибудь с подобной проблемой и какие есть ли пути ее решения?

Вы не сталкивались с подобной проблемой в обратноходовом преобразователе? Посмотрите обязательно. Методы борьбы, наверное те же, правда уровень мощностей другой, но мы сами выбираем преобразователь.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Дело в том, что LLC по вторичной стороне - источник тока. Грубо говоря, токоограничивающий дроссель стоит у него в первичной цепи. Поэтому никаких диких токов заряда (выше рассчетного значения) выходной емкости нет. Нормальные электролиты прекрасно работают.

 

При желании, можно поставить пленку - дроссель - электролит (П-фильтр), ОС забирать с пленки.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Для пояснения приведу результаты моделирования

 

при токе нагрузки порядка 17,5 А и напряжении 21В пульсация тока в выходном конденсаторе составляет +11.7А и - 17.4 А. Получается, что для того чтобы использовать электролиты допустим вот эти необходимо поставить емкость не меньше 10000 мкФ, при этом все равно допустимый ток у них регламентирован на частоте 100 Гц (и далее по графику можно определить до 2 кГц) но на частоте 100кГц явно должен быть меньше (если кто знаете как его рассчитать поделитесь опытом)

При желании, можно поставить пленку - дроссель - электролит (П-фильтр), ОС забирать с пленки.

Если рассмотреть вариант с пленочным конденсатором то тоже мало приятного - при приемлемых параметрах LC цепочки ломаются процессы в LLC преобразователе.

Вы не сталкивались с подобной проблемой в обратноходовом преобразователе?

В обратно ходовом преобразователе даже на в 2 раза меньшую мощность будут аналогичные проблемы, но там по выходу можно поставить дополнительный сглаживающий дроссель.

 

Пользуйтесь, пожалуйста, стандартными инструментами цитирования. Неужели это каждого лично нужно попросить?

Share this post


Link to post
Share on other sites
...при токе нагрузки порядка 17,5 А и напряжении 21В пульсация тока в выходном конденсаторе составляет +11.7А и - 17.4 А. Получается, что для того чтобы использовать электролиты допустим вот эти необходимо поставить емкость не меньше 10000 мкФ, при этом все равно допустимый ток у них регламентирован на частоте 100 Гц (и далее по графику можно определить до 2 кГц) но на частоте 100кГц явно должен быть меньше (если кто знаете как его рассчитать поделитесь опытом)

Значит эти конденсаторы не для Вашего случая. Как правило для конденсаторов, которые предназначены для использования на высоких частотах об этом даются сведения в ДШ, например: http://www.hitano.com.tw/PDF/EXR.pdf (см. табличку внизу первой страницы)

Но если Вы любитель дорогих :rolleyes: , то посмотрите ещё Панасоник и Ничикон да и у Эпкоса есть подходящие серии.

А что частота только 100кГц? Можно и по-смелее, а то выигрыш в габаритах по сравнению с полумостом не получится, а только в КПД.

Да и на более высоких частотах можно посмотреть на использование керамики. Сейчас в размере 2520 есть 10мкФ на 100В. Если нужно, можно много "насыпать" на плату. По деньгам не скажу, но если очень нужно, то можно :rolleyes:

 

MikeSchir "Вы не сталкивались с подобной проблемой в обратноходовом преобразователе?"

 

В обратно ходовом преобразователе даже на в 2 раза меньшую мощность будут аналогичные проблемы, но там по выходу можно поставить дополнительный сглаживающий дроссель.

Дополнительный LC фильтр имеет место быть в любой топологии, просто его надо уметь готовить :rolleyes:

 

Для пояснения приведу результаты моделирования

Не читается, может в консерватории что-то не так? :rolleyes:

Share this post


Link to post
Share on other sites
Для пояснения приведу результаты моделирования

...

Не читается, может в консерватории что-то не так?

...

Не читается в IE. Читается в Хроме.

 

Картинки вообще на форум грузить надо, а не на сторонние хостинги.

Share this post


Link to post
Share on other sites

спасибо за ссылку MikeSchir действительно, и у Epcos и у Panasonic есть подобные серии, но почему то только в исполнении с гибкими выводами....

Но все же при этом по самым скромным расчетам придется поставить 4 конденсатора 4700мкФ на 35В размером 18X41 с Ripple Current mA(rms) 100KHZ 105℃ 3000 mA. Как то многовато получается....

 

 

Не могу разобраться как здесь вставлять изображения... при нажатии на соответствующую кнопку просит ввести "URL адрес", так что попробую прикрепить в файле.

 

post-73587-1348057040_thumb.jpg

Share this post


Link to post
Share on other sites
Если рассмотреть вариант с пленочным конденсатором то тоже мало приятного - при приемлемых параметрах LC цепочки ломаются процессы в LLC преобразователе.

 

Посчитайте так, чтобы резонанс не ломался.

 

допустимый ток у них регламентирован на частоте 100 Гц но на частоте 100кГц явно должен быть меньше

 

С ростом частоты допустимый RMS тока растет.

 

у Epcos и у Panasonic есть подобные серии, но почему то только в исполнении с гибкими выводами

 

Snap-In'ы начинаются вольт со 100 - можете поставить их. Также, как правильно заметил MikeSchir, посмотрите на керамику - до 100 В по соотношению емкость/цена она пленку бьет.

Share this post


Link to post
Share on other sites
посмотрите на керамику - до 100 В по соотношению емкость/цена она пленку бьет.

Извиняюсь за воскрешение, но вопрос волнует давно.

А разве керамика не трескается в таких режимах? Я понимаю маломощные источники питания, неоправдано туда пленку сувать.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
А разве керамика не трескается в таких режимах?

 

В каких "в таких"? Не превышайте допустимые ВАРы, напряжения, не ставьте китайский NoName - и все работает. А, еще керамику паять нужно правильно - не допуская больших градиентов - но это все нормальными изготовителями оговаривается.

Share this post


Link to post
Share on other sites
В каких "в таких"?

Чем больше удельная емкость, тем больше проявляются сегнетоэлектрические свойства. Не посыпятся ли эти конденсаторы в перспективе? Пленка то не посыплется. Она мягкая.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Чем больше удельная емкость, тем больше проявляются сегнетоэлектрические свойства. Не посыпятся ли эти конденсаторы в перспективе?

 

Так не используйте конденсаторы с большой удельной емкостью. Поставьте несколько маленьких. Я применял керамику X7R в батарейном диапазоне (до 72В) в качестве чисто емкостных снабберов в Phase-Shift Full Bridge при скоростях (по памяти, чтоб не соврать) до 20-30 В/нс - и нормально. Рвало пару раз - пока паять правильно не научились.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Я применял керамику X7R в батарейном диапазоне (до 72В) в качестве чисто емкостных снабберов в Phase-Shift Full Bridge при скоростях (по памяти, чтоб не соврать) до 20-30 В/нс - и нормально.

а почему не NP0 ?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this