Jump to content

    

Recommended Posts

Изучаю топологию Active Clamp Forward (однотактный прямоходовой с активным демпфером). Делаю блок питания Uвх = 150-400В, Uвых1 = 5.5В 2А, Uвых2 = 12В 1А. Вот материалы по теме, которые я нашел:

 

TI:

SLUA303 - Designing for High Efficiency with the Active Clamp UCC2891 PWM Controller

SLUA322 - Active Clamp Transformer Reset: High Side or Low Side?

SLUS542B - UCC289x.pdf

SLUP108 - введение в Active Clamp

 

И еще документация на Evalution Board и на микросхему UCC3580, которая на мой взгляд уже устарела.

 

 

National:

ActiveClamp_4-18-05b.pdf - Introduction to Forward Power Converters Utilizing Active Clamp Reset (семинар)

LM5026.pdf - Active Clamp Current Mode PWM Controller

 

И статья от Bludger (там пара опечаток):

http://www.bludger.narod.ru/smps/ActCl.pdf

 

Делаю блок питания на UCC2893 (хотел на UCC2894 но купить ее не получилось), изучил все приведенные документы, но все равно осталось несколько вопросов:

 

1. Трансформатор. Хочу делать на сердечнике RM8 и материале N87 (от Epcos) на частоте 300 кГц, возникает вопрос - нужен ли в данном случае зазор или нет? Коэффициент трансформации получается примерно 16, т.е. если делать тарнсформатор без зазора то при 32 витках первички получается 2 вторички, причем индуктивность первички около 3-х мГ.

2. В качестве ключей решил использовать транзисторы IRFB9N60A, на напряжение 600В, вроде по расчетам этого достаточно. Для управления ключом демпфера хочу намотать трансформатор 1:1 на RM6.

3. В качестве демфера - конденсатор 10n, типоразмера 1206 на 500В.

4. Как сделать схему запуска от сети, просто резистор на ножку Vdd не используя Vin?

5. Нужно ли делать обратную связь по обоим выходным напряжениям, или можно только по напряжению 5.5? Я так понимаю, что выходное напряжение определяется только входным, коэффициентом трансформации и заполнением. Т.е. одно напряжение жестко привязано к другому и от тока нагрузки не зависит? Т.е. если я сделаю 4 витка на обмотку 12 В, то и получу 6*2-0.5=11.5 (с учетом диодов)?

Share this post


Link to post
Share on other sites
1. Трансформатор. Хочу делать на сердечнике RM8 и материале N87 (от Epcos) на частоте 300 кГц, возникает вопрос - нужен ли в данном случае зазор или нет? Коэффициент трансформации получается примерно 16, т.е. если делать тарнсформатор без зазора то при 32 витках первички получается 2 вторички, причем индуктивность первички около 3-х мГ.

 

Да, зазор принципиально необходим, навскидку - ток намагничивания должен составлять процентов 20 от тока нагрузки. При слишком большой индуктивности намагничивания не будет происходить снижения напряжения демпфирования к концу обратного хода..

 

5. Нужно ли делать обратную связь по обоим выходным напряжениям, или можно только по напряжению 5.5? Я так понимаю, что выходное напряжение определяется только входным, коэффициентом трансформации и заполнением. Т.е. одно напряжение жестко привязано к другому и от тока нагрузки не зависит? Т.е. если я сделаю 4 витка на обмотку 12 В, то и получу 6*2-0.5=11.5 (с учетом диодов)?

 

Это все так - но только в режиме непрерывных токов. Поэтому, что бы получить приемлимую стабильность, дроссели обоих каналов мотаются на одном сердечнике. Но - если используется сэлф-драйв синхронник, то индакторы могут быть и раздельными, поскольку пульсации тока в этом случае от нагрузки не зависят. Брать ОС с одного напряжения или с обеих - это уж какая стабильность Вам нужна :)

 

А точно Эктив Клэмп хотите? Задачка то типичная для флая.. Или Хотите получить КПД под потолок и совсем маленькие размеры?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Да, зазор принципиально необходим, навскидку - ток намагничивания должен составлять процентов 20 от тока нагрузки. При слишком большой индуктивности намагничивания не будет происходить снижения напряжения демпфирования к концу обратного хода..

 

А есть разница намотать 2мГ с зазором или 2мГ без зазора? Ведь ток намагничивания будет в любом случае одинаковый? При нагрузке 2А и коэффициенте трансформации 16 приведенная к первичке нагрузка будет всего 0.125А, мне кажется, ток намагничивания вряд ли возможно сделать меньше.

 

Это все так - но только в режиме непрерывных токов. Поэтому, что бы получить приемлимую стабильность, дроссели обоих каналов мотаются на одном сердечнике. Но - если используется сэлф-драйв синхронник, то индакторы могут быть и раздельными, поскольку пульсации тока в этом случае от нагрузки не зависят. Брать ОС с одного напряжения или с обеих - это уж какая стабильность Вам нужна :)

В данном случае сэлф-драйв синхронник сделать не получится, так как диапазон входных напряжений достаточно большой. От 12-ти вольтового источника будут потребляться имульсы ~2 мс раз в 1 секунду, так что средняя мощность будет никакой (о неразрывных токах говорить не приходится), но и требования к точности не очень высокие - 11В-13В. Если намотать на один сердечник, то, наверное, импульсные помехи от одного будут пролазить в другой? Еще вопрос, можно ли ШИМ-контроллер запитать этим же 12-ти вольтовым напряжением?

 

А точно Эктив Клэмп хотите? Задачка то типичная для флая.. Или Хотите получить КПД под потолок и совсем маленькие размеры?

 

Хочу получить работу на повышенных частотах - 300-400 кГц, а также пониженные шумы.

Share this post


Link to post
Share on other sites
А есть разница намотать 2мГ с зазором или 2мГ без зазора? Ведь ток намагничивания будет в любом случае одинаковый? При нагрузке 2А и коэффициенте трансформации 16 приведенная к первичке нагрузка будет всего 0.125А, мне кажется, ток намагничивания вряд ли возможно сделать меньше.

 

Разницы никакой нет. Но в любом случае индуктивность не должна быть большой, иначе напряжение на стоке ключа за время "второй" паузы будет спадать слишком медленно, и весь эффект от активного демпфирования пропадет. Иногда делают да ток намагничивания больше приведенного тока нагрузки - тогда можно легче добиться режима ZVS, но выгода от такого подхода сомнительна. Вы можете уже на макете посмотреть влияние зазора на процессы, на осциллоскопе все это дело видно весьма наглядно.

 

В данном случае сэлф-драйв синхронник сделать не получится, так как диапазон входных напряжений достаточно большой. От 12-ти вольтового источника будут потребляться имульсы ~2 мс раз в 1 секунду, так что средняя мощность будет никакой (о неразрывных токах говорить не приходится), но и требования к точности не очень высокие - 11В-13В. Если намотать на один сердечник, то, наверное, импульсные помехи от одного будут пролазить в другой? Еще вопрос, можно ли ШИМ-контроллер запитать этим же 12-ти вольтовым напряжением?

 

Проблема в том, что соотношение Vout=D*Vin/K справедливо только для режима непрерывных токов. Поэтому если у Вас в канале, по которому осуществляется регулирование, всегда континус, то дроссели могут быть и раздельными - в противном случае приемлимой точности стабилизации второго канала (даже 11-13В) добиться не удастся. На самом деле ничего страшного в многообмоточном дросселе нет - это стандартнейшее решение и вроде как никакого ухудшения EMI от этого дела не происходит. Хотя в любом случае броски тока по дополнительному каналу о хх до половины общей мощности дело весьма серьезное, и 10% стабильности получить не совсем просто...

Share this post


Link to post
Share on other sites
Изучаю топологию Active Clamp Forward (однотактный прямоходовой с активным демпфером). Делаю блок питания Uвх = 150-400В, Uвых1 = 5.5В 2А, Uвых2 = 12В 1А. Вот материалы по теме, которые я нашел:

 

TI:

SLUA303 - Designing for High Efficiency with the Active Clamp UCC2891 PWM Controller

SLUA322 - Active Clamp Transformer Reset: High Side or Low Side?

SLUS542B - UCC289x.pdf

SLUP108 - введение в Active Clamp

 

И еще документация на Evalution Board и на микросхему UCC3580, которая на мой взгляд уже устарела.

National:

ActiveClamp_4-18-05b.pdf - Introduction to Forward Power Converters Utilizing Active Clamp Reset (семинар)

LM5026.pdf - Active Clamp Current Mode PWM Controller

 

И статья от Bludger (там пара опечаток):

http://www.bludger.narod.ru/smps/ActCl.pdf

 

Делаю блок питания на UCC2893 (хотел на UCC2894 но купить ее не получилось), изучил все приведенные документы, но все равно осталось несколько вопросов:

 

1. Трансформатор. Хочу делать на сердечнике RM8 и материале N87 (от Epcos) на частоте 300 кГц, возникает вопрос - нужен ли в данном случае зазор или нет? Коэффициент трансформации получается примерно 16, т.е. если делать тарнсформатор без зазора то при 32 витках первички получается 2 вторички, причем индуктивность первички около 3-х мГ.

2. В качестве ключей решил использовать транзисторы IRFB9N60A, на напряжение 600В, вроде по расчетам этого достаточно. Для управления ключом демпфера хочу намотать трансформатор 1:1 на RM6.

3. В качестве демфера - конденсатор 10n, типоразмера 1206 на 500В.

4. Как сделать схему запуска от сети, просто резистор на ножку Vdd не используя Vin?

5. Нужно ли делать обратную связь по обоим выходным напряжениям, или можно только по напряжению 5.5? Я так понимаю, что выходное напряжение определяется только входным, коэффициентом трансформации и заполнением. Т.е. одно напряжение жестко привязано к другому и от тока нагрузки не зависит? Т.е. если я сделаю 4 витка на обмотку 12 В, то и получу 6*2-0.5=11.5 (с учетом диодов)?

 

Добрый день!

При таких параметрах делать схему с активным ограничением не имеет смысла, ну будет кпд на 5-10% выше, а проблем будет значительно больше. При входном 400В транзистор должен быть как минимум на 650В. На сердечнике RM8 будет проблематично сделать гальваническую развязку в 1,5-2 кВ.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Добрый день!

При таких параметрах делать схему с активным ограничением не имеет смысла, ну будет кпд на 5-10% выше, а проблем будет значительно больше. При входном 400В транзистор должен быть как минимум на 650В. На сердечнике RM8 будет проблематично сделать гальваническую развязку в 1,5-2 кВ.

 

Данная топология выбрана из желания сделать БП на повышенной частоте - 300-400кГц при пониженных помехах. К тому же это тренировочный проект (ну и не зря же я такую уйму документов изучил).

 

Ну вроде по расчетам получается вольт 550, скорее всего и правда лучше применить 650.

 

Да, действительно, на такой сердечник уместить все обмотки будет не легко, просто у нас их очень много, а девать особо не куда. Какой сердечник порекомендуете вы?

Share this post


Link to post
Share on other sites
Данная топология выбрана из желания сделать БП на повышенной частоте - 300-400кГц при пониженных помехах. К тому же это тренировочный проект (ну и не зря же я такую уйму документов изучил).

 

Ну вроде по расчетам получается вольт 550, скорее всего и правда лучше применить 650.

 

Да, действительно, на такой сердечник уместить все обмотки будет не легко, просто у нас их очень много, а девать особо не куда. Какой сердечник порекомендуете вы?

 

Частота около 125 кгц и сердечник EF20. Помех будет не больше чем в вашем случае.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Частота около 125 кгц и сердечник EF20. Помех будет не больше чем в вашем случае.

 

Все же хочется сделать на повышенной частоте, 300 кГц минимум (устройство - гидроакустический приемник, работающий на частоте 50 кГц).

Share this post


Link to post
Share on other sites
Все же хочется сделать на повышенной частоте, 300 кГц минимум (устройство - гидроакустический приемник, работающий на частоте 50 кГц).

 

Я бы посмотрел на что-нить типа EFD-15 - если не нужна двойная/усиленная изоляция... Можно, кстати, сделать такой финт - взять секционированный каркас, и намотать первичку и вторички на разных секциях - в эктив клэмпе такое дело проканывает :) Хотя вопрос с изоляцией все равно не снимается, но несколько облегчается.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Еще вопрос, не совсем понятно как сделать схему запуска для БП. Достаточно поставить резистор с Vin на VDD микросхемы? Но тогда при разном входном напряжении скорость запуска будет разная. В схеме на ucc2580 сделан стабилизатор тока на транзисторе и стабилитроне. Стоит ли с ним связываться при входном напряжении 400 В?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Посмотрите еще slup112

 

Еще вопрос, не совсем понятно как сделать схему запуска для БП. Достаточно поставить резистор с Vin на VDD микросхемы? Но тогда при разном входном напряжении скорость запуска будет разная. В схеме на ucc2580 сделан стабилизатор тока на транзисторе и стабилитроне. Стоит ли с ним связываться при входном напряжении 400 В?

Я делаю так, к резистивному делителю подключаю затвор полевика. Сток через резистор 50кОм сожаю на Uin, а исток через диод на Vdd, . Второй полевик затвором сожаю на Vref, стоком на затвор первого. Работает так-открывается первый полевик, по заданному уровню, ИМС стартует, появляется Vref, далее открывается второй полевик и блокирует первый.

Edited by vlvl@ukr.net

Share this post


Link to post
Share on other sites
Да, зазор принципиально необходим, навскидку - ток намагничивания должен составлять процентов 20 от тока нагрузки.

Вот здесь не совсем понятно.

Если Uin=250...400V, Pout=40W, Uout=40V.

Тогда

Iin(dc_)=Pout/0,9*Uin=0,18...0,11A, Imag=20%*1A=0,2A, т.е. Imag>Iin----???

Тем паче, Imag-const, а Iin(dc_)=var.

Edited by vlvl@ukr.net

Share this post


Link to post
Share on other sites

В апликухах пишут про "Typically, the magnetizing current is designed to be between 10% -25% of the reflected load current ", [slup 108, ст.3-4]. Что это такое отраженный ток нагрузки и как его определить?

Share this post


Link to post
Share on other sites
В апликухах пишут про "Typically, the magnetizing current is designed to be between 10% -25% of the reflected load current ", [slup 108, ст.3-4]. Что это такое отраженный ток нагрузки и как его определить?

 

На сколько я понимаю, это приведенный ток нагрузки и вычисляется он как ток нагрузки деленный на коэффициент трансформации.

Share this post


Link to post
Share on other sites
На сколько я понимаю, это приведенный ток нагрузки и вычисляется он как ток нагрузки деленный на коэффициент трансформации.

Я так тоже думал, однако в соответствии со [slup 108, ст.3-5], I'pri=Iin_dc/ Dmax, по описаниям это есть отраженный ток. И как же правильно? Честно говоря я уже и сам маненько подзапутался. :1111493779:

Edited by vlvl@ukr.net

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