Jump to content

    
Sign in to follow this  
smk

Однотактный обратноходовый преобразователь

Recommended Posts

Время поджимает, а опыта конструирования импульсных преобразователей не много. Нужна мощность в нагрузке 75 Вт. Вторичные напряжения 150, 12, 5 В. Последнее стабилизировано. Мощность нагрузки 45, 24, 6 Вт соответственно. То, что у меня получилось - схема и осциллорамма на стоке MOSFET в прилагаемом архиве. Частота преобразования 200 кГц. Кольцо трансформатора 28 х 16 х 9 2000НМ с зазором 2,5 мм. Греется транзистор, греется трансформатор. Требования к прибору - долговременная работа при постоянной нагрузке, теплоотвод затруднен. Требуемые напряжения я получил. На полную мощность пока не нагружал. Понимаю, что такой осцоллограммы там быть не должно. Что-то я делаю не так. Подскажите как правильно пожалуйста! Спасибо!

ibp.rar

Share this post


Link to post
Share on other sites

1) 75 Вт на К28 - довольно круто. Впрочем, на 200 кГц может быть. Кольцо лучше взять буржуйское, напр. Epcos или Cosmo. У них индукция больше, а потери меньше. Тем более на 200 кГц. Можно будет частоту снизить, или витки уменьшить.

Какая у тебя рассчетная пиковая индукция, индуктивность первичной обмотки, витки транса? Зазор зело большой, при таком расползание поля он как бы уменьшается. Раза в 2 минимум. То есть рассчитал, напр., что для 1 мГн должен быть зазор 2 мм, сделал - а выходит 2 мГн. И поле, которое расползлось из зазора, греет вихревыми токами провод, который поблизости. Но это от толщины провода зависит. Зазор лучше делить на 2 - кольцо ломается, потом клеится эпоксидкой черезкакую-нить промокашку. Главное, чтобы эпоксидка все пропитала. И обязательно мерить индуктивность.

А вообще кольцо - это хорошо. Рассеяние меньше. Обмотки должны лежать равномерно. Можно обойти зазоры но всеми обмотками вместе.

2) Осциллограмма вроде нормальная. При закрывании транзистора - звон его емкости и паразитной индуктивности транса. Около 8 МГц.

Интересно, какую емкость надо добавить в параллель транзистору, чтобы частота звона уменьшилась в 1,4 раза. По этому можно определить качество транса. А чтоб не звенело, ставится последовательная RC-цепь(снаббер), в параллель транзистору(сток-исток). Номиналы ее завтсят от предыдущего измерения.

На звон наложен импульс самоиндукции - тот, который и выпрямляется на выходе.

3) Схема. Если судить по амплитуде звона, цепочка C9 R4 не работает. R4 должен быть 2-3 кОм, на 1-2 Вт. При макс. выходной мощности на нем должно быть 50-60 В.

Разделительный конденсатор С7 выглядит подозрительно. Я так никогда не делал. Желательно посмотреть сигнал на затворе транзистора. 1-2 периода на развертку, а не 4. И вообще, на 520 транзисторе одних активных потерь выходит ватт 6, и еще потери переключения. Я бы взял хотя бы IRF530, и драйвер питал от 12 В. Контроллеру-то все равно. R3 непонятно зачем, я бы выкинул. R2 хотя бы 500 Ом, чтобы зря ток не жрал. Q2, Q3 - соответственно BC807/BC817, чтобы шустрее заряжать затвор(или с ногами - это BC507/BC517). С7 выкинуть, вместо него поставить 10-20 Ом резистор. Чтобы транзистор меньше грелся потерями переключения, ему можно поставить RCD снаббер. Ватта на 2-3.

С3 лучше поставить низкоимпедансный, можно 330-560 мкФ. Через него пойдет ампер 4-5.

Share this post


Link to post
Share on other sites

R3 с номиналом 5-10 Ом лучше перенести на выход драйвера. R4 уменьшить до 1 кОм.

Поднять отпирающее смещение на затворе ключа, для чего или питание драйвера увеличить до 8-9 В, соответственно увеличив номинал R2, или убрать С7, что нежелательно из-за примененной схемы выхода драйвера.

200 кГц для сердечника 2000НМ многовато.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Время поджимает, а опыта конструирования импульсных преобразователей не много. Нужна мощность в нагрузке 75 Вт. Вторичные напряжения 150, 12, 5 В. Последнее стабилизировано. Мощность нагрузки 45, 24, 6 Вт соответственно. То, что у меня получилось - схема и осциллорамма на стоке MOSFET в прилагаемом архиве. Частота преобразования 200 кГц. Кольцо трансформатора 28 х 16 х 9 2000НМ с зазором 2,5 мм. Греется транзистор, греется трансформатор. Требования к прибору - долговременная работа при постоянной нагрузке, теплоотвод затруднен. Требуемые напряжения я получил. На полную мощность пока не нагружал. Понимаю, что такой осцоллограммы там быть не должно. Что-то я делаю не так. Подскажите как правильно пожалуйста! Спасибо!

 

Добрый день!

При сети 24В лучше взять классику: UC384x с транзистором. Так как есть выходное напряжение 150В, то лучше применить обратноходовый. Трансформатор лучше выполнить на Ш-образном сердечнике. Датчик можно попробовать и резистивный.

Share this post


Link to post
Share on other sites
опыта конструирования импульсных преобразователей не много.

1.Зайдите на сайт www.powerint.com, ватащите AN-32, AN-16. Там найдете все расчеты по флаю.

2.Как Вы мотали транс??? Судя по 1й картинке на стоке, полная ерунда, большая индуктивность рассеивания. С целью ее снижения все обмотки нужно мотать "от щечки до щечки", в один слой.

3.С управлением тоже не все красиво, по заднему фронту звон, скорее всего из за С7. С7,D1,D2,думаю будут лишними.

4.U1 7805, 5В, для управления полевиком мало. Нужно 10..12В, не меньше. Иначе Вы божете попадать в нелинейную область и в место ключа получить усилитель, отсюда и перегрев транзистора.Посмотрите данные на полевик, Вы должны гарантированно его открыть.

5.Я бы снизил частоту преобразования, 100..150кГц

Edited by vlvl@ukr.net

Share this post


Link to post
Share on other sites

На затворе при выключении ступенька примерно 1 мкс. Транзистор очень плохо закрывается.

В порядке важности:

1)Выкинь хотя бы R3.

2)Поднять напр. драйвера до 12 В, увеличить R2.

3)Заменить транзистор на IRF530; Q2,Q3 поставить как я писал выше. С7 можно оставить, только увеличить до 0,1 мк.

И что с трансом? Какие обмотки, и мерил ли ты индуктивность? Можно померить индуктивность только 150-вольтовой, она самая большая.

Share this post


Link to post
Share on other sites

На затворе напряжение вообще странное - ощущение такое, что оно снимается с обмотки ПОС трансформатора, и преобразователь вообще автогенераторный :07: (или емкость С-З работает таким интересным образом)

Ну С7 я бы вообще не ставил, транзистор должен быть IRL (управляемый логическими уровнями), D2 бы убрать, D1 прервернуть и поставить 5-вольтовый.

А ежели поднимать напряжение вольт до 15, то можно и IRF530 и стабилитрон соответственно.

Edited by Vlas

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ага, кажись я понял. Для этого разделительный С7 и ставят. Когда импульсы пропадают, С7 постепенно разряжается через параллельный резистор R5. Только я бы его уменьшил, чтоб быстрее разряжался. Хоть до килоома. А лучше перенести эту примочку на вход транзистора Q1. R1 делишь на 2 части (нижний 1 к, верхний 5-10), и подаешь ШИМ с порта в точку их соединения, через конденсатор. И нужен обратный диод база-эмиттер. Но нога ОС2 - это выход ШИМ. Повисший контроллер может забыть там ШИМ, и все может погореть. Супротив этого можно защиту сделать - по превышению вых. напряжения давать сброс контроллеру :). Достаточно стабилитрона и оптопары.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Время поджимает, а опыта конструирования импульсных преобразователей не много. Нужна мощность в нагрузке 75 Вт. Вторичные напряжения 150, 12, 5 В. Последнее стабилизировано. Мощность нагрузки 45, 24, 6 Вт соответственно. То, что у меня получилось - схема и осциллорамма на стоке MOSFET в прилагаемом архиве. Частота преобразования 200 кГц. Кольцо трансформатора 28 х 16 х 9 2000НМ с зазором 2,5 мм. Греется транзистор, греется трансформатор. Требования к прибору - долговременная работа при постоянной нагрузке, теплоотвод затруднен. Требуемые напряжения я получил. На полную мощность пока не нагружал. Понимаю, что такой осцоллограммы там быть не должно. Что-то я делаю не так. Подскажите как правильно пожалуйста! Спасибо!

 

Выкиньте управляющие транзисторы и поставьте человеческий драйвер с парой ампер тока. Вообще, делать флай на 75Вт из 24В - задачка та еще! Полтора десятка ампер коммутировать во флае что бы ключ особо не грелся с таким входом - это надо очень хороший ключ очень правильно коммутировать и на очень грамотной топологии...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Нормальный драйвер, хоть из BC807/817. Топология довольно простая - цепь транзистор-транс-конденсатор - покороче, и широкими дорожками. Драйвер - прямо к истоку полевика, питание и цифровая земля - тоже.

Трансу тоже тяжеловато. Похоже, первичную обмотку надо шлейфом мотать, между мощными обмотками. Витков 5 выходит. 150-вольтовую - первой, в 1 слой.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Нормальный драйвер, хоть из BC807/817. Топология довольно простая - цепь транзистор-транс-конденсатор - покороче, и широкими дорожками. Драйвер - прямо к истоку полевика, питание и цифровая земля - тоже.

Трансу тоже тяжеловато. Похоже, первичную обмотку надо шлейфом мотать, между мощными обмотками. Витков 5 выходит. 150-вольтовую - первой, в 1 слой.

 

По картинке на гейте ну очень хорошо видно насколько он нормальный :)) Там должен быть четкий прямоугольник - а у Вас он выключается пол-часа... А каждая сотня наносекунд времени выключения выдает ватт семь потерь в динамике... А каждая сотня наносекунд это, наверное, всего с полсотни наногенри паразитной индуктивности монтажа...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Burner, спасибо за ответы!

Какая у тебя рассчетная пиковая индукция

0,1 Тс

индуктивность первичной обмотки, витки транса?

Рассчетное значение без зазора 0,14486 мГн. Фактическую не мерял. нечем.

Если судить по амплитуде звона, цепочка C9 R4 не работает. R4 должен быть 2-3 кОм, на 1-2 Вт

Там 390 Ом 1 Вт. на схеме не поправил, извиняюсь.

А чтоб не звенело, ставится последовательная RC-цепь(снаббер), в параллель транзистору(сток-исток).

А как ее считать? Помогите, если можете. Буду признателен.

Поднять отпирающее смещение на затворе ключа, для чего или питание драйвера увеличить до 8-9 В,

Или 5 или 24 В. Из-за этого и брал MOSFET logic.

200 кГц для сердечника 2000НМ многовато.

Если верить справочнику то в самом худшем случае до 300 кГц можно.

 

 

Как Вы мотали транс??? Судя по 1й картинке на стоке, полная ерунда, большая индуктивность рассеивания. С целью ее снижения все обмотки нужно мотать "от щечки до щечки", в один слой.

Так и мотал. Сначала изолировал фторопластовой лентой, намотал высоковольтную обмотку равномерно по кольцу, изолировал еще раз, намотал две низковольтные (одну за другой в сумме равномерно по кольцу), изолировал, намотал первичную равномерно по кольцу.

Посмотрите данные на полевик, Вы должны гарантированно его открыть.

LOGIC он. открывается 5-вольтовой логикой. Думал сразу контроллером им управлять. Оказалось не все так просто.

И что с трансом? Какие обмотки, и мерил ли ты индуктивность? Можно померить индуктивность только 150-вольтовой, она самая большая.

Могу привести обмоточные данные. Расчетная индуктивность высоковольтной 5,65844 мГн. Мерять нечем.

транзистор должен быть IRL (управляемый логическими уровнями)

Он и есть. IRL520A

Управление полевиками, гдето на форуме выкачал. Може поможет

C7 и те диод со стабилитроном собственно оттуда и взяты, как и драйвер на биполярных. Хвалят его там очень.

А почему в качестве мозгов АВР? а если он зависнит? 75ВТ это всё таки серьезно, пока будет перезагрузка времени может прилично пройти...

С этим разберемся. Но одному память уже вышибло. Общаться может, а флешь уже не программируется, хотя и вытерлась.

На нем еще логика включения-выключения и прочие задачи. все в одном и за 1 доллар.

С7 постепенно разряжается через параллельный резистор R5. Только я бы его уменьшил, чтоб быстрее разряжался. Хоть до килоома

перестанет открываться мосфет, я пробовал. А резистор нужен чтоб удержать полевик закрытым при подаче питания. расчет номинала в том пдф-е.

 

Но нога ОС2 - это выход ШИМ. Повисший контроллер может забыть там ШИМ, и все может погореть.

Да, я обдумывал эту ситуацию и решил развязать по постоянке.

Выкиньте управляющие транзисторы и поставьте человеческий драйвер с парой ампер тока. Вообще, делать флай на 75Вт из 24В - задачка та еще! Полтора десятка ампер коммутировать во флае что бы ключ особо не грелся с таким входом - это надо очень хороший ключ очень правильно коммутировать и на очень грамотной топологии...

Это Вы правы. Альтернативные предложения есть? Вот смотрю UC384х и как SHUTDOWN прикрутить к ней. Хм... но 75 Вт и как посчитать контрольную обмотку...

Edited by smk

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