[Politeh 0]

Добрый день!

Заказчик сделал пробный БП 12В->195В, 0.1А, fly-back, неизолированный. Схему прикрепил. В итоге очень сильно греется трансформатор: 60С при окружающей 25С. Поскольку диапазон работы устройства -40..+70, то при +70 температура трансформатора будет выше 100 градусов, что неприемлимо, т.к. на плате есть ещё источники тепла и температура в корпусе слишком высокая.

Также у заказчика на входе стоит buck-boost на 12В, на котором тоже естественно есть потери около 1.5-2Вт, а хотелось бы питаться напрямую от авто батареи 9-36В, без посредника в виде buck-boost, что соответственно уменьшит выделение тепла в устройстве.

На сайте TI, Workbench предлагает использовать LM5156-Q1. Но прежде чем приступить к более детальному расчету хотел бы получить совет по некоторым вопросам:

1. Реально ли сделать такую схему нормально работающей с входным диапазоном 9..36В без buck-boost на входе?

2. После быстрого предварительного моделирования в Workbench, появилось предупреждение в результатах расчета насчет отсутствия запаса по фазе(phase margin)(см скриншот). Критично ли это или запас по фазе всегда можно подкорректировать внешней компенсационной цепью?

3. Может есть ещё более эффективный вариант схемы чем fly-back? Слышал про квазирезонансную схему, но пока не углублялся.

 

Буду рад любым советам теме.

Благодарю.

 

 

[borodach 16]

Если всё работает, и не устраивает только температура, то надо работать с трансформатором - там очень много мест, где можно что-то поменять

[artemkad 89]

А зачем транс если БП не изолированный? Поставь вместо транса индуктивность (ампера на 2).

[Plain 221]

7 часов назад, Politeh сказал:

хотелось бы питаться напрямую от авто батареи 9-36В

Тогда сперва почитайте хоть что-нибудь про автоэлектронику, там нет таких напряжений.

[makc 226]

1 минуту назад, Plain сказал:

Тогда сперва почитайте хоть что-нибудь про автоэлектронику, там нет таких напряжений.

https://www.autoopt.ru/articles/products/12386887

24 Вольта там есть, аккумуляторы соединяются последовательно.

[Plain 221]

32 минуты назад, makc сказал:

24 Вольта там есть

ГОСТ 33991-2016 — там есть 6 В в течение 20 с, в виде импульса №4, и 60 В 400 мс, в виде импульса №5 и работы соответствующей цепи защиты.

[wim 6]

23 часа назад, Politeh сказал:

очень сильно греется трансформатор

23 часа назад, Politeh сказал:

Workbench предлагает использовать LM5156-Q1

Пытаюсь понять логику автора. Греется трансформатор. Давайте заменим микросхему ШИМ-контроллера на другую такую же.  

 

 

23 часа назад, Politeh сказал:

Критично

Отвечает Капитан Очевидность - критично.

23 часа назад, Politeh сказал:

запас по фазе всегда можно подкорректировать внешней компенсационной цепью?

Не всегда - вот Workbench не справился.

23 часа назад, Politeh сказал:

Может есть ещё более эффективный вариант схемы чем fly-back?

Эффективность схемы оценивается не вопросами-ответами на форуме, а расчётами и моделированием. 

В 17.10.2022 в 11:54, Politeh сказал:

Слышал про квазирезонансную схему

Я тоже подкину идей: tapped inductor boost converter. 

[крупный радиолюбитель 1]

20 hours ago, Plain said:

60 В 400 мс, в виде импульса №5 и работы соответствующей цепи защиты

Пмсм, несколько больше. Смотрю рисунок 11, испытательный импульс 5а. Вижу Uа+Us, это 13+87=100 вольт для двенадцативольтовой бортсети  и 27+174=201 вольт  для двадцатичетырехвольтовой.  Если заказчик требует функциональный класс А (изделие  выполняет  свои  функции  в  соответствии  с назначением во время и после испытаний) тогда сапрессор с предохранителем в качестве защиты не прокатывает.

[Plain 221]

17 минут назад, крупный радиолюбитель сказал:

Вижу ... вольт

Надо на омы смотреть, для обеих бортсетей годится защита в виде единственно 33-вольтового ограничителя, для 24 В он просто мощнее, две-три шт., а предохранитель к данному стандарту никаким боком, он от пожара при КЗ нагрузки.

[Politeh 0]

Насчет напряжений в бортовой сети авто я в курсе, это решается защитой на входе, но не buck-boost. 

 

11 hours ago, wim said:

Пытаюсь понять логику автора. Греется трансформатор. Давайте заменим микросхему ШИМ-контроллера на другую такую же.  

 

 

Отвечает Капитан Очевидность - критично.

Не всегда - вот Workbench не справился.

Эффективность схемы оценивается не вопросами-ответами на форуме, а расчётами и моделированием. 

Я тоже подкину идей: tapped inductor boost converter. 

Логика в том, чтобы выбрать микросхему для аутомотив и сделать всё правильно.

Делаю предварительные расчеты, подбираю предварительно компоненты. Как будут первые результаты - продемонстрирую. Они уже есть, но пока с трансформатором более глубоко нырнул.

[wim 6]

18 минут назад, Politeh сказал:

Логика в том, чтобы выбрать микросхему для аутомотив

Логика по-прежнему отсутствует. TPS40210-Q1 - аутомотив. LM5156-Q1 - аутомотив. Они обе аутомотив. Обе current mode. Обе не умеют управлять синхронным выпрямителем. То есть нет ничего? что поможет какой-либо из них снизить тепловыделение блока питания. Зачем менять одну на другую, если цель обозначена, как уменьшение потерь и, соответственно, тепловыделения?

23 минуты назад, Politeh сказал:

пока с трансформатором более глубоко нырнул

И это правильно. Трансформатор обратноходового источника питания - это то, что трудно поддаётся оптимизации, потому что он уже изначально оптимизирован по цене. А у Вас еще и структура нетиповая.

[Politeh 0]

10 hours ago, wim said:

Логика по-прежнему отсутствует. TPS40210-Q1 - аутомотив. LM5156-Q1 - аутомотив. Они обе аутомотив. Обе current mode. Обе не умеют управлять синхронным выпрямителем. То есть нет ничего? что поможет какой-либо из них снизить тепловыделение блока питания. Зачем менять одну на другую, если цель обозначена, как уменьшение потерь и, соответственно, тепловыделения?

И это правильно. Трансформатор обратноходового источника питания - это то, что трудно поддаётся оптимизации, потому что он уже изначально оптимизирован по цене. А у Вас еще и структура нетиповая.

LM5156-Q1 - намного более свежий, и входной диапазон шире.

Кстати, насчет синхронного выпрямления - а он возможен с таким параметрами на входе? Почему-то Webench ничего не предлагает по синхронным.

Погуглил, не нахожу повышающих флайбэк синхронных, только понижающие, видимо есть ограничения.

[wim 6]

53 минуты назад, Politeh сказал:

входной диапазон шире

Если питать ШИМ-контроллер напрямую от бортовой сети без защиты, сгорят оба. А с защитой оба выживут. 

55 минут назад, Politeh сказал:

насчет синхронного выпрямления - а он возможен с таким параметрами на входе?

Нет, конечно, - у Вас же повышающий преобразователь. Я к тому, что функционально эти ШИМ-контроллеры однотипны.

57 минут назад, Politeh сказал:

LM5156-Q1 - намного более свежий

Это сильный аргумент. Свежий урожай ШИМ-контроллеров.

[Politeh 0]

6 minutes ago, wim said:

Если питать ШИМ-контроллер напрямую от бортовой сети без защиты, сгорят оба. А с защитой оба выживут. 

Нет, конечно, - у Вас же повышающий преобразователь. Я к тому, что функционально эти ШИМ-контроллеры однотипны.

Это сильный аргумент. Свежий урожай ШИМ-контроллеров.

Свежий ШИМ - это действительно сильный аргумент.

[_gari 4]

Politeh, вы бы показали фото, что там творится на стоке транзистора вашего текущего девайса.  В схеме у вас есть небольшой  демпфер, но нет снаббера, в типовом исполнении ОХ соотношение витков первичка : вторичка - плохое, что должно вызвать повышенную инд. рассеяния, но вот куда в схеме девается ее энергия, сосем не ясно. Она же не может испариться в никуда,по-логике, на первичке должен возникать длинный звон, греющий транс. 

Конечно желательно видеть оригинальную схему, а не хз что.

Изменено 19 октября, 2022 пользователем _gari