[Ne-X-uS 0]

Вообщем закзали мне один девайс, по питанию я поставил туда обычный 50 герцовый транс, но вес в 1 кг заказчика не устроил. Вот теперь надо придумывать чего то. Выходные данные для бп:

32В:250мА

-12В:250мА

-5В:50мА

Думаю взять схемку на подобии блока питания +5SB из комповского БП. Но сколко не искал нигде не нашел расчетов блокинг-генераторов...

Схема примерно такая:

P.S.: Зачем нужна цепь: D1,D2,D3,C4,R5

[=AK= 14]

Советую не ходить по граблям и не париться с блокингами, а выбрать подходящую микруху фирмы Power Integration. У них широкий выбор, а также они дают полно примеров применения, http://www.powerint.com/dak.htm. Можно взять за основу 10-ваттный DAK-18 http://www.powerint.com/PDFFiles/epr18.pdf

[Ne-X-uS 0]

Прочел вот это во многом стало понятней. А блокинг хочу сделать из принципа... потомучто низковольтные блокинги делал...

[Ne-X-uS 0]

Вот провел некоторые калькуляции:

Проверьте пожалуйста, нигде ли я не накосячил.

[Электронщик 1]

ну так сделай автогенератор для себя....а ТОР для заказчика...быстрее будет...трансы готовые продаются на несколько напряжений...ТОРов навалом...схемы готовые есть...КПД большой...

[Ne-X-uS 0]

ну так сделай автогенератор для себя....а ТОР для заказчика...быстрее будет...трансы готовые продаются на несколько напряжений...ТОРов навалом...схемы готовые есть...КПД большой...

 

Для заказчика сделаю на ТОРе или на ТNY, а транс и расчитать не проблема...

[Ne-X-uS 0]

Теперь, что делать с закзчиком разобрались и можно занятся расчетом блокинга...

Вот тут что-то приблизительное:

 

 

Вначале расчитываем все как для флайбэка... это я опустил, т.к. много где написано как...

Снизу приведены эквивалентные схемы базовых цепей во время прямого и обратного ходов... Очевидно, что прямой ход заканчивается придостижени током базы значения равному Ikmax/h21, а обратный ход заканчивается при достижении базового напряжения Ubeнас.

 

 

ГУРУ форума ответте пожалуйста, я в правильном направлении иду...

 

 

Р. S.: Надо расчитать этот блокинг раз и навсегда!!! :07:

Изменено 5 июня, 2007 пользователем Ne-X-uS

[syv 0]

Для заказчика сделаю на ТОРе или на ТNY, а транс и расчитать не проблема...

 

На мой взгляд, подход к проектированию у Power Integrations не совсем верный, особенно в части советов по использованию трансформатора с непрерывным магнитным потоком. Там все не так просто, как написано в их Datasheet'ах и AN. Да и качество самих микросхем оставляет желать... Лучше обратить внимание на Viper' ы от ST. Там, по крайней мере, все по честному.

 

Вначале расчитываем все как для флайбэка... это я опустил, т.к. много где написано как...

Снизу приведены эквивалентные схемы базовых цепей во время прямого и обратного ходов... Очевидно, что прямой ход заканчивается придостижени током базы значения равному Ikmax/h21, а обратный ход заканчивается при достижении базового напряжения Ubeнас.

ГУРУ форума ответте пожалуйста, я в правильном направлении иду...

Р. S.: Надо расчитать этот блокинг раз и навсегда!!! :07:

Для начала, Ваша схема - это не совсем то, что надо...

В такого рода девайсах строго необходима схема ограничения тока силового транзистора. Иными словами, нужен не совсем блокинг...

Транзистор должен включаться по положительному смещению на базе. Далее, за счет ПОС он удерживается в открытом состоянии до тех пор, пока ток коллектора не достигнет некоторой величины, определяемой схемой ограничения тока. После этого транзистор должен закрыться и находиться в этом состоянии, пока не закончится этап передачи тока в нвгрузку, т. е. не закроется выходной диод. После этого процесс повторится заново.

Управляя величиной тока, при которой происходит отключение силового транзостора, можно стабилизировать выходное напряжение.

На мой взгляд, блокинг в чистом виде для источников питания не применим.

[Ne-X-uS 0]

Для начала, Ваша схема - это не совсем то, что надо...

В такого рода девайсах строго необходима схема ограничения тока силового транзистора. Иными словами, нужен не совсем блокинг...

Транзистор должен включаться по положительному смещению на базе. Далее, за счет ПОС он удерживается в открытом состоянии до тех пор, пока ток коллектора не достигнет некоторой величины, определяемой схемой ограничения тока. После этого транзистор должен закрыться и находиться в этом состоянии, пока не закончится этап передачи тока в нвгрузку, т. е. не закроется выходной диод. После этого процесс повторится заново.

Управляя величиной тока, при которой происходит отключение силового транзостора, можно стабилизировать выходное напряжение.

На мой взгляд, блокинг в чистом виде для источников питания не применим.

Ни кто и не говорит что схема приведенная на рисунке будет использоваться в чистом виде... На рисунке изображены только елементы которые задают временные параметры блокинга... а цепь стабилизации выходного напряжения и защиты транзистора по току... в реальных девайсах есть.

Изменено 7 июня, 2007 пользователем Ne-X-uS

[Ne-X-uS 0]

Вот примерная схема большинства устройств питания на блокинге, которые я видел.

:1111493779:

[syv 0]

Вот примерная схема большинства устройств питания на блокинге, которые я видел.

 

Данная схема имеет ряд существенных недостатков. Если Вам будет угодно могу пояснить сей момент более развернуто.

 

Ни кто и не говорит что схема приведенная на рисунке будет использоваться в чистом виде... На рисунке изображены только елементы которые задают временные параметры блокинга... а цепь стабилизации выходного напряжения и защиты транзистора по току... в реальных девайсах есть.

 

Я не зря подробно описал принцип работы обратноходового преобразователя на основе так называемого блокинг-генератора (с детства не люблю это название). Более правильно такой режим работы называется критическим (critical mode). В первом приближении, длительность открытого состояния ключа в таких схемах обычно определяется индуктивностью первичной обмотки и нагрузкой, а длительность закрытого состояния соответственно индуктивностью вторичной обмотки и все той же нагрузкой. Отношение длительности открытого состояния к периоду, т. е. сумме открытого и закрытого состояний позволяет регулировать или стабилизировать выходное напряжение.

Расчет подобных схем, строится, как правило, исходя именно из этих соображений, а не из тех, которые привели Вы.

В присоединенных файлах находится лично мое видение сего предмета. Fly - это схема маломощного БП со входом 30...60 Вольт и выходом 12 Вольт, а Diagr - диаграммы напряжения на коллекторе и на выходе.

 

Изменено 7 июня, 2007 пользователем Прохожий

[Ne-X-uS 0]

Данная схема имеет ряд существенных недостатков. Если Вам будет угодно могу пояснить сей момент более развернуто.

 

Обясните пожалуйста...

Просто схему, которую я нарисовал, я видел во всех китайских БП АТХ 150-250 Вт, которые у меня есть, а есть их у меня аж 16 штук рабочих и стока же нерабочих примерно... правда не везде присутствовала защита по току, а из схем, что я нашел в инете отличалась сильно толко вот эта:

Насколько я понял в схеме приведенной вами стабилизация выходного напряжения осуществляется с помощью ЧИМ, т.е. длительность открытого состояния постоянна, а длительность закрытого меняется.

Если не трудно, опишите пожалуйста рассчет этой схемы...

И еще каковы критерии выбора коэффициента заполнения для флаев... я знаю что предпочтителней

[0-0,5], но некоторые в рабочей точке делают его например 0,3, а не 0,5, хотя при 0,5 макс выходное напряжение при том же к.

 

 

Р.S.: Хоть и оффтоп, но немогли бы вы поделиться русскими библиотечками для оркада...

[syv 0]

Обясните пожалуйста...

Просто схему, которую я нарисовал, я видел во всех китайских БП АТХ 150-250 Вт, которые у меня есть, а есть их у меня аж 16 штук рабочих и стока же нерабочих примерно...

 

Про схему на бумажке в клеточку:

1. Запирание силового транзистора - пассивное, по крайней мере на первоначальном этапе, сразу после отпирания запирающего маломощного транзистора. В данном случае высока вероятность вторичного пробоя, связанного с таким режимом работы ключа.

2. Схема стабилизации достаточно ущербна, поскольку:

а) завязана непосредственно на базу мощного транзистора, что в приличном обществе просто недопустимо (мухи должны быть отдельно, а котлеты тоже отдельно),

б) не совмещена со схемой защиты по току, что делает невозможным так называемое "управление по току", без которого нынче не работает ни один flyback.

 

Вторая схема уже получше, но недостаток 1 не устранен и введен дополнительный - отсутствие демпфирования первичной обмотки. Обычно, снаббер, нарисованный параллельно силовому ключу, применяется вместе с демпферной цепью, такой, как на бумажке в клеточку, но никоим образом не отдельно.

 

На мой взгляд, все это вызвано экономией китайцами, как деталей, так и места на ПП, особенно в массовых дешевых БП, упомянутых Вами.

 

Насколько я понял в схеме приведенной вами стабилизация выходного напряжения осуществляется с помощью ЧИМ, т.е. длительность открытого состояния постоянна, а длительность закрытого меняется.

 

Не совсем так. Здесь меняется длительность как открытого, так и закрытого состояния ключа, вместе с отношением открытого состояния к периоду. Раньше это называлось дельта-сигма модуляцией. А нынче этот термин перекочевал в область АЦП.

 

Если не трудно, опишите пожалуйста рассчет этой схемы...

И еще каковы критерии выбора коэффициента заполнения для флаев... я знаю что предпочтителней

[0-0,5], но некоторые в рабочей точке делают его например 0,3, а не 0,5, хотя при 0,5 макс выходное напряжение при том же к.

 

Трудно, конечно, но постараюсь...

Учтите, расчет имеет сугубо предварительный характер. Всю схему потребуется промоделировать в PSpice или сразу на макете для определения реальных потерь в компонентах и выбросов напряжений на них же.

Итак:

 

1. Определяем минимальное и максимальное значения выпрямленного сетевого напряжения Uвх.

Uвх max=sqr(2)*Uсети max,

Uвх min=sqr(2)*Uсети min–2Uд–U~,

где Uд=1 В — прямое падение напряжения на диоде входного выпрямителя,

U~=40 В — размах пульсаций на входном конденсаторе (обычно выбирают из интервала 20…50 В).

 

2. Выбираем выпрямительные диоды.

Максимальное обратное напряжение на диодах сетевого выпрямителя равно максимальному выпрямленному напряжению Uвх max.

Средний ток диода

Iд ср=Uн*Iн/(2Uвх min*КПД),

где КПД — КПД преобразователя в целом (для современных преобра-зователей составляет 0,75…0,9).

Диоды выбирают так, чтобы их максимальные ток и напряжение превышали расчетные в 2...10 раз.

 

3. Рассчитываем емкость входного конденсатора.

Сin=0,5Uн*Iн/(КПД*Uсети min*fсети*m*U~),

где fcети — частота сетевого напряжения (50 Гц),

m — число полупериодов выпрямленного напряжения за период сетевого напряжения (для однофазного мостового выпрямителя m=2).

 

4. Рассчитываем максимальный коэффициент заполнения (отношение длительности импульса к периоду).

Dmax=Uдоп/(Uдоп+Uвх min–Uvt), где

Uдоп — значение, на которое увеличивается напряжение на транзисторе в закрытом состоянии относительно напряжения питания при передаче энергии в нагрузку (выбирают в пределах 50...150 В), Uvt — падение напряжения на транзисторе (для предварительных расчетов принимают равным 2 В).

 

5. Рассчитываем трансформатор T1.

5.1. Максимальный ток первичной обмотки.

I1и=2,1*Pн/(Uвх min*Dmax*КПД), где

Pн - суммарная нагрузка всех вторичных обмоток.

5.2. Действующее значение тока первичной обмотки 1—2.

I1=I1и*sqr(max/3)

5.3. Коэффициент трансформации для каждой из вторичных обмоток.

ni=wi/w1=(Ui+U2i пр)(1–Dmax)/[(Uвх min–Uvt)*Dmax], где

U2i пр — прямое падение напряжения на диоде вторичной обмотки.

5.4. Действующее значение тока каждой из вторичных обмоток и диода.

I2i=I1/n*P2i/Pн*sqr((1–Dmax)/3), где

P2i=U2нi*I2нi - мощность нагрузки на выходной обмотке.

5.5. Индуктивность первичной обмотки.

L1=Dmax*Uвх min/(I1и*fп), где

fп — частота преобразования при номинальной нагрузке (для обеспечения удержания выходного напряжения на холостом ходу эта частота выбрается сравнительно низкой 16...20 кГц).

5.6. Число витков первичной обмотки.

Выбираем подходящий магнитопровод с распределенным или концентрированным зазором и рассчитываем число витков по одной из методик в зависимости от типа сердечника, исходя из полученной выше индуктивности первичной обмотки.

К примеру, для сердечника с распределенным зазором можно воспользоваться формулой:

w1=10000*sqr(L1*ls/(1,26*Mr*Sc)), где

ls - средняя длина магнитной линии выбранного сердечника (см),

Mr - относительная магнитная проницаемость (для материала МП140 =140),

Sc - поперечное сечение магнитопровода (см^2).

Если сердечник ферритовый из N87, скажем, то тогда считаем число витков, исходя из максимально допустимого приращения индукции за время действия импульса по формуле:

w1=10000*Uвх max*Dmax/(dB*Sc*fп), где

dB - приращение индукции не должно быть более 0,2... 0,25 Тл.

Далее вычисляется немагнитный зазор в сантиметрах исходя из индуктивности, полученной в п. 5.5.

lз=(Mo*Mr*(w1^2)*Sc*1e-2)/L1, где

Mo - абсолютная магнитная проницаемость (4*ПИ*1e-7)

Mr =1 - относительная магнитная проницаемость.

5.7. Число витков во вторичных обмотках.

wi=ni*w1

Расчет трансформатора - процесс итерационный, потому как исходя из требований снижения индуктивности рассеяния, обмотки должны находиться друг над другом в один слой и в то же время обеспечивать пропускание расчетных токов без ощутимого нагрева. Поэтому его придется повторить несколько раз до получения приемлемого результата.

 

6. Выбираем транзистор.

Действующее значение тока транзистора VT1 равно току первичной обмотки трансформатора.

Максимальное напряжение на транзисторе сразу после его закрывания составляет

Uvt выкл=Uвх max+(Uн+Uпр)*w1/w2+Uls, где

ULs=25...50 В — ЭДС самоиндукции индуктивности рассеяния трансформатора.

Статические потери в транзисторе составят:

Pvt стат=Uvt*I1

Поскольку выбран режим прерывистого потока трансформатора, то динамическими потерями при включении можно пренебречь.

Потери при выключении зависят от времени спада (tсп),

Pvt дин=I1и*Uси выкл*tсп*fп/2

Суммарная выделяемая мощность на транзисторе

Pvt=Pvt стат+Pvt дин

 

7. Выбираем выпрямительный диод вторичной обмотки.

Действующее значение тока диода равно току вторичной обмотки.

Обратное напряжение на диоде:

Uvd2i=Uнi+Uvt выкл*w2/w1.

Статические потери на диоде

Pvd2i стат=Uvd2i пр *I2i.

Поскольку выбран режим прерывистого потока трансформатора, то динамические потери на диоде будут незначительны и ими можно пренебречь.

 

Приблизительно таким вот образом... Здесь отсутствует расчет демпферной цепи, но об этом позже...

 

Р.S.: Хоть и оффтоп, но немогли бы вы поделиться русскими библиотечками для оркада...

 

Поясните, пожалуйста, что означает фраза "русские библиотечки для оркада":

1. графику по ЕСКД,

2. PSpice модели наших компонентов,

3. упаковку в наши корпуса,

4. все вместе взятое?

 

И последнее. Если не секрет, зачем Вам все это надо? На биполярных транзисторах уже давно никто ничего не делает.

[Ne-X-uS 0]

Спасибо большое за подробное описание расчетов... :a14:

На китайцев больше смотреть не буду!!!

 

Вопросы:

1.Каким выбирать напряжение на обмотке связи?

2.Как расчитывать цепь управления (VT6, VT7, VD2)?

3.Из каких соображений выбирать С7, VD1, R5?

 

Поясните, пожалуйста, что означает фраза "русские библиотечки для оркада":

Все вместе взятое.(если трудно, то 1 и 2).

 

И последнее. Если не секрет, зачем Вам все это надо? На биполярных транзисторах уже давно никто ничего не делает.

Не секрет. Просто у меня очень много биполярников всяких мастей, и русских и китайских, надо же куда-то их использовать. :)

[Lenel 0]

На мой взгляд, подход к проектированию у Power Integrations не совсем верный, особенно в части советов по использованию трансформатора с непрерывным магнитным потоком. Там все не так просто, как написано в их Datasheet'ах и AN. Да и качество самих микросхем оставляет желать... Лучше обратить внимание на Viper' ы от ST. Там, по крайней мере, все по честному.

 

Добрый день!

Согласен с Вами, что подход у PI к проектированию трансформаторов своеобразен. А вот качество этих микросхем намного лучше, чем у STM. Мы потребляем микросхем PI до 10тысяч в месяц и замечаний нет, они полностью соответствуют своим заявленным параметрам, эти микросхемы берем только у официального дилера. А микросхемы STM можно брать у кого угодно, результат одинаков - не высокое качество.

P.S. Не тратьте время на блокинги и автогенераторы, серьёзные фирмы в новых разработках их уже не применяют.