[pr0m 0]

Всем привет.

 

Такой вопрос - имеется флай (Fsw~130kHz, Pout.max~70W, 2 выхода, один - основной - ООС, другой нерегулируемый на небольшой ток и мощность ~2.5W, ну 3-я обмотка bias для ШИМ-а - к ней интереса нет), причём его работу в смысле нагрузки можно условно поделить на 2 режима:

1) основной, в котором работает 99.(9).% времени, нагрузка до 5Вт

2) критический (к выходу подгружаются некие мощные исполнительные устройства), мощность - максимальная.

Каким образом правильней расположить обмотки для основного и дополнительного (нерегулируемого) выходов, чтобы минимизировать увеличение напряжения на нерегулируемом выходе при увеличении мощности до максимальной, т.к. нерегулируемый выход идёт на линейный пост-регулятор, кой сильно будет калиться, да и напряжение на его входе (нерег. выход) может подбираться к неприличному.

 

Сейчас расположено так: Первичка-основная-дополнительная-bias. Сердечник EF25 две половинки с зазором по 0.5мм на средней ноге + по 0.2мм на внешних ногах. Располагал так из соображения максимальной связи доп. обмотки с основной, и как следствие - следование доп. напряжения за основным. Но, видимо,в большей степени это справедливо для прямоходовика (и его дросселей в ССМ).

Для флая, наверно, нужно исходить из того, как, с учётом индуктивностей рассеяния, коэф-в связи между обмотками, перераспределяется запасённая на прямом ходу энергия? Если так, то правильно ли я думаю, что доп. обмотку лучше расположить самой верхней, и тодга ей будет доставаться меньше, чем в текущем варианте намотки, при макс.мощности во 2-м режиме работы.

 

Забыл сказать: флай работает в DCM до макс. мощности включительно..

Изменено 17 февраля, 2011 пользователем pr0m

[AlexeyW 0]

На первый взгляд кажется, что нужно минимизировать индуктивность рассеяния между этими самыми двумя обмотками. Если напряжения невелики (какие на той и другой обмотке?), то можно их сделать в одном слое, и в любом случае они должны занимать одинаковый сектор (если это тор). Для EF, кажется, Вы все правильно описали.

 

 

Во-вторых, нужно минимизировать и индуктивность рассеяния с первичной обмотки на силовую, а также поставить не очень маленькую емкость демпфера. По идее, перенапряжение на нерегулируемом выходе в принципе не может быть больше, чем выброс на первичке в начале обратного хода - если он невелик, невелико и перенапряжение.

Изменено 17 февраля, 2011 пользователем AlexeyW

[Microwatt 2]

Когда включите и войдете в режим непрерывного тока в дросселе посмотрите осциллограмму напряжения на выпрямительном диоде. Основного канала. Потом, пожалуйста, расскажете впечатления.

[AlexeyW 0]

Когда включите и войдете в режим непрерывного тока в дросселе посмотрите осциллограмму напряжения на выпрямительном диоде. Основного канала. Потом, пожалуйста, расскажете впечатления.

Да, верно. В начале прямого хода есть звон, иногда очень сильный, амплитуда - до напряжения питания. При DCM (как здесь) с ним можно эффективно бороться, просто медленно открывая транзистор - потери очень невелики. При CCM нужен соответствующий демпфер.

 

[Microwatt 2]

При CCM нужен соответствующий демпфер.

Вот и расскажите чему он соответствует :)

И хорошо бы еще - откуда берется?

Я так и не понял. Но режима ССМ сторонюсь.

Как понял - о нем много говорят, но никто его не видел в трансформаторных и автотрансформаторных схемах.

Этот пик демпфером не давится. Разумным демпфером, не в 10% КПД. Диод выпрямителя прошить может запросто.

[pr0m 0]

На первый взгляд кажется, что нужно минимизировать индуктивность рассеяния между этими самыми двумя обмотками. Если напряжения невелики (какие на той и другой обмотке?), то можно их сделать в одном слое, и в любом случае они должны занимать одинаковый сектор (если это тор). Для EF, кажется, Вы все правильно описали.

 

 

Во-вторых, нужно минимизировать и индуктивность рассеяния с первичной обмотки на силовую, а также поставить не очень маленькую емкость демпфера. По идее, перенапряжение на нерегулируемом выходе в принципе не может быть больше, чем выброс на первичке в начале обратного хода - если он невелик, невелико и перенапряжение.

Вот и я поначалу исходил из этого предположения (тесно связать основную и дополнительную).

Вчера перемотал: Первичка-Основная-биас-Дополнительная. Витки всех обмоток распределены по всей ширине каркаса. Результаты стали намного лучше (было с 15 до 28В в первом варианте, стало с 16 до 21В теперь). Думаю, Вы правы о поводу ёмкости демпфера: его ёмкость у меня маловата на полной мощности, и в момент открывания диодов выпрямителей довольно большая иголка в начале от Llk. Попробую увеличить ёмкость-уменьшить резистор в нём - послежу за изменениями, отрапортую.

А вот почему стало лучше во втором варианте - видимо от того, что доп. обмоткат, расположенная теперь дальше всех от первички, в эквив. схеме имеет перед выпрямителем макс. индуктивность рассеяния, к-я съедает выброс напряжениz от Llk. А то он (доп.выход) на больших токах в пиковый детектор превращается...

[AlexeyW 0]

А вот почему стало лучше во втором варианте - видимо от того, что доп. обмоткат, расположенная теперь дальше всех от первички, в эквив. схеме имеет перед выпрямителем макс. индуктивность рассеяния, к-я съедает выброс напряжениz от Llk. А то он (доп.выход) на больших токах в пиковый детектор превращается...

А ведь действительно я плохо подумал, извиняюсь.. ведь мог бы догадаться.. Ведь если наилучшим образом связать силовую и дополнительную - ну, и напряжения на них будут почти идентичными, с тем же выбросом. А если сначала основная, то она возьмет почти все поле рассеяния, на второй выброса не будет. Так что сейчас у Вас все верно - и практически, и теоретически :)

 

Вот и расскажите чему он соответствует :)

И хорошо бы еще - откуда берется?

Я так и не понял. Но режима ССМ сторонюсь.

Как понял - о нем много говорят, но никто его не видел в трансформаторных и автотрансформаторных схемах.

Этот пик демпфером не давится. Разумным демпфером, не в 10% КПД. Диод выпрямителя прошить может запросто.

Берется - очень просто (он и в DCM есть, если транзитор быстро открыть). Напряжение на первичке меняется скачком, паразитные емкости трансформатора перезаряжаются черз индуктивность рассеяния, этот контур звенит (посмотрите характерные частоты), добротность высокая - выброс на вторичке приближается к удвоенному напряжению питания (с учетом коэфф. транс.).

Про потери мощности: конкретно эту задачу я не решал, но прекрасно знаю, как решается задача возвращения в питание энергии с обычного демпфера. Сдается мне, что в мощных приложениях, если хорошо подумать, и для демпфера во вторичке ее можно решить.

[pr0m 0]

А ведь действительно я плохо подумал, извиняюсь.. ведь мог бы догадаться.. Ведь если наилучшим образом связать силовую и дополнительную - ну, и напряжения на них будут почти идентичными, с тем же выбросом. А если сначала основная, то она возьмет почти все поле рассеяния, на второй выброса не будет. Так что сейчас у Вас все верно - и практически, и теоретически :)

Вот только не могу никак теоретическую базу подвести под тот факт, что нижнее напряжение на доп. обмотке (основной выход разгружен) как минимум не ухудшилось (не стало меньше чем в 1-м варианте намотки) :)

Игры с ёмкостью демпфера первички ни к чему не привели. Пробовал увеличивать в 4 раза без видимого эффекта. Списываю на то, что работает флай от 24В - большие импульсные токи, а печатка хотя и разведена вдумчиво, всё-таки грешу на индуктивность печатного провода (~3см длиной ширина 8мм), идущего от переключаемого конца транса к демпферу, к-я задерживает включение демпфера и даёт выбросы при переключении на обратный ход.

Изменено 18 февраля, 2011 пользователем pr0m

[Microwatt 2]

Берется - очень просто (он и в DCM есть, если транзитор быстро открыть)........добротность высокая - выброс на вторичке приближается к удвоенному напряжению питания (с учетом коэфф. транс.).

Про потери мощности: конкретно эту задачу я не решал, но прекрасно знаю,

Теория (гипотеза) о происхождении выбросов подобных видов у меня очень схожая.

А вот конкретно эту задачу, похоже , мало кто решал, если решал вообще...

[AlexeyW 0]

Вот только не могу никак теоретическую базу подвести под тот факт, что нижнее напряжение на доп. обмотке (основной выход разгружен) как минимум не ухудшилось (не стало меньше чем в 1-м варианте намотки) :)

А это ведь полка обратного хода - она и не уменьшится (по крайней мере, хоть как-то ощутимо). Пожалуй, она может просесть только тогда, когда ох очень короткий, а доп. обмотка отделена от первички ну очень большой индуктивностью рассеяния - т.е. ток на нее не успевает переключиться.

 

Игры с ёмкостью демпфера первички ни к чему не привели. Пробовал увеличивать в 4 раза без видимого эффекта. Списываю на то, что работает флай от 24В - большие импульсные токи, а печатка хотя и разведена вдумчиво, всё-таки грешу на индуктивность печатного провода (~3см длиной ширина 8мм), идущего от переключаемого конца транса к демпферу, к-я задерживает включение демпфера и даёт выбросы при переключении на обратный ход.

Это довольно удивительно, стоит посмотреть, что на всех обмотках для разных емкостей.. 3 см полосой - это всего лишь примерно 20 нГн, и, что не менее важно - выброс от нее у основания ох, а не на его вершине. Видимо, еще что-то звенит..

 

А вот конкретно эту задачу, похоже , мало кто решал, если решал вообще...

Хорошо, есть над чем подумать :)

[pr0m 0]

3 см полосой - это всего лишь примерно 20 нГн, и, что не менее важно - выброс от нее у основания ох, а не на его вершине. Видимо, еще что-то звенит..

Пиковый ток в момент отключения ключа 15А, скорость коммутации 50...100нс - выброс от 20нГ 6...3В. Коэф-т трансформации к доп. обмотке примерно 0.7. Возможно, даёт прибавку.

Хм, попробовать что-ли отключать помедленнее, пожертвовав потерями на выключение...

По поводу влияния у основания ох - имхо, неочевидно. Ток через неё в демпфер побежит только когда напряжение на стоке ключа станет больше напряжения на демпфере. Вобщем, поле для экспериментов имеется.

Впрочем, приемлемый результат получен, ч.т.д :) Спасибо за советы.

п.с. На досуге попробую ещё отодвинуть дополнительную от основной, увеличив слой изоляции.

 

[AlexeyW 0]

Пиковый ток в момент отключения ключа 15А, скорость коммутации 50...100нс - выброс от 20нГ 6...3В. Коэф-т трансформации к доп. обмотке примерно 0.7. Возможно, даёт прибавку.

Основной выброс все равно больше, главное, по времени они не совпадают - выброс от инд. подключения демпфера проходит раньше. Коэфф. трансф. тут особо роли не играет - картинки будут просто пропорциональны. Я бы еще глянул, нет ли каких-нибудь дополнительных звонов, зависящих от конкретной схемы включения. Например, я видел совершенно удивительный выброс и звон на отводе транса - но, хорошо подумавши, теоретически разобрался, что именно так должно быть.

Хм, попробовать что-ли отключать помедленнее, пожертвовав потерями на выключение...

Опять же, малый выброс - думаю, роли не играет. Прибить основной - очень много потерь.

По поводу влияния у основания ох - имхо, неочевидно. Ток через неё в демпфер побежит только когда напряжение на стоке ключа станет больше напряжения на демпфере.

А вот это стоит проверить - действительно ли на демпфере к началу ох нулевое или достаточно низкое напряжение :) какая схема демпфера?

[pr0m 0]

Основной выброс все равно больше, главное, по времени они не совпадают - выброс от инд. подключения демпфера проходит раньше. Коэфф. трансф. тут особо роли не играет - картинки будут просто пропорциональны.

Коэфф.трансформации привёл как раз для того, чтобы прикинуть, в какой пропорции иголка на выключении будет передана на выпрямитель доп. выхода, служащего пиковым детектором :)

 

Опять же, малый выброс - думаю, роли не играет. Прибить основной - очень много потерь.

Согласен, здесь выбрал компромисс в сторону увеличения скорости выключения.

 

А вот это стоит проверить - действительно ли на демпфере к началу ох нулевое или достаточно низкое напряжение :) какая схема демпфера?

Иэх, всё это время имел ввиду снаббер. Демпфер (затягивание фронта при отключении) имеется, классический: емкость со стока на RD в параллель на общий провод. Но он там скорее номинально присутствует, чем с пользой - заложил на всякий случай, всё равно кроме перераспределения тепла при коммутациях от ключа к резистору ничего не даёт имхо (причём независимо от мощности нагрузки, так что при малых нагрузках ухудшает вроде как КПД), а в моём случае это не особо необходимо (на макс. мощность БП рассчитан работать раз в пятилетку пару минут) - его ёмкость мала.

 

[AlexeyW 0]

Снаббер - это типа стабилитрона который? Но он действительно не уменьшит выброс, и увеличение емкости обычного демпфера уменьшит его только тогда, когда выброс станет не доставать до снаббера. Про потери - да, конечно.. Наверное, в Вашем варианте нет другого способа, чем снижать напряжение снаббера, но это рост потерь тоже.

Есть еще вариант - сделать в схеме синхронизацию, при этом потери на RCD демпфере уменьшатся почти на порядок, это позволит сильно увеличить емкость.

А вообще, стоит ли за все это бороться - можно подгрузить доп. обмотку, все равно потери от этого будут куда меньше, чем от махинаций с силовой :)

 

[pr0m 0]

Снаббер - это типа стабилитрона который?

А вообще, стоит ли за все это бороться - можно подгрузить доп. обмотку, все равно потери от этого будут куда меньше, чем от махинаций с силовой :)

Нет, снаббер не D-Zener, а D-RC.

Да я уже не борюсь.. :) Но перед последней мерой (подгрузка), хотел разобраться с сабжем другими легальными способами (оптимально расположить

обмотки). Считаю, удалось.