[kada 0]

Уважаемые коллеги, прошу помощи в решении проблемы. Нужно разработать DC-DC пуш-пулл 12В-300В 400Вт. В силовой электронике опыта мало, поэтому особо не пинайте.

Конвертор будет запитываться от свинцово-кислотного аккумулятора, работающего в буферном режиме. Т.е. возможно падение напряжения до 10В. Стабилизация выходного напряжения устроит в пределах +10% -30%, т.к. потребителями будут ИИП. Потребление будет меняться в больших пределах - около 10%-80% от номинальной мощности.

На данном этапе собран макет, стабилизация работает корректно, при нагрузке 200Вт в виде лампочки, просадки на выходе нет.

Трансформатор, выпрямители и конденсаторы практически холодные, но сильно греются полевики. За минуту работы невозможно притронуться к радиатору. КПД низкий - при потреблении 300Вт в нагрузку отдает всего 200Вт.

Пробовал перемотать трансформатор - играл с первичкой, увеличил количество витков с 2+2 до 3+3 и соответственно вторичку, чтобы уменьшить индукцию и увеличить индуктивность первички, как следствие, результат слабый - выиграл Ватт 5 максимум.

Транс считал в программе ExcellentIT. Вот результат:

Исходные данные:

Схема преобразователя: Пуш-пул

Тип магнитопровода: ETD PC_BP 35.4/21.25/11.5 N87

Амплитуда индукции: 0.215 T

Магнитная проницаемость, эффективная: 2000

Коэффициент заполнения окна (заданный): 0.25

Плотность тока: 4 А/мм2

Частота преобразования: 50 кГц

Коэффициент заполнения импульса (duty cicle), максимум: 0.45

Напряжение насыщения транзисторов: 0.324 В

Напряжение питания (мин. - макс.): 10 В - 13.8 В, постоянного тока

Стабилизация выходных напряжений: Есть

Выходные напряжения, не менее: 300 В, 20 В

Токи вторичных обмоток: 1.33 А, 0.03 А

 

Результаты расчета:

Рассчитанная амплитуда индукции: 0.1394 T

Число витков и диаметр провода первичной обмотки: 3 + 3(3.02) 0.41 x 52

Число витков и диаметр провода вторичных обмоток

1. 104(103.76) 0.63 x 1

22. 8 + 8(7.11) 0.63 x 1

 

Прикладываю схему, вид макета, осциллограммы напряжений на затвор-исток и сток-исток полевиков и ток через первичку, снятый на трансформаторе тока.

Защита тока пока отключена, т.е. выпаяны диоды VD2, VD3 - они сгорели при первом включении, напряжение на выходной обмотке ТТ выстреливает до 100В.

Щупы при измерении тока включал параллельно одной выходной обмотки ТТ, нагруженной на резистор 1,2 кОм. Вторичка ТТ содержит 5+5 витков.

Осциллограммы в двух вариантах - 1. С отключенными снабберами, 2. С включенными снабберами.

Откликнувшимся заранее спасибо.

[meloden 0]

Если Вы скинете ТЗ на английском, то можно будет поискать из уже производящихся.

[Plain 186]

Прежде, чем это копипастить, почитали бы хоть немного теории — уберите C15, тем более, что он всё равно уже дохлый.

 

Трансформатор сделан совершенно негодно.

 

И L2 никак не может быть намотан на замкнутом магнитопроводе, каковым является ферритовое кольцо. Феррит для дросселя должен быть с зазором — тот же ETD, например, имеет стандартный ряд зазоров. На крайний случай, можно набрать нужный зазор бумажками.

 

Кольца с зазорами в природе, конечно, имеются, только они не монолитно ферритовые, а спрессованы из смеси порошков — например, 95% феррита и 5% пластика, т.е. зазор равномерно распределён по всему кольцу.

[kada 0]

Критикуйте пожалуйста конструктивно.

Что не так с C15 и почему он дохлый?

Что не так с трансформатором?

Вообще-то L2 намотан на гантельке.

 

Если Вы скинете ТЗ на английском, то можно будет поискать из уже производящихся.

Уже есть мысли применять готовые преобразователи, но все же хотелось бы довести эту конструкцию до некого логического завершения.

[Microwatt 2]

Защита тока пока отключена, т.е. выпаяны диоды VD2, VD3 - они сгорели при первом включении, напряжение на выходной обмотке ТТ выстреливает до 100В.

По этому частному вопросу. Неудивительно, ведь задумывался трансформатор тока, а получилмся трансформатор напряжения. Нагружать его нужно, чуть ли не накоротко, всего несколько Ом, а у Вас 47кОм нагрузка

[kada 0]

По этому частному вопросу. Неудивительно, ведь задумывался трансформатор тока, а получилмся трансформатор напряжения. Нагружать его нужно, чуть ли не накоротко, всего несколько Ом, а у Вас 47кОм нагрузка

Благодарю за разъяснения. Меня самого смущали эти выбросы, а также индуктивность первички ТТ, т.к. ИМХО от нее только хуже. Если закоротить вторичку ТТ, то индуктивность первички будет стремиться к нулю, вернее к индуктивности рассеяния. Вообще я как то пробовал закорачивать вход с выходом ТТ, была небольшая искра, но улучшений по КПД преобразователя не заметил.

[SergCh 0]

Критикуйте пожалуйста конструктивно.

Что не так с C15 и почему он дохлый?

Что не так с трансформатором?

Вообще-то L2 намотан на гантельке.

 

 

Уже есть мысли применять готовые преобразователи, но все же хотелось бы довести эту конструкцию до некого логического завершения.

 

Последняя мысль очень здравая, но если очень хочется, то вместо гантельки нужно поставить или кольцо (нормальных размеров, сопоставимых с размером трансформатора) с распределённым зазором, либо ш образный феррит опять же с зазором.

С15 дохлый потому что он стоит не на месте, не должно его там быть. Потому и транзисторы греются.

Трансформатор тока никуда не годится, 5 витков это курам на смех. 100-200 витков надо во вторичке, а так он у вас в насыщение входит, что видно по осциллограммам.

Токовую защиту я не понял, как она реализована на тиристоре, да с такими номиналами конденсаторов во вторичке токового тр-ра, быстродействие такой защиты секунд 5, не меньше ))

Что с трансформатором не так, не знаю, не считал, в этой схеме и без того косяков хватает.

[kada 0]

Последняя мысль очень здравая, но если очень хочется, то вместо гантельки нужно поставить или кольцо (нормальных размеров, сопоставимых с размером трансформатора) с распределённым зазором, либо ш образный феррит опять же с зазором.

С15 дохлый потому что он стоит не на месте, не должно его там быть. Потому и транзисторы греются.

Трансформатор тока никуда не годится, 5 витков это курам на смех. 100-200 витков надо во вторичке, а так он у вас в насыщение входит, что видно по осциллограммам.

Токовую защиту я не понял, как она реализована на тиристоре, да с такими номиналами конденсаторов во вторичке токового тр-ра, быстродействие такой защиты секунд 5, не меньше ))

Что с трансформатором не так, не знаю, не считал, в этой схеме и без того косяков хватает.

Подскажите, а феррит от компового БП из групповой стабилизации подойдет в качестве подопытного?

Ну что-то я очень сомневаюсь что С15 дохлый. Сейчас проверю его на RLC-метре. Он во время работы холодный.

Вообще я пробовал в ходе экспериментов его отпаивать, результата не было.

На токовую защиту прошу пока не обращать внимание, я выше писал, что пока ее отключил.

Что касается ТТ, то спасибо за рекомендации, но я пробовал его исключать из схемы на время отладки, результата не было.

[SergCh 0]

Подскажите, а феррит от компового БП из групповой стабилизации подойдет в качестве подопытного?

Ну что-то я очень сомневаюсь что С15 дохлый. Сейчас проверю его на RLC-метре. Он во время работы холодный.

Вообще я пробовал в ходе экспериментов его отпаивать, результата не было.

На токовую защиту прошу пока не обращать внимание, я выше писал, что пока ее отключил.

Что касается ТТ, то спасибо за рекомендации, но я пробовал его исключать из схемы на время отладки, результата не было.

Подойдёт или нет считать надо, но там скорее всего не феррит, а пермаллой какой ни будь альсиферовый, всяко лучше чем эта миниатюрная гантелька.

Посмотреть бы ток в первичке, снятый через токосъёмный резистор, установленный вразрыв средней точки трансформатора.

И без С15 в схеме. Щуп осциллографа к сопротивлению при этом нужно подключать самым коротким способом, без длинного провода массы. А то за помехами не разберёшь ничего.

[Herz 5]

Стабилизация выходного напряжения устроит в пределах +10% -30%, т.к. потребителями будут ИИП. Потребление будет меняться в больших пределах - около 10%-80% от номинальной мощности.

Подумайте хорошенько, нужна ли она вообще. Если сможете обойтись (а это наверняка возможно), то жизнь значительно облегчится.

[_gari 4]

Стабилизация выходного напряжения устроит в пределах +10% -30%, т.к. потребителями будут ИИП. Потребление будет меняться в больших пределах - около 10%-80% от номинальной мощности.

 

Напряжение питания (мин. - макс.): 10 В - 13.8 В, постоянного тока

По ТЗ совсем не очевидна необходимость регулировки, т.е. режима электронного трансформатора вполне может хватить.

Работа цепи ОС по напр. в существующем виде вызывает пока только вопросы, попробуйте ее отключить и проверить работу схемы при 200вт нагрузке.

 

------

Зы. ну вот, пока ходил, писал Herz аналогичную мысль озвучил

Изменено 17 января, 2012 пользователем _gari

[kada 0]

Подойдёт или нет считать надо, но там скорее всего не феррит, а пермаллой какой ни будь альсиферовый, всяко лучше чем эта миниатюрная гантелька.

Посмотреть бы ток в первичке, снятый через токосъёмный резистор, установленный вразрыв средней точки трансформатора.

И без С15 в схеме. Щуп осциллографа к сопротивлению при этом нужно подключать самым коротким способом, без длинного провода массы. А то за помехами не разберёшь ничего.

Впаял какой-то дроссель от компового БП. Оказался порядка 67 мкГн. С15 отпаял. Печка работает дальше

Прикладываю осциллограммы тока.

 

Подумайте хорошенько, нужна ли она вообще. Если сможете обойтись (а это наверняка возможно), то жизнь значительно облегчится.

Мне нужно жестко ограничить напряжение по верху в районе 330В. А по низу пусть хоть до 200В падает, не критично думаю. Вы предлагаете сделать что-то вроде автогенераторного пуш-пула?

 

По ТЗ совсем не очевидна необходимость регулировки, т.е. режима электронного трансформатора вполне может хватить.

Работа цепи ОС по напр. в существующем виде вызывает пока только вопросы, попробуйте ее отключить и проверить работу схемы при 200вт нагрузке.

Я как-то пробовал отключать ОС. Без нагрузки напряжение на электролитах выросло до 460В, они у меня 400-вольтовые, побоялся что вскипят. Нужно прикрутить 450-вольтовые и попробовать.

[SergCh 0]

Впаял какой-то дроссель от компового БП. Оказался порядка 67 мкГн. С15 отпаял. Печка работает дальше

Прикладываю осциллограммы тока.

Это ток, снятый с помощью токосъёмного сопротивления, включенного в разрыв средней точки трансфоратора ?

Мне кажется это перевёрнутая версия осциллограммы, приведённой уже выше, с токового трансформатора.

И что случилось с напряжением на затворе? Откуда такие выбросы?

67uH мало, нужно раз в десять большую индуктивность.

Изменено 17 января, 2012 пользователем SergCh

[kada 0]

Это ток, снятый с помощью токосъёмного сопротивления, включенного в разрыв средней точки трансфоратора ?

Мне кажется это перевёрнутая версия осциллограммы, приведённой уже выше, с токового трансформатора.

И что случилось с напряжением на затворе? Откуда такие выбросы?

67uH мало, нужно раз в десять большую индуктивность.

Все верно, с токосъемного сопротивления, если так можно назвать отрезок медной проволоки диаметром 0,63мм и длиной 13мм

Измерения проводились относительна общей точки первички.

Насчет выбросов на затворе, думаю что возможно они появились из за длинного земляного провода на щупе второго канала осциллографа.

Ток измерял, как Вы и советовали, короткими выводами на щупе прямо на токосъемном сопротивлении, с помощью "пружинки".

Завтра доберусь до работы и попробою намотать индуктивность.

[SergCh 0]

Все верно, с токосъемного сопротивления, если так можно назвать отрезок медной проволоки диаметром 0,63мм и длиной 13мм

Измерения проводились относительна общей точки первички.

Насчет выбросов на затворе, думаю что возможно они появились из за длинного земляного провода на щупе второго канала осциллографа.

Ток измерял, как Вы и советовали, короткими выводами на щупе прямо на токосъемном сопротивлении, с помощью "пружинки".

Завтра доберусь до работы и попробою намотать индуктивность.

А ноль у токовой осциллограммы где ? Мне кажется амплитуда тока слишком высокая для такой нагрузки, нагрузка 200Вт 300В была?

Смущает несимметричность токов разных плечей и форма тока, при такой индуктивности должна быть качественная пила с разрывными токами в дросселе. А тут видно ток нарастает, и концу такта становится совершенно пологим.