Извините, я своими частными проблемами немного запутал тему. Начинаются смешения параметров источника моего и стартера.
Просто хотел близкий по задачам стабилизатор подсунуть для сравнения.

У меня первичка 7-8мкгн. Кламперный диод - Шоттки 5Ах100В. Вход 10.5-14вольт (одна батарея)
Полимерные конденсаторы не в клампере, там пленка, а на входе, параллельно батарее. Там при 30А однотактнике керамикой не отбояриться, она может только короткие пички давить, нужна емкость. Набрано полимеров 500мкФ с сопротивлением миллиом 7 и простых электролитов с низким сопротивлением 4000мкФ. Плюс керамика по две микрофарады возле дифференциального дросселя фильтра.
Вот так пульсаций в кабель к батарее не выдаем и не проседает у ключа напряжение. А вообще-то на дорожках одних только что-то 2 ватта теряется. Дорожки по 8-10мм минимум и еще 1.5 квадрата медью продублированы.

Давайте я больше засорять тему не буду, если что - открою отдельную. А откликнувшимся - спасибо. Я еще не все подсказанные вами идеи практически проработал. Будут ощутимые результаты - доложу.

Больше я не вижу вариантов стабилизировать мощность от 200 до 700 вольт. При первичке в 5 витков длительность будет примерно 0,6 цикла.

По моим подсчетам на 50кГц 6мкГн займет 0,7 цикла.

При 350Вт пиковый ток будет до 70А.

Еще, как Вы считаете, стоит ли ограничить на задающем генераторе рабочее время в 60%, если допустим я уверен что больше не понадобится, для дополнительной защиты ключа? И будут ли улучшения если понизить питание преобразователя до 12 вольт? 10 вольт на затворе полностью открывают транзистор, при этом будет легче разряжаться затвор, в режиме разрывных токов его же заряжать можно медленно.

Microwatt
Вы не могли бы показать свой монтаж обратнохода, в инете в основном собирают всяких "вальдемаров", хотелось бы посмотреть на преобразователь достаточной мощности.

Сообщение отредактировал disk - Nov 28 2012, 06:54

Не знаю как это лучше сделать...
Но вот общее представление, макетная плата

Можно, конечно, схему и даже печать, но места много занимает... Если нужно - в личку.

Да, еще - поработал я со снаббером с подачи Алексея (Первого и Второго).
Да, действительно, амплитуду выброса давит хорошо. Если согласовать резистор по волновому, то процесс почти без колебаний, апериодический. На холостом ходу потери снижаются процентов на 30, форма напряжение на стоке кардинально меняется, явно видно половинки синуса от резонанса емкости снаббера с первичкой.
Несмотря на кажущееся наложение тока и напряжения на ключе (ну , так у меня датчик тока включен, к сожалению) мощность на ключе даже снижается, ток при запирании замыкается в емкость снаббера, а не в ключ. Процесс занимает у меня в макете 300-400нс. Удается понизить выброс с 75вольт до 56, всего на 6 вольт выше напряжения обратного хода. Никакими другими примочками это ранее не удавалось.

В общем и целом - спасибо за идею.
Снаббер очень хороший, разгружает ключ по напряжению и в значительной мере по динамическим потерям. Однако, КПД стабилизатора в целом на 1-2% ниже. Оно и неудивительно. Тут борьба ведь идет со следствием, а не с причиной. Выбросы, динамика, как идеально это не убирай, порождены индуктивностью рассеивания и относительно большим током в однотактной схеме.
Природа однотактной схемы такова, что ток будет всегда минимум вдвое больше среднего, а индуктивность рассеивания имеет технологический предел, который, похоже, у меня уже достигнут. Ну, откачал я более тщательно, аккуратно, потери от ключа в резисторы снаббера, а КПД-то с чего повысится?

Эта схема (12в 220 150ватт флай) даже если ее немного улучшить, близка к пределу. Нужно далее или многофазные системы или двухтактники пробовать.
На сем моя часть повествования вроде закончена. Спасибо еще раз всем, кто поучаствовал.

Честно говоря, сейчас просто совсем нет возможности аккуратно посчитать.. Прямой ход 6мкГн*70А/24В=17,5мкс, обратный ход бОльшую часть цикла короче - в среднем раза в 2,5-3, и еще колебательный процесс на демпфере - (корень из 6мкГн*0,6мкФ)*3,14<=6 мкс, причем при низком выходном напряжении он короче; в сумме не более 30мкс - это 33кГц. Ну, вроде примерно правильно.
Для проверки можно по потребляемой мощности: P=24В*70А*1/2*(17,5мкс/33мкс)=420 Вт - тоже близко к истине. Ок, давайте пока на этом и остановимся. Теперь задача очень аккуратно намотать транс (обмотки в несколько проводов, изоляцию аккуратно по толщине, сектора намотки первички и вторички точно совпадают и занимают периметр максимально). Померяйте инд. рассеяния колебательным методом, вторичка замкнута.


Ну, пожалуй, именно эти 1-2% процента можно выжать, пожертвовав апериодичностью процеса (допустив колебательность с добротностью 1-1,5). Но на том и все, конечно.
Да, Вы во всем абсолютно правы. Энергия рассеяния в любом случае полностью теряется (если не усложнять схему, вводить активный демпфер и т.п.).
У нас получилось около 90% при питании 200В и около 85% при 27В. Однако очень хорошая черта этой схемы, ради которой я ее часто применяю - это ее мягкость - низкие скорости нарастания токов и напряжений, динамика ключа - без дополнительных потерь. Но, да, это однотактная схема. Однако же, остается вопрос баланса потерь по различным элементам схемы. Я бы даже сказал, что тут DCM начинает проигрывать CCM по потерям в магнитопроводе, и это уже становится основными потерями.

Этот вопрос издревле назывался тришкин кафтан.
Можно медь свести к нулю - в стали потеряешь и наоборот. Можно меньше мотать и работать в DCM , можно потерять больше в трансформаторе при CCM и разгрузить ключ и фильтры.
Я уже выше 30А толковой коммутации и не представляю. По крайней мере, на односторонней папиросной бумаге в 35 микрон. У людей печать почему-то и на меди 0.2мм бывает, так де ж ее взять? Ну и печатные трансформаторы на такой меди разве что "в кино видел".
Тут где-то выиграешь, где-то проиграешь обязательно. Ведь чаще важен не КПД какого-то узла, не потери в конкретном диоде, а весь КПД источника в целом.
Увы, с ростом тока трудности растут строго по Ому - квадратично

Наверное, вернусь к исходной топологии - в два захода. Нерегулируемый пушпул и гальваника + бакбуст. Конечно, два преобразования плохо, но, в итоге, технологически проще в ряде моментов и 200 ватт там относительно легко.

AlexeyW
Уже намотал транс, вторичку 36 витков, 0,44ммх4 провода, первичку 5 витков 0,7х9проводов, изолировал скотчем. На выходных наверное буду запускать устройство.

Microwatt
Получается в последнем опыте у Вас понизился КПД?
Есть еще способ разряжать конденсатор демпфером, и доп обмоткой, но в случае с доп обмоткой, отраженное напряжение должно быть меньше напряжения питания. Вы не пробовали такие способы, больше интересует способ с демпфером?

Конечно же, это ведь классическая задача оптимизации при конкурирующих параметрах Математически это поиск экстремума функции многих переменных. Но, поскольку горб экстремума весьма широкий (как правило), она очень точного решения не требует.


Интересно будет, если расскажете потом

А не хотите попробовать аккуратно разрисовать временные диаграммы, как я это делал для того демпфера? По опыту, без такого анализа не обойтись.


Присылайте осциллограммы Только сначала очень аккуратно нужно проверить схему управления и ограничения выходного напряжения, всякое бывает.

Сообщение отредактировал AlexeyW - Nov 29 2012, 07:38

В воскресенье, скорее всего, сравню Ваш демпфер с дросселем. Познаний у меня мало, придется на практике подбирать все детали. Вариант разряда с доп обмоткой меня не интересует, там отраженное напряжение должно быть меньше питания, КПД транса при такой намотке упадет очень сильно.
По дросселю, это похоже на мини-чоппер, главное чтоб не высасывал все с конденсатора. При самом хорошем раскладе, это рассчитать чтобы рабочий ход разряжал конденсатор до ~отраженного напряжения, далее на обратном ходе этот мини-чоппер перекачает энергию в питание.
Накидал немного, процесс мне понятен, Вам значит тоже. Время прямого хода будет фиксировано, осталось рассчитать индуктивность дросселя, для меня это темный лес, придется на практике подбирать, но тут требования не очень жесткие.

Теперь с цифрами на моем примере:
Пульсация на конденсаторе демпфера будет ~60вольт, т.е. Во время обратного хода он будет заряжаться до 160 вольт, во время прямого хода, надо дросселем разрядить его до ~100 вольт. Ну вот у меня какая задача, надо рассчитать дроссель, который будет разряжать за 17мкс емкость 0,68мкф от 160 до 100 вольт. На себя ему надо будет взять 40-50Вт.

Сообщение отредактировал disk - Nov 29 2012, 14:57

Э... Знаете чем шеф-повар отличается от повара? Повар готовит блюда, а шеф-повар придумывает им правильные названия
Все верно Вы сформулировали.

А почему не дважды независимо предложенный в теме вариант наборот, дроссель на низковольтной стороне?

В принципе, можно и так. Повысить раза в два-три исходные 12вольт и заодно стабилизировать бакбустом. Потом - нерегулируемый пушпул.
Но тут два момента
- токи в однотактной схеме будут все равно очень большими, проблемы сходные с флаем, хотя снимется головная боль со связью обмоток в трансформаторе. Тут двухфазник нужен выше какой-то мощности.
- нерегулируемый пушпул испортит всю стабилизацию. Нужно заводить еще одну петлю ОС, регулируя напряжение на его входе. А делать это придется очень аккуратно, поскольку такая ОС , с двумя ступенями преобразования, склонна к автоколебаниям. Хотя, схемы в 20-40 ватт так я когда-то уже делал. Регулируемый каскад 48 вольт и далее - пушпул до 1250 с ОС на первичный стабилизатор, для какого-то фотоумножителя.

Переставив лошадь и телегу местами, вроде получаем некоторые выгоды
- пушпул работает на половинных токах и не требует такого входного фильтра как однотактник, это сама по себе двухфазная схема.
- однотактник высоковольтный несколько проще с точки зрения КПД, моточных. Просто токи меньше. И в смысле перегрузок он тоже лучше реагирует, чем двуступенчатая схема с ограничением тока в первой ступени.

Под причиной имелась ввиду возможность повысить частоты, КПД и уменьшить габариты, потому что у такой топологии минимальные потери на ёмкостях моточных.

Не факт, что минимальные потери на ёмкостях моточных позволят уменьшить общие габариты и повысить КПД. Особенно и одно, и второе.
Повышение частоты приведёт к скин-эффекту, кроме того, габариты дросселя на первичной стороне определяются большими токами, пуш-пулл на предварительно повышенное напряжение потребует уже больше витков, соответственно увеличится ёмкость и т.д. ... Так что, как Вы знаете, палка тут даже не с двумя концами...

Нет, первичное напряжение предлагалось эффективно понижать, с аргументацией наличия для этого достаточного количества готовых решений, которые помимо прочего позволяют сократить стоимость (в т.ч. время) разработки.

А о том, что высоковольтные обмотки и прочие медленные компоненты исходя из законов природы логично коммутировать "мягко" (например, резонансно) в сети имеется немало статей и практических примеров.