Вполне дельное предложение. Поэтому создаю указанную тему. Может из этого что-нибудь путное да выйдет...

Немного о целях. Я хочу попытаться промоделировать наиболее характерные режимы работы преобразователей напряжения, чтобы продемонстрировать преимущества и недостатки тех или иных топологий преобразователей, а также влияние на процессы в преобразователях паразитных параметров компонентов и методы борьбы с ними. Не знаю, насколько посильная эта задача, но попытаться можно. Надеюсь, что уважаемое сообщество тоже примет в этом процессе посильное участие, поскольку очевидно, что в одиночку я не справлюсь по ряду объективных и субъективных причин. Главная проблема – последний раз я держал в руках паяльник и щуп осциллографа в далеком 1995 году. И с тех пор моя работа ни прямо, ни косвенно не связана не только с преобразовательной техникой, но и с электроникой вообще. В настоящее время я журналист в газете областной администрации. Пишу это к тому, чтобы не было недопонимания – за 12 лет очевидно, что я существенно утратил квалификацию и главное – не могу на практике проверить достоверность результатов, получаемых при моделировании.

Зачем мне все это надо – вразумительно объяснить не могу. Будем считать, что это хобби, замешанное на ностальгии по былым временам. Плюс жалко, что весьма неплохое образование и кандидатская степень, полученные мною в области преобразовательной техники, оказались невостребованными. Я попал в тот «демогфический провал» выпускников начала 90-х, который хорошо виден на возрастной диаграмме участников этого форума (в разделе «опросы»).

Если совместными усилиям в этой ветке появятся демонстрация основных проблем и подводных камней проектирования преобразователей напряжения в моделях для симулятора, то, думаю, это будет неплохое подспорье новичкам. А поскольку это для меня хобби – я вполне могу позволить себе тратить на это время и силы. Правда, очевидно, что все это будет проистекать очень небыстро, поскольку иногда еще и работать надо.

На этом лирическое отступление считаю законченным.



Итак, по теме. Поскольку от уважаемого gyratorа прозвучало предложение сравнивать все на модельках, а уважаемый Прохожий сформулировал преимущества и недостаки флайбека при работе в режиме непрерывных и прерывистых токов, с этого и начнем. (предыстория здесь - http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=39519)

Завтра я постараюсь выложить модельки, иллюстрирующие вышесказанное, а пока о методике сравнения.

Несмотря на мое скептическое отношение к комплексному сравнению схем на основе результатов моделирования, сравнение отдельных характеристик и демонстрацию особенностей считаю вполне возможной и весьма полезной в связи с этим хотел бы попросить совета по поводу методики такого сравнения.

Я считаю целесообразным проводить сравнение при трех значениях входного напряжения - 9 В, 24 В и 308 В, четырех значениях выходного напряжения - 5В, 12В, 60В, 300В, четырех значениях мощности 5Вт, 20Вт, 60Вт, 300Вт и трех значениях частоты – 100кГц, 250кГц, 500 кГц. Думаю, при этом можно будет говорить о тенденциях.
Такой сравнительный анализ на идеализированной модели вряд ли представляет практический интерес. Поэтому при расчетах нужно использовать модели реально существующих компонентов. И вот в этом месте мне нужна помощь – я не знаю современную элементную базу. Поэтому буду весьма признателен специалистам за помощь в выборе наиболее типично применяющегося в для каждого из рассмотренных вариантов силового транзистора и выпрямительного диода (синхронное выпрямление пока не рассматриваю).
Хотя бы по некоторым случаям:
Вар. 1. Вх. 9В, вых. 5В, f=250кГц, P=20Вт
Вар. 2. Вх. 9В, вых. 300В, f=250кГц, P=20Вт
Вар. 3. Вх. 24в вых. 5В, f=250кГц, P=60Вт
Вар. 4. Вх. 24в вых. 5В, f=100кГц, P=300Вт
Вар. 5. Вх. 24в вых. 300В, f=100кГц, P=300Вт
Вар. 6. Вх. 300в вых. 5В, f=100кГц, P=60Вт
Вар. 7. Вх. 300в вых. 12В, f=100кГц, P=60Вт
Вар. 8. Вх. 300в вых. 60В, f=100кГц, P=300Вт

Кроме того, буду признателен за любые предложения как по методике, так и по реализуемым вариантам.

Не думаю, что попаду под наказание от модераторов за поднятие темы 6 летней давности, ведь всё-таки она специфична, и создавать новую такую нет смысла

Итак, я всё-таки решил наконец освоить более серьёзные, чем buck/bust/invert-преобразователи по даташитам. И решил начать с самой незамысловатой топологии - флайбак в режиме прерывистых токов. Изучал книгу Семёнова около трёх недель. Понял в целом как работает флай. Вспомнил немного физику про магнитное поле и катушки индуктивности. Решил сначала помоделировать в spice, чтобы глубже разобраться в процессах, происходящех в преобразователе. Как ни странно, но чтение ещё дополнительных двух книг (Р. Мэк и Г. Браун) не разрешило мои некоторые непонимания.

Вот требования к источнику:
1. Входное напряжение 10 - 15 В.
2. Выходы 1, 2, 3: +5 В, 1.5 А. Гальваноразвязка со входом не нужна.
3. Выход 4: +18 В, 0.15 А. Гальваноразвязка не нужна.

Частоту преобразования выбрал 50 кГц. Т.к. мотать буду на колечке МП-140, коих у меня есть небольшой запас. Среда моделирования - microcap 11. Картинки с изображением схемы, диаграмм токов и выходных напряжений прилагаю. Также в арихве добавлена модель.

Забегая вперёд скажу, что смоделировал флай с UC3843. Но модельку приложу идеальную, т.е. просто ключ, и генератор. Т.к. сути это не меняет.

Какие появились вопросы:
1. Если делать выходы меньше входа, т.е. оставить три выхода по 5 В, то флай работает в модели удовлетворительно. Т.е. выходные напряжения примерно 5 В, расчётную нарузку держат. Но как только добавляешь повышающий выход (18В), как творится что-то странное: ток в обмотке (генерящей 18 В) не прерывается (обведено синим), когда ключ открыт, а ток первички достигает огромных величин (в модели до 57 А). Мне непонятно, то ли это симулятор ошибается,то ли флай с повышающими и понижающими выходами сделать нереально. В книгах об этом ничего не нашёл. Что я не учитываю?
2. Если сделать скажем только выходы меньше входа, но на разные мощности (например 5 В, 1.5 А; 3.3 В, 0.5 А; 7 В, 1 А), то добиться таких напряжений при номинальной нагрузке не получается. Можно получить, к примеру 5В, 4 В и 8.5 В. Это нормально?

Заранее скажу, что знаю современную тенденцию получать каждое напряжение отдельным dc-dc преобрвазотелем. Но я хочу разобраться именно с флаем)))

Спасибо!

Преобразователь обратноходовый означает, что во вторичной цепи ток на обратном ходу, а у Вас он там на прямом — очевидно потому, что Вы по неизвестной причине поставили безымянные диоды Шоттки, не иначе надеясь, что они по этой причине идеальные и держат хоть гигавольт.

Домысливать за меня не надо. Я ни на что не надеюсь. И совершенно не считаю, что компоненты в симуляторе - идеальные. Диоды 1N5822, 40 В, 3 А. Но вы правы - именно сейчас я понял, что на этой "высоковольтной" обмотке, на прямом ходе будет большое обратное напряжение. Я поставил ради интереса Шоттки с обратным 150 В, и прямой ход исчез. Напряжения стали адекватными. Я его (прямой ход) и раньше заметил, но засомневался. Думал, что флай с повышающим напряжением имеет особенности. Собственно поэтому и задал вопрос! Спасибо!!!

Следующий вопрос: на диаграммах токов видно, что ток первички начинается не с нуля, а токи вторичек - не доходят до нуля. Так не должно быть? Или это нормально? С другой стороны режим прерывистых токов выполняется.

Это режим, когда сумма токов всех обмоток периодически становится нулём, и его сейчас однозначно нет.

Вот пока этого добиться я и не могу Считаю индуктивности по Р. Мэку, М. Брауну, Семёнову и Д. Макашову (думаю, тут его статью многие знают). Даже сам рассуждениями вывел формулы. Чуть-чуть, но токи остаются ненулевыми...

Я ведь правильно рассуждаю: если закачали X Джоулей в сердечник первичной обмоткой, то X (ну чуть меньше из-за потерь) мы и обязаны потребить вторичными обмотками? А что будет, если не всю энергию потребили? А если запросили больше, чем есть?

Вам нужно забыть радиолюбительскую мифологию про "ужасный" режим непрерывных токов. Обратноходовые трансформаторы, рассчитанные на режим непрерывных токов, выпускаются серийно огромными тиражами и нормально работают. Сосредоточьтесь лучше на магнитной индукции в сердечнике и потерях в трансформаторе.

Почему радиолюбительская? Тот же Р. Мэк пишет, что проще. А потом, почему вы рекомендуете режим непрерывных токов?

На велосипеде ездить проще, чем на автомобиле, но это не означает, что на автомобиле нельзя ездить. Если Вы знакомы с ТОЭ, гуглите "right half plane zero" - это основная причина, почему режим прерывистых токов проще. Радиолюбители в основной своей массе с ТОЭ не знакомы, поэтому теорию подменяют мифологией.

Я рекомендую на старте не зацикливаться на выборе режима. Если нет особых требований к источнику питания, лучше подумать о том, как минимизировать потери. Минимальные потери на вихревые токи в обмотках получаются, когда все обмотки уложены в целое число слоев - иногда при этом режим работы трансформатора оформится "сам собой".
В Вашем случае особые требования как бы есть - это несколько выходов, которые Вы, вероятно, хотите стабилизировать. В режиме непрерывных токов выходные напряжения меньше зависят от распределения нагрузок по выходам. Но это, опять-таки, не строгое требование, потому что неизвестно, какая точность нужна.

Нам неведомо, что за формулы, но для всех импульсных преобразователей сперва требуется определиться с тактовой частотой, затем с ёмкостью переносчика энергии, после чего можно будет посчитать требуемую скорость передачи этой энергии этому переносчику и обратно, исходя из требуемого режима, то бишь, его полного или неполного опустошения. Энергоёмкость дросселя определяется объёмом его зазора, ну а скорость перемещения энергии — индуктивностью.