У меня тоже вопрос. Как, опираясь только на здравый смысл, без всякой там заумной физики, прикинуть трансформатор для обратноходового преобразователя? Нужно две вторичных обмотки: на +5 В и +7.5 В. Стабилизируется та, что на +5 В. Нужно с обмотки +5 В получить 1.5 А, а с +7.5 В обмотки 0.5 А.

Входное напряжение +12 В, частота преобразования 150 кГц. Делается все с помощью ШИМ-контроллера UC3843. На защите по току ключа стоит 0,366 Ом.

Для трансформатора у меня нет нормального разъемного сердечника со вставкой, поэтому мотаю на тороидах. Сделал две попытки, ни одна не работает. Тороиды были такие:

1) Порошковое железо (ну такой, салатового цвета сердечник из комповского блока питания, мю = 30 или 80, я забыл). Намотал 50 Витков - на холостом ходу все работает как надо, но чуть грузишь (0.5 А нагрузка) - напряжение на второй обмотке (той, что на +7 В) возрастает до +18 В. Смотрю напряжение на стоке ключа - мой флайбэк перешел в режим неразрывного тока (транзистор открыт больше 0.5 периода тактовой частоты). Размер кольца 24*5*8 мм. Индуктивность первички 160 мкГн.

2) Феррит НМ20000 (двадцать тысяч, это не опечатка, но уж что нашлось). Первичка = 25 витков, вторичка 1 = 12 витков, вторичка 2 = 21 виток. Феррит расколол, а потом склеил с зазором 0.5 мм. Опять не угадал. Напяжение на +5 В при нагрузке 0.6 А (недобор), стабилизируется, конечно, но преобразователь переходит в какой-то совсем уж дикий режим (я честно не знаю, как такое называется, но на режим непрерывного тока не похоже). Индуктивность первички 23 мкГн, размер кольца 32*21*9 мм.

Что я делаю не так, почему не получается?

Во втором случае сложно даже сказать, что получилось из сердечника )
В первом:
Предположим, мы хотим режим разрывных токов с D немного меньше 0.5, чтобы еще и компенсацией наклона генератора пилы не возиться.

Зададимся D=0.45 для номинальной нагрузки 1.5x5 + 0.5x7.5. С учетом падения на выпрямителях это 1.5x5.5+0.5x8 средней мощности или, в пересчете на 12В, 1.02А среднего тока.

В первичку нужно закачать, в среднем, столько же + потери на индуктивности рассеяния, допустим около 2%., т.е., округленно, Iэкв=1.04А

Этот средний ток нужно обеспечить за часть цикла T*D, учитывая что нарастает он почти точно линейно, т.е., пиковый ток в два раза больше среднего по интервалу нарастания.
Т.е. за T*D нужно увеличить ток с 0 до Iэкв/D*2=4.6A (ограничение тока очевидно, слишком сильное)

Индуктивность, приложением к которой 12В в течение 1/f*D=3мкс можно получить такой ток равна 3мк*12/4.6= 7.8мкГн (для выбранного режима изготовленная индуктивность слишком велика)

Проверяем в симуляторе по разомкнутой схеме с заданной уставкой по D порядок получающихся величин (с учетом недопотерянных потерь, вроде, где-то-оно). Затем читаем разнообразные ценные указания из даташита по улучшению пока что страшноватого режима работы компонентов и доводим до ума. Вроде бы, таким способом обычно получается как минимум, похоже на работающее

---

Я тут опечатался: в расчетах индуктивностей вторички не хватает напряжений в квадрате

Сообщение отредактировал Serge V Iz - Jun 26 2018, 18:07

А где в ваших расчетах участвует этот самый сердечник? Почему вы сразу посчитали индуктивность первички и на этом все?

Сердечник в расчетах не присутствует т.к. после оценки его происхождения, его насыщение при таких уровнях индукции сочтено невероятным. ) По хорошему, следует пользоваться методиками и/или программами расчета от производителей или независимых авторов. Вторичка рассчитана прямо на схеме из, вроде бы, не заумнофизического соображения Lперв/Lвтор = (Nперв)^2/(Nвтор)^2 = k^2 )

Со вторичкой все ясно, к ней нет вопросов. А авторы программ и методик, так же как и вы, начинают сразу считать индуктивность первички. Да, я верю, что на трансформаторе, выбранном в проге и собранном все будет работать. Ну а как же быть тем, у кого таких сердечников нет да и сами они с физикой не дружат? На пальцах, в крайнем случае, с помощью гидро примеров там с ведерками, кранами, манометрами и датчиками потока вы смогли бы объяснить эту тему?

С краниками и ведерками поведение материалов магнитопроводов, которое нелинейно и выходит за рамки школьного учебника - вряд ли. Да и точное математическое выражение законов их внутреннего поведения редко публикуется полностью ) В документации на серии сердечников разных производителей часто имеются номограммы : проницаемость/индукция, потери/частота и т.п. Все они, как правило, ориентированы на стандартный метод выбора - когда в качестве исходных данных имееется частота преобразования, уровень тока и рабочий диапазон температур.

Конечно, ведь шим-контроллеру абсолютно всё равно, что находится по ту сторону луны. Его задача - накачать в дроссель энергии до уровня отсечки по току. А это напрямую связано с индуктивностью первички.

Ну а как же быть тем, у кого таких сердечников нет да и сами они с физикой не дружат - ответ прост: первым - идти в магазин, а вторым - взять метлу и идти мести двор. Sad but true.

Сердечник в расчётах не присутствует по одной простой причине - контроллеру нужна только индуктивность, у него нет глаз и он не видит сердечник. Условие - индуктивность должна оставаться индуктивностью до окончания накачки тока и не переходить в состояние гвоздя (должен быть зазор). Ну а в зазоре концентрируется вся напряжённость поля, а сердечнику остаётся гулькин нос. Потому сердечник и не упоминается в расчётах.

Впрочем, вся эта простейшая теория изложена в любой доступной для понимания даже дворниками книжке, и абсолютно непонятно, зачем пересказывать учебники на форумах.

надо понимать, что ломая кольца неизвестного материала ради с потолка взятой величины зазора, вы не сможете заставить электроны бегать по вашим законам и правилам.

В природе есть такие неприятности, как индуктивности рассеяния, сопротивления обмоток и т.п., по причине которых все ведомые выходы требуется подгрузить или ограничить.

Вы все делаете не так и ничего и не должно получиться.
Даже яичницу жарить нужно учиться. Вот так и с источниками питания. Придется таки вникнуть в физику. Ну почитать десяток статей и пару книг.
Рассказывать подробно на форумах то, на что нужен минимум семестр, никто просто физически не сможет.

Никак. Извините, если разочаровал. С полгода назад сам построил свой первый флай. Вход 12 В. Выход 24 В, +-3.3 В, +-5В. Мощность около 10 - 15 Вт. Перед этим месяца два только штудировал литературу (Семенов, Мартин, Браун и разные статьи). Затем недели две работал только с симулятором (Micro-CAP, PSpice, вообще не важно какой). Пытался выводить формулы для расчёта транса сам, опираясь на здравый смысл, и самые простейшие знания физики. Не работает. Даже в модели. Вот тут я задавал свои вопросы.
Флай в итоге я сделал. Где-то методом подбора на реальном источнике. Он работает. Возбуждения по осциллу нет. Мощность отдаёт. Транс не греется. Но в итоге я так и не понял, что я сделал. С другой стороны жизнь от меня больше не требует построения флаев))) Если бы я продолжил этим заниматься, возможно появилось бы и понимание.

В общем, вам правильно говорят, надо читать, читать, и ещё раз читать)

...или читать несколько меньше, но обзавестись простейшим осциллографом и генератором, и экспериментировать )

Это будет приблизительно то же, что мотать на случайных кольцах, гайках, простой колючей проволокой и жугутами. Только затратнее. Эксперименты вслепую.
Пока не уяснится полностью что же там в источнике происходить должно, смотреть что происходит - пользы мало.
Могу посоветовать для начала разобраться как работает повышающий преобразователь. Это даст возможность уверенно отличать дроссель от трансформатора. Потом к обратноходовику будет перейти намного легче.

Ну, в описанном случае и указанными инструментами, в отношении неизвестного сердечника ТС сможет экспериментально обнаружить сначала ту, что по методичке, квадратичную зависимость индуктивности от числа витков провода, выдернутого из комповой витой пары, а потом и момент, когда эта индуктивность начинает сильно отклоняться о предсказываемых тривиальной формулой значений. ) Это явление даст ему возможность независмо от авторов методичек по выбору индуктивных компонентов грубо очертить область применимости керамической железяки. Ну раз есть такое желание. А тут уже и стоит почитать про ток, индукцию, напряженность, проницаемость...

Там ведь, в самом деле нет ничего сложного, все те же законы сохранения, отношения величин и явлений очень похожи на те, что известны в механике, просто сами величины и явления - электрические. )

У автора нет ни желания разбираться в "заумной физике", то бишь в теории работы ИБП, ни подходящих магнитопроводов для воплощения макета в жизнь. Я бы ему посоветовал сэкономить время и подобрать что-то готовое. Всяких регулируемых DC-DC у китайцев - валом. Частота преобразования, правда, может не соответствовать. Но непонятно, исходя из чего автор задался именно приведенным значением. Если это не критичный параметр, то не вижу более разумного пути.

Как-то я не так вопрос задал, похоже.

Пример в первом сообщении с такими точными значениями как раз для того, чтобы попробовать разобраться. Я неплохо представляю себе, как работает флайбэк и переделал их не мало И как оно работает на примере с двумя ведерками (первичной и вторичной обмотками) тоже смогу объяснить. Но вот не приходилось мне раньше делать такой преобразователь на два разных выходных напряжения и сильно разных тока. Почему-то тема косвенной стабилизации в книжках и статьях упорно обходится стороной. И физику (с двумя обмотками - такую физику) я не понимаю хоть на пальцах хоть "заумную".

Попробую еще раз: нужен flyback с входным напряжением 12 В и двумя выходными напряжениями/токами: 5 В 1.5 А и 7.5 В 0.5 А.

1) Вот беру я UC3843 запускаю ее на частоте 80 кГц.
2) Беру кольцо из распыленного железа, мотаю на нем первичку, ну скажем 50 мкГн.
3) Потом мотаю вторичку1 на 5 В с таким же числом витков, как у первички. Обратную связь беру с этой вторички1. Подключаю нагрузку на эти 5 В - все работает. И ток, какой надо, и на нагрузке 5 В.
4) Теперь доматываю вторичку2 на 7.5 В, при этом число витков выбираю исходя из соотношения витки/вольт вторички1. Ну, например, если вторичка1 = 30 втиков, то вторичка2 = 45 витков.
5) Отключаю нагрузку и проверяю на холостом ходу. Пока что все идет как надо: на вторичке1 есть 5 В, на вторичке2 есть 7.5 В, все замечательно.
6) Опять подключаю нагрузку на вторичку1 и тут начинаются проблемы. На вторичке1 опять 5 В, тут все нормально. А на вторичке2, которая пока работает на холостом ходу, получается вылет до 12 В.
7) Меняя нагрузку вторички1 (пятивольтовой) и получаю разные значения выходного напряжения вторички2 вместо 7.5 В - вот это меня сильно смущает.

Так вот и вопрос: как это победить? Возможно ли это вообще в такой топологии? Если не возможно так сделать с флайбэком, то в какой топологии можно? У какого типа импульсных источников косвенная стабилизация лучше всех?