|
|
  |
Расчет обратной связи, Для трех напряжений |
|
|
|
Jan 27 2007, 18:42
|

Профессионал
    
Группа: Админы
Сообщений: 1 884
Регистрация: 15-07-06
Из: Новосибирск, Россия
Пользователь №: 18 835

|
Цитата(Bludger @ Jan 27 2007, 13:47)  На самом деле континус практически никогда не дает выигрыша в КПД... Меньшие пульсации тока компенсируются во-первых приличной динамикой на переднем фронте, и, во-вторых, бОльшей энергией, необходимой для перезаряда паразитной емкости транса плюс емкость ключа. Здесь же мы всегда включаем силовой транзистор с Vin+Vrefl в отличии от дисконтинуса, когда это напряжение уже как правило существенно меньше, зависит от того, на каком участке синусоиды включаемся... Плюс большой EMI континуса, плюс его меньшая устойчивость.. Здесь вы круто заблуждаетесь. Действительно, в континусе ток стартует не с нуля, но это не есть "приличная динамика". К тому же PI и не рекомендует снижать глубину континуса ниже 0.5, чтобы достичь определенного компромиса между КПД и ЭМИ. Что касается паразитной емкости трансформатора, то эффект снижения КПД от неё становится заметным, как правило, в повышающих флайбэках, в стандартной для ТОПА понижающей схеме при более-менее нормально намотанном трансформаторе эффект не велик. А вот потеря энергии на снаббере от индуктивного выброса при выключении на дисконте куда весомее, здесь нужно учитывать сложность изготовления понижающего трансформатора с низким рассеянием, поэтому индуктивные потери чаще доминируют над емкостными. Ну и очевидные потери от большого действующего тока (в квадрате) - канал полевого транзитора, обмотки трансформатора, ESR выходных конденсаторов. Если говорить про ЭМИ, то в континусе мы можем поиметь чуть побогаче спектр, но значительно меньшие по амплитуде гармоники, поэтому общий фон при дисконте окажется выше. Итог такой: если разработчик способен грамотно организовать ОС и выбрать компоненты, то в континусе он всегда получит лучшие энергетические параметры источника, если нет опыта и нет желания "попотеть", то дисконт, конечно, упростит ему жизнь...
|
|
|
|
|
Jan 28 2007, 11:29
|
Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 768
Регистрация: 12-01-05
Из: Москва
Пользователь №: 1 904

|
Цитата Что касается паразитной емкости трансформатора, то эффект снижения КПД от неё становится заметным, как правило, в повышающих флайбэках, в стандартной для ТОПА понижающей схеме при более-менее нормально намотанном трансформаторе эффект не велик. Это только так кажется. Если взглянем на текущий проект, то увидим, что емкость транса порядка 70pF - что есть нормально. В итоге потери в ключе от перезаряда этой емкости в дисконтинусе (если примем, что включаемся от Vin=310V) составят порядка 450mW, при токе в 2,6А, ton=2us, и TOP247 потери на статике составят примерно 1,1W. Если континус, и Vrefl=150V, то потери на перезаряд паразитной емкости составят уже порядка ватта, и очевидно что общие потери в ключе только возрастут... Цитата Действительно, в континусе ток стартует не с нуля, но это не есть "приличная динамика". В данном случае динамика на переднем фронте начинает играть существенную роль, в отличии от динамике на заднем фронте для сетевого флая. Если на заднем фронте емкость транса работает в правильную сторону, задерживает нарастание напряжения на стоке и, соответственно, дает возможность полевику выключиться чуть ли ни при нулевом напряжении, то здесь мы начинаем коммутировать ток намагничивания плюс ток выходного диода плюс емкостной ток транса при огромном напряжении на стоке, т.е. включаться транзистору ой как не сладко - миллер то в полный рост. Эти два фактора уже не дают получить выигрышь в КПД... Вообще, по жизни, что в том, что в другом режиме КПД удается вытянуть примерно один и тот же, если говорить о низких выходах.... Так что дело здесь не в лени разработчиков, тем более что застабилизировать петлю и в континусе не составляет особых проблем
|
|
|
|
|
Jan 28 2007, 11:55
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 345
Регистрация: 1-09-06
Из: донских степей
Пользователь №: 20 004

|
Цитата ...то здесь мы начинаем коммутировать ток намагничивания плюс ток выходного диода плюс емкостной ток транса при огромном напряжении на стоке, т.е. включаться транзистору ой как не сладко - миллер то в полный рост. Bludger, просто видимо у ваших трансов есть только ёмкость и совсем нет индуктивности рассеяния. Тут вам сильно не повезло. Потому как нет худа без добра, и где-где, а как раз на фронте включения эта индуктивность весьма пользительна - на момент включения она полностью разряжена, ток в ней нулевой, и режим ключа соответствующий, независимо от упомянутых вами токов. Ну разумеется кроме разряда мизерной ёмкости транса, у иных ключей в стоке своей ёмкости поболе.
|
|
|
|
|
Jan 28 2007, 12:10
|
Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 768
Регистрация: 12-01-05
Из: Москва
Пользователь №: 1 904

|
Цитата(Фрол Кузьмич @ Jan 28 2007, 11:55)  Цитата ...то здесь мы начинаем коммутировать ток намагничивания плюс ток выходного диода плюс емкостной ток транса при огромном напряжении на стоке, т.е. включаться транзистору ой как не сладко - миллер то в полный рост. Bludger, просто видимо у ваших трансов есть только ёмкость и совсем нет индуктивности рассеяния. Тут вам сильно не повезло. Потому как нет худа без добра, и где-где, а как раз на фронте включения эта индуктивность весьма пользительна - на момент включения она полностью разряжена, ток в ней нулевой, и режим ключа соответствующий, независимо от упомянутых вами токов. Ну разумеется кроме разряда мизерной ёмкости транса, у иных ключей в стоке своей ёмкости поболе. Да, она нам немного помогает, но не сильно, вспомните бросок тока в дисконтинусе при включении полевика, который потом приходится или давить RC цепочкой, или вводить задержку на токовый вход. А емкость - у полевика она резко нелинейна, и при большом напряжении на стоке сравнима с емкостью транса. Например, у IRFRC20 при нулевом напряжении на стоке выходная емкость 500pF, при 100В - порядка 30pF. В любом случае мы рассматриваем эти две емкости совместно, действие их одно, меряются они тоже одновременно...
|
|
|
|
|
Jan 28 2007, 18:16
|
Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 768
Регистрация: 12-01-05
Из: Москва
Пользователь №: 1 904

|
Цитата(Фрол Кузьмич @ Jan 28 2007, 12:22)  Этот бросок тока начинается сразу после фронта включения, когда ключ уже открыт, когда наконец через индуктивность рассеяния доходят до ключа все упомянутые вами токи, обратное восстановление диода (если шоттки, то его ёмкость), плюс много всяких емкостей, "отрезанных" на фронте разряженной индуктивностью рассеяния. Первое время да, отрезаны. Но - как только напруга на стоке пошла вниз, индуктивность рассеяния начала заряжаться, и ток в ней нарастает. Причем чем ниже напряжение на стоке, тем быстрее происходит нарастание тока. А поскольку полевик включается далеко не мнгновенно, тем более с такого высокого напряжения (десятки наносекунд), то ток в индуктивности рассеяния скорее всего успевает догнать ток намагничивания быстрее, чем полевик полностью включится. Например, индуктивность рассеяния в 2uH при напряжении на ней всего в 100В разгонит ток в 1А всего за 20ns. А у нас больше 400 вольт... Да, индуктивность рассеяния несколько задерживает фронт, но полностью разнести нарастание тока и спад напряжения не в состоянии...
|
|
|
|
|
Jan 29 2007, 18:15
|

Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987

|
Цитата(Bludger @ Jan 28 2007, 11:29)  Это только так кажется. Если взглянем на текущий проект, то увидим, что емкость транса порядка 70pF - что есть нормально. В итоге потери в ключе от перезаряда этой емкости в дисконтинусе (если примем, что включаемся от Vin=310V) составят порядка 450mW, при токе в 2,6А, ton=2us, и TOP247 потери на статике составят примерно 1,1W. Если континус, и Vrefl=150V, то потери на перезаряд паразитной емкости составят уже порядка ватта, и очевидно что общие потери в ключе только возрастут... Это верно, но Вы всё же немного лукавите.  Энергия заряда ёмкости транса (дросселя) всё равно будет рассеяна в виде тепла, и в континусе, и в дисконте. Только в континусе она будет рассеяна, в основном, в ключе, а в дисконте - в самом трансе (дросселе). Лишних потерь в континусе при этом быть не должно, а вот потери на статику и на вихревые токи будут меньше. Правда, выпрямительный диод потребуется, как уже и отмечали, с малым временем восстановления. Уменьшить потери, связанные с ёмкостью транса можно только в (квази)резонансниках, а обычный ШИМ-преобразователь в этом смысле неизлечим. Цитата(Bludger @ Jan 28 2007, 11:29)  ...В данном случае динамика на переднем фронте начинает играть существенную роль, в отличии от динамике на заднем фронте для сетевого флая. Если на заднем фронте емкость транса работает в правильную сторону, задерживает нарастание напряжения на стоке и, соответственно, дает возможность полевику выключиться чуть ли ни при нулевом напряжении, то здесь мы начинаем коммутировать ток намагничивания плюс ток выходного диода плюс емкостной ток транса при огромном напряжении на стоке, т.е. включаться транзистору ой как не сладко - миллер то в полный рост. Да, но в ТОП-е в качестве силового используется высококачественный ПТ, который в известной степени уменьшает негативный эффект включения при высоком напряжении - здесь, как уже и говорили, распределённая индуктивность рассеяния позволяет ограничить ток через канал до приемлемых значений.
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
Jan 29 2007, 18:41
|
Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 768
Регистрация: 12-01-05
Из: Москва
Пользователь №: 1 904

|
Цитата Это верно, но Вы всё же немного лукавите. Энергия заряда ёмкости транса всё равно будет рассеяна в виде тепла, и в континусе, и в дисконте. Только в континусе она будет рассеяна, в основном, в ключе, а в дисконте - в трансе. Лишних потерь в континусе при этом быть не должно, а вот потери на статику и на вихревые токи будут меньше. А не имеет ли право эта энергия (запасенная в контуре из паразитной емкости и индуктивности намагничивания) пойти на "полезное" дело запасения энергии в индуктивности намагничивания для следующего цикла?  Смотрите, если мы врубаем силовой ключ в момент, когда напруга в контуре близка к нулю - ток в индуктивности намагничивания имеет "правильную" полярность, и после включения полевика нарастание тока начнется уже с некого "паразитного" тока...
|
|
|
|
|
Jan 29 2007, 18:54
|

Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987

|
Цитата(Bludger @ Jan 29 2007, 18:41)  А не имеет ли право эта энергия (запасенная в контуре из паразитной емкости и индуктивности намагничивания) пойти на "полезное" дело запасения энергии в индуктивности намагничивания для следующего цикла?  Смотрите, если мы врубаем силовой ключ в момент, когда напруга в контуре близка к нулю - ток в индуктивности намагничивания имеет "правильную" полярность, и после включения полевика нарастание тока начнется уже с некого "паразитного" тока... Дык, в этом и есть суть квазирезонансников (напр. от Филипс), они именно врубают полевик в нижней точке паразитных колебаний, что минимизирует потери на переключение ПТ. В обычном ШИМ - преобразователе это, увы, недостижимо...
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
Jan 29 2007, 18:59
|
Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 768
Регистрация: 12-01-05
Из: Москва
Пользователь №: 1 904

|
Цитата Да, но в ТОП-е в качестве силового используется высококачественный ПТ, который в известной степени уменьшает негативный эффект включения при высоком напряжении - здесь, как уже и говорили, распределённая индуктивность рассеяния позволяет ограничить ток через канал до приемлемых значений. Да нет, полевики то там обычные, даже похуже чем брэндовые дискреты, физика то одна.. Другое дело что управление там правильно организовано, ну да и внешне это все строится легко.. У того же TOP247 Fall Time 50ns... Цитата Дык, в этом и есть суть квазирезонансников (напр. от Филипс), они именно врубают полевик в нижней точке паразитных колебаний, что минимизирует потери на переключение ПТ. В обычном ШИМ - преобразователе это, увы, недостижимо... Да, конечно недостижимо - но: в дисконтинусе мы сеем только часть энергии - какую - непредсказуемо, но определенно меньшую, чем в континусе когда однозначно вырубаемся с Vin+Vrefl.
|
|
|
|
|
Jan 29 2007, 19:06
|

Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987

|
Цитата(Bludger @ Jan 29 2007, 18:59)  Да нет, полевики то там обычные, даже похуже чем брэндовые дискреты, физика то одна.. Другое дело что управление там правильно организовано, ну да и внешне это все строится легко.. У того же TOP247 Fall Time 50ns... Наверное, последние годы появились полевики и получше - не слежу сейчас за этим; несколько лет назад же PI сильно выигрывали у IRF, например. Кроме того, не ясны параметры цепи, в которой проводилось измерение Fall и Rise Time. Цитата(Bludger @ Jan 28 2007, 11:29)  Цитата Дык, в этом и есть суть квазирезонансников (напр. от Филипс), они именно врубают полевик в нижней точке паразитных колебаний, что минимизирует потери на переключение ПТ. В обычном ШИМ - преобразователе это, увы, недостижимо... Да, конечно недостижимо - но: в дисконтинусе мы сеем только часть энергии - какую - непредсказуемо, но определенно меньшую, чем в континусе когда однозначно вырубаемся с Vin+Vrefl. Верно, в среднем потери будут меньше, но, всё же, для обеспечения надёжности мы должны рассчитывать на худший случай: включение в пике колебательного процесса, где потери будут примерно такими же.
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
Jan 29 2007, 19:23
|
Знающий
   
Группа: Свой
Сообщений: 768
Регистрация: 12-01-05
Из: Москва
Пользователь №: 1 904

|
Цитата Наверное, последние годы появились полевики и получше - не слежу сейчас за этим; несколько лет назад же PI сильно выигрывали у IRF, например. Кроме того, не ясны параметры цепи, в которой проводилось измерение Fall и Rise Time. Скорее всего, примерно один чорт  Технология то одна, и вытягивают все, что позволяет.. Вообще надо будет как-нить на досуге припаять юсишку и топ на один и тот же блок, и посмотреть что происходит  Цитата Верно, в среднем потери будут меньше, но, всё же, для обеспечения надёжности мы должны рассчитывать на худший случай: включение в пике колебательного процесса, где потери будут примерно такими же. "Мы не будем полагаться на случай!" (с) К счастью, в сетевом блоке всегда есть пульсации 100Гц, и DC соответственно тоже плавает, и момент включения тоже то ближе к нулю, то дальше, и в среднем выигрышь все равно получается
|
|
|
|
|
Jan 29 2007, 20:51
|

Гуру
     
Группа: Свой
Сообщений: 4 363
Регистрация: 13-05-05
Из: Москва
Пользователь №: 4 987

|
Цитата(Bludger @ Jan 29 2007, 19:23)  Цитата Верно, в среднем потери будут меньше, но, всё же, для обеспечения надёжности мы должны рассчитывать на худший случай: включение в пике колебательного процесса, где потери будут примерно такими же. "Мы не будем полагаться на случай!" (с) К счастью, в сетевом блоке всегда есть пульсации 100Гц, и DC соответственно тоже плавает, и момент включения тоже то ближе к нулю, то дальше, и в среднем выигрышь все равно получается Да, а потом трансы у некоторых трещать начинают (шутка  ). В принципе, верно. Только я всё равно не стал бы закладываться на это - кондёры могут быть и достаточно большими, а при малой нагрузке выигрыша совсем не будет. Кроме того, если склероз не изменяет, фронт включения колбасит из-за сетевых пульсаций всё же на менее половины периода паразитного колебательного процесса (правда, это от разных факторов зависит). Вообще, не мешало бы проверить КПД ИБП на ТОПе в режимах непр. и пульс. токов, дабы экспериментально найти лучший вариант. Может, автору темы это удастся?
--------------------
Самонадеянность слепа. Сомнения - спутник разума. (с)
|
|
|
|
|
  |
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|