Критерии в общем-то уже уточнялись в ходе дискуссии.

"Для этого предлагаю оценить влияние выбора режима на основные характеристики при прочих равных условиях:
1. КПД.
2. Масса-габаритные парамтры.
3. Диапазон изменения нагрузки и входного напряжения."

К этому можно еще добавить стоимость, уровень пульсаций на выходе, выбросы напряжения на силовом ключе.
Понятно, что и у того и у другого режима есть преимущества и недостатки. Вот с этим я и хотел разобраться. Какие преимущества, какие недостатки...
Т.е. провести сравнение, как например, сделал уважаемый Прохожий в посте #22.
Многое из обсуждения для меня прояснилось. Всем спасибо.
Сейчас занимаюсь моделированием, в связи с этим хотелось бы спросить, какие паразитные элементы я не учел при моделировании. Выбросы на силовом ключе слишком большие. Мне думается, что реально они должны получиться меньше. Или я не прав?
Микрокаповский файл приложил.

Ну, вообще-то многое чего не учтено. Из наиболее существенного - если я правильно понял, не учтена паразитная емкость обмотки дросселя-трансформатора и эквивалентное последовательное сопротивление конденсаторов фильтра. Плюс использованы идеальные ключи, которые коммутируются мгновенно.

Что еще не так - сходу не скажу, поскольку в качестве модели трансформатора использована Spice- макромодель, внутреннюю эквивалентную схему я не помню.

Большие и медленно затухающие "звоны" могут быть обусловлены тем, что модель использует трансформатор с линейным сердечником без потерь. В реалиях же высокочастотные колебания обмотки демпфируются за счет потерь в сердечнике на высоких частотах (уменьшается добротность контуров).

Я думаю, что никто не использует симулятор для измерения КПД. Он для этого не подходит. Однако, ИМХО, сравнение в рамках заданных параметрами модельки гораздо нагляднее, чем бесконечное теоретизирование на пальцах и при помощи формул. Недостатки модельки сердечника сказываются одинаково при работе однотакта во всех трех режимах.

Сообщение отредактировал gyrator - Nov 22 2007, 17:12

В настоящее время это уже не существенно. Алюминивые конденсаторы с малым последовательным сопротивлением составляют очень незначительную долю стоимости ИБП в целом. В настоящее время даже у китайцев можно найти вполне пристойные экземпляры.

Пожалуй, соглашусь с тем, что качественное сравнение вполне возможно. Количественное - нет.
Качественное сравнение позволяет посмотеть преимущества и недостатики, принципиально присущие той или иной схеме. Но адекватно сравнить совокупность параметров по резульатам моделирования, чтобы принять, решение какая из схем в целом лучше в каком-то конкретном применении - думаю, не удастся. Точнее, вряд ли вывод можно будет считать бесспорно достоверным.
Но опять-таки, соглашусь, что это лучше, чем рассуждать "на пальцах".

Что касается приведеной выше модельки для Микрокапа, думаю, она еще не вполне достоверна. В силовом ключе вот что рисуется (при питании от 18В).

Не знаю. Я поступил очень просто. Взял петлю намагничивания материала П140 и загнал ее в синтезатор модели от OrCad. Потом подобрал модели аналогов транзисторов, которыми собирался пользоваться. "Собрал" схему и промоделировал ее.
После этого, схема была собрана на макете. Расхождения осциллограмм с тем, что мне выдал симулятор составило порядка 15%. Причем, по основным позициям (амплитуде тока первичной обмотки и напряжения на силовом транзисторе) получилось поточнее (порядка 10%).
Так что особо сильно я бы не стал ругать существующие модели.


Если красное - это ток, а зеленое напряжение, то тут явный непрерывный режим со всеми его недостатками.
1. Совершенно замечательный выброс тока при открывании. В свое время именно из-за него пришлось отказаться от применения непрерывного режима для питания радиостанции.
2. Звон после закрывания транзистора. Не работают демпферные цепи.
В принципе, все очень похоже на правду. Хотелось бы посмотреть на схему, но нет Microcap-а. Если не затруднит, выложите скрин-шот.

А какие достоинства режима непрерывных токов кроме уже упомянутого тока перезаряда выходной емкости?

Вот скриншот

1. Малое приращение индукции и, как следствие, меньшие потери в сердечнике.
2. Меньшее значение статических потерь в связи с меньшими действующими значениями токов.
3. Может еще чего, но навскидку не вспомню.
К тому же - это все получается исключительно на этапе расчетов. На практике один только выброс тока во многих случаях перечеркивает все достоинства, увы...
К стати, однотактный прямоход в режиме непрерывнго тока дросселя ведет себя намного лучше.


Спасибо большое.
По моему скромному мнению, если оно интересует уважаемого Yuri Arkhipov:
1. R5 и С7 - це не демпфер. Неплохо было бы привести его к стандартному виду и посмотреть, что из этого выйдет.
2. Убрать демпфер с синхронного выпрямителя на S2.
3. На первых порах заменить синхронный выпрямитель диодом.

Это не то, чем он кажется. Этот выброс - по большей части ток разряда конденсатора, имитирующего емкость сток-исток.

В принципе - похоже. Но детали требуют доработки. Это я и пытаюсь объяснить. В частности, в представленной выше модели отсутствует конденсатор, моделирующий емкость затвор-сток. Поэтому ток ключа нарастает и спадает очень быстро (в отличие от реального). Но стоит ввсести эту емкость (нижний график) - процесс нарастания и спадания тока заметно меняется и становится понятным, что в непрерывном режиме могут быть весьма большие динамические потери при включении. Без учета этой емкости это практически незаметно. И таких внешне мелких, но существенно влияющих на работу схемы доработок можно сделать немало.

В свое оправдание могу только сказать, что это я написал до знакомства со схемой.


Полностью поддерживаю. В связи с этим вопрос. А почему автор не поставил модель реального транзистора вместо ключа? Тогда бы была учтена и указанная Вами емкость и емкость затвор-исток, влияющая на задержку включения и выключения, что немаловажно при исследуемых скоростях переключения.


Тоже согласен.

Я бы тоже не поставил, если бы задался целью проанализировать работу схемы, а не смоделировать конкретный преобразователь. Идеальный ключ, с правильно навешенными "добавками", имитирующими паразитные параметры, позволяет анализировать влияние каждого из этих паразитных параметров, что весьма полезно для понимания происходящих в схеме процессов.

Ну вот, еще одна доработка. Когда демпфер заработает, то разнесет во времени фронты тока и напряжения при выключении. Примерно вот так



А вот что будет происходить при переходе от режима непрерывных токов к режиму разрывных токов (в каждой группе на нижнем графике - мгновенная мощность на ключе)


Получается все по классике - коммутационная мощность при включении уменьшается, а при выключении - увеличивается. Плюс немного растут статические потери (но это на графиках незаметно)

Вывод один - используем критический режим при одновременном снижении частоты. Должно выйти примерно вот так:
[attachment=15509:attachment]
Практически тоже самое, но в несколько ином ракурсе.
Заметьте, заодно можно получить и достаточно большой диапазон изменения к-та заполнения, что немаловажно для систем управления flyback-ами в этом режиме. Там с уменьшением нагрузки увеличивается частота, а затем, при дальнейшем уменьшении нагрузки начинаются пропуски импульсов.
Вообще непонятна тяга современных разработчиков к высоким частотам преобразования.
Очень хороший результат на частотах до 30 кГц достигается с помощью Mo-пермаллоевых колец в качестве сердечников. За это им можно простить даже их сравнительно высокую стоимость.

Процесс пошел.
Надеюсь, скоро появиться и моделька килорублевого аппарата.

Это замечательно! Больше моделей хороших и разных!
Хорошо бы к скриншотам еще и сами модельки!

А если б еще косой полумост киловата на полтора (от сети 380) - то вот оно счастье!