Часто появляется необходимость в маломощном высокоэффективном AC/DC источнике питания.
Например на AC/DC 2Вт (5В/400мА) при входном 85-270В.

Последнее время использую для Flyback NCP1013(130кГц)+EFD14/N87.

При разработке нового БП стал присматриваться к планарным трансформаторам.
Пока выбрал ELP18/N87, но подумываю заменить контроллер.
Хотелось бы найти что-то с большей частотой (500-1000кГц) для уменьшения потерь и числа витков.
Хочется получить в итоге КПД 80+ во всём диапазоне 110-230В и при нагрузке 20%/50%/100%.

В принципе, я даже не против поставить PFC перед Flyback и синхронный выпрямитель во вторичку.

Пересмотрел кучу контроллеров, в том числе и с PFC - получается из пушки по воробьям.
Они все чуть ли не на 30Вт, можно было бы на это плюнуть, но кушают они сами тоже неплохо.

Что посоветуете? Смотрел: TINY, Viper, FANxxx, TEAxxx, UCCxxx, CoolSET - но так и не понял будет ли от них толку больше, чем от NCP1013?

вряд-ли колебания амплитудой 300В на 1МГц будут экономичными.по схеме и цене NCP - оптимальное решение

Сообщение отредактировал ukpyr - Jan 17 2011, 11:40

Именно так Все ваши проблемы и воспринимаются.
Какой смысл поднимать экономичность такой блохи при питании от сети? Экономика-то экономной должна быть.
Это значит, что нужно всегда четко назвать того, кто будет платить лишние деньги за "экономию".

Мне казалось, что они будут лучше преобразовываться (не N87 конечно) чем 300В 130кГц.



В данном случае цена и схема не являются главными. Интересует повышение КПД и снижение тепловыделения.



Я не собираюсь экономить деньги за электричество. Но глупо расходовать 160мВт для получения 80мВт.
Неужели желание создать ИП с КПД 80+ появляется только начиная с 30Вт?
Мне лично противно, когда банальная зарядка для телефона нагревается до 60 градусов

Увеличение рабочей частоты при всех прочих равных условиях дает возрастание процента динамических потерь на переключение. Грубо говоря, 300нс на переключение при 100кГц это 3%, а на частоте 1МГц это уже 30%.
А вы прикиньте, куда именно потребляются эти 160мВт и почему их нельзя существенно уменьшить.

А на чем собираетесь экономить?
Да, именно так. Смысл в резком повышении КПД от 10 ватт где-то и начинается. Причем, диктуется не экономией электроэнергии, а нагревом компонентов, размерами и стоимостью платы. И для 30 ватт это уже 85+ %.
А почему зарядка нагревается выясняли? Ведь сделать источник с КПД 95% за пятикратную цену можно. Но можно же и бездумно потом половину мощности на балластном резисторе в зарядке рассеять. В итоге, какая экономия?
Двухваттник и без особых ухищрений можно сделать , скажем 75%, а может и все 80. Дороже он только будет стоить, чем 5 или 10 ваттник. Берите типовое решение на какой-нить TNY, стандартный PNY05015. Будет источник чуть более спичечного коробка, вполне удовлетворительных характеристик. Не вздумайте только с планарными трансформаторами экспериментировать (они совсем не для этого придуманы), да и лезть в 300-500кГц совершенно незачем, там КПД можно только ухудшать, Rezident попробовал пояснить почему.

Подобные источники исследовались и доводились очень неглупыми конструкторами и не один год. Что Вы должны четко понять, так то, что револоюции тут в ближайшую пятилетку с одним килобаксом в кармане Вы не сделаете. Ну, разве что из спортивного интереса одну штучку по несчитаной цене.
Оцените все обстоятельста еще раз.

А если выбрать контроллер с временем переключения 30нс? Сердечник взять из материала типа 3F4? Может динамические потери не возрастут?
Зато может упасть нагрев трансформатора, уменьшиться занимаемый им объём.



1. У меня пока в серии не работает синхронный выпрямитель. На макетке работал, а в изделии от него стало только хуже. С этим надо будет отдельно разобраться. Может в разводке дело, может в намотке.

2. У меня после выпрямителя стоит конденсатор 3мкФх500В, соответственно выпрямленное напряжение имеет провалы, во время которых PWM не работает, соответственно PFC решило бы эту проблему. К сожалению, мне сложно теретически прикинуть не съестся ли выигрыш от PFC током потребления PFC контроллера.

3. Можно заменить ключ на полумост, мост или двухфазный преобразователь - токи уменьшаться.

В общем пути где рыть вроде понятны, в основном не ясно будет ли выигрыш от повышения частоты, смены феррита и контроллера.





30/0,85-30=5,3Вт
Вы считаете, что если ИП потребляет 5,3Вт - это нормально?



Давайте прикинем как сделать двухватник с КПД 95%



Странные у вас спичечные коробки продают - PNY05015 имеет размер 23х19х17мм - и это только трансформатор. И потом, откуда такое предвзятое отношение к планарным трансформаторам? Есть личный отрицательный опыт? Или просто боязнь всего нового?

Вот например результат эксперимента на этой неделе: Flyback NCP1013(130кГц)+ELP14/N87 дали потребление 13мА по 250В АС при нагрузке 5В/500мА. Т.е источник на 2.5Вт потребляет 3.25Вт. Вроде бы всё хорошо - КПД 77%, но 750мВт ушли в тепло и греют плату.
Кстати температура транса на воздухе - в районе 45 градусов. Будет время - куплю ELP18/N87 и опробую его.



Подобный источник нужен мне. В конкретное изделие. Если через год оно будет потреблять 1Вт - я буду ещё более эффективный источник питания на 1Вт, на доступный на тот момент современной элементной базе. Причём тут пятилетка и килобакс? Во первых 30тр потонут в 60 человеко месяцах зарплаты инженера помноженных на налоги, на цеховые и заводские расходы. Во вторых я в этом году планирую получить рабочий макет БП у себя на столе.

Трансформатор может греться вовсе не из-за 30 или 300нс. Перейти со 100кГц на 400 - совсем не значит уменьшить трансформатор вчетверо.
Это заблуждение. Во время провалов в выпрямленном напряжении источник преспокойно работает от накопительного конденсатора. Микрофарады на ватт - вполне достаточно. Корректоры ставят вовсе не для повышения КПД, как такового.
Если 30-ваттный ИП потребляет 5,3Вт - это еще не самый плохой.
У меня хорошее отношение к планарным трансформаторам . Дело не в боязни, а в понимании разумной области их применения. Если бы они были так хороши везде - кто бы выпускал ЕЕ, PQ и кучу других типов? Сетевой маломощный источник - не их профессия. Печатных 100витков для 5-8мГн не намотать. И ЕЛП18 не будет меньше Е16 по объему. Если высота только беспокоит - берите EFD15, более реально.
Вот и успокойтесь на этой NCP. Лучше на коленке не согнуть. Очевидно, что источники подобного класса подошли на сегодня к теоретическому и технологическому пределу. Странно ожидать, что кто-то на кухне сделает карбюраторный двигатель с КПД 50%, если за последние 70лет его КПД почти не вырос.
Ладно, все это высказано в пространство, чувствую, хотя, поверьте, с добрыми намерениями. Мало кто желает внимательно разглядывать чужие синяки и шишки. Нужно обязательно свои понабивать. Сознаюсь, я и сам так долго делал

Вы правы, конденсатора не хватает на напряжениях меньше 80В. Но, всё же ШИМ работает с разным заполнением на разных участках синусоиды.
Возможно корректор улучшил бы ситуацию. Кроме того, как я понимаю, напряжение после корректора можно считать постоянным, не содержащим пульсаций до 1000В. Это может как-то упростить последующую схему.



Всё дело в том, что мне не нужны 5-8мГн. Всё прекрасно работает на 0.5-1мГн А ЕЛП18 имеет высоту всего 6мм.
А на EFD15 у меня уже сейчас спокойно 5В/1А пашет, хотел перейти на EFD10 для 5В/0.2А, но решил потренироваться на планарных трансах.



Просто до них пока руки в Европе не дошли. Пока с 50Вт борятся.
Это сейчас кажется, что PFC и планар не нужен в двухватнике. Раньше, 15 лет назад, когда все мотали ИП на железе и КРЕНках - импульсный блок питания считался излишеством, даже для питания АОНа. Сейчас это норма. Доживём до интегральных решений и в двухватнике.
Но хочется уже сегодня и в России, а не через 5 лет в Европе!

Интересно, кем-нибудь решен ли вопрос электробезопасности для печатных сетевых трансформаторов, в частоности маломощных? Автора темы это похоже не волнует, но все-таки.

Хех.... Нас всегда не волнуют те проблемы, о которых мы пока не знаем.

Был решен (не мной) в ветке про печатные трансформаторы.
Вообще считается, что для защиты от пробоя в текстолите между первичной и вторичной обмоткой достаточно 0.2мм (не помню на сколько КВ).
Для надёжности автор использовал не особый стек платы - а делал трансформатор из нескольких плат с фторопластовой прокладкой толщиной 0.2мм между ними.

Кроме того у меня между первичкой и вторичкой всегда есть экран.

Да хоть наган. Электробезопасность он не повышает, если не сплошной и не сидит гарантировано на заземлении. А никто этот 2-ваттник землить не станет. Да и клемма земляная в полисточника будет.
Боюсь, что все описанное про изоляцию планарнрго трансформатора - совершенно недостаточные меры.

Есть IEC950, он однозначно устанавливает минимальный зазор для FR4 в 0.4мм со всех сторон. Не забывайте про возможность обугливания текстолита со всеми вытекающими.

А никто не станет землить любой источник с обычной вилкой. И изоляция обычного трансформатора тремя слоями лакоткани ни чем не лучше фторопластовой прокладки в планарном трансформаторе.
Кроме того корпус изделия - пластиковый, нет путей поражения током.



ELP18 позволяет всунуть в него печатный трансформатор толщиной 2,2мм. Так что можно зазор хоть 0.8мм сделать.

PS: Жду интересных предложений по типу контроллера...