Выбор силового транзистора для flayback, forward, На какое максимальное Vds рассчитывать Опции

[flowz]

Добрый день участникам форума!
Так сложилось, что мой опыт разработки больше касался устройств с питанием от сети через обычные понижающие трансформаторы 50Гц,
ну и далее линейные или импульсные стабилизаторы/преобразователи.
На настоящий момент уперся в габариты - всЁ, приехал, с трансформаторами не "влезаю".
Форум достаточно хорошо прочитал.
Однако все равно прошу небольшой консультации у опытных товарищей.
Исходные данные такие: Вх: 320-420VAC, Вых: 5VDC@1A, мин. нагрузка 100-120мА.
Больше мучает вопрос по выбору силового тразистора. В некоторых темах этого форума встречал высказывания (вх. напряжения были из указанного мной диапазона), что мол 900В хватит, а где то и 1200В маловато будет. В принципе я и рассчитывал что на 1200В закладываться надо. Ну а все таки?
И ещё - не помню кто, высказался по документу от Powint (DER-105 - там где к ТОПовскому транзистору присобачен еще один полевой транзистор, тем самым распределяя напряжения на 2-х ключевых элементах)- что так по "нашенски" делать нельзя. Чем это грозит?

[Plain]

Исходные данные такие: Вх: 320-420VAC

Данных мало. Требуется знать максимально возможное выпрямленное напряжение, т.е. с учётом всех допусков и т.п.

[flowz]

Данных мало. Требуется знать максимально возможное выпрямленное напряжение, т.е. с учётом всех допусков и т.п.

Думал , что очевидно будет. Ну да ладно.
Я дал диапазон изменений линейного ном. напряжения в промышленной 3-х фазной сети -15% +10%.
Пока полагаю, что ничего "срезать" не буду , то выпрямленное будет при +10% отклонении - не более 591 (без нагрузки).

Да, и КПД устроит от 60% до 70%.

[Егоров]

Делать полноразмерный источник на такое напряжение при 5Вт мощности нет смысла.
Обрезать вольт до 350-400 стабилитроном и типовое решение для обратноходовика , на стандартном моточном.
В требуемые 60-70 % КПД вложитесь.

[flowz]

Обрезать вольт до 350-400 стабилитроном и типовое решение для обратноходовика , на стандартном моточном.

Это было самое первое, что пришло в голову. Может так и сделаю. Тем более в существующем варианте - линейный источник,
дает КПД указанный мной выше . Но с напряжением на транзисторе хотелось бы разобраться.
По некоторым источникам - его регламентируют как 2хUвх, где -то, как Uвх+Uотр. Есть подозрение, что Uотр вряд ли будет намного меньше чем Uвх.
Или я заблуждаюсь? Может моточными данными для flyback'а можно это все обыграть в намного меньшую сторону?

[perfect]

Да, отражённое задаётся для рассчитываемого трансформатора, что получится это у готовых. Гуглите Starichok51 программы расчёта трансформаторов.

[Егоров]

В обратноходовом входное +отраженное. Отраженное нужно вольт 150, совсем маленьким его не сделать - коэффициент заполнения плохой.
В прямоходовом - двойное входное. Можно и тут схитрить, но опять -таки за счет коэффициента заполнения менее 0.1.
Прямоходы делают начиная ватт со 100. Для таких блох там слишком много компонентов.
Ну и 5 ватт от трехфазной сети - тоже достаточно редкое явление. Кофеварка от ядерного реактора.
Для такого источничка можно смотреть типовую схему на TNY 265-266 и трансформатор PNY 05015. Ключ там 700в, нужно входное как-то подрезать вольт до 350-360. Сам источник где-то 30х60х16мм получается класса "спаял-работает".

[нищеброд]

В прямоходовом - двойное входное. Можно и тут схитрить, но опять -таки за счет коэффициента заполнения менее 0.1.

Вот статья по прямоходовому http://irf.ru/pdf/articles/AN-939A.pdf
Тут на 500 Вольтовом транзисторе сделан блок питания для диапазона 115-240В АС.
Я делал прямоход на VIPER22(10Вт), но более 260В АС не включал. Лишние детали - диод и дроссель.

[Егоров]

Вот статья по прямоходовому http://irf.ru/pdf/articles/AN-939A.pdf
Тут на 500 Вольтовом транзисторе сделан блок питания для диапазона 115-240В АС.

Да, эту статью в оригинале я имел в виду и у покойной Моторолы похожее есть. Но это же не практически пригодный источник, а демонстрация ловкости рук, скорее.
Хотя, для данного случая, где не до оптимизации, а лишь бы хоть как-то дышало, может и стоит посмотреть.
Но с таким шулерством и обратноходовик сделать можно.

[Plain]

Делать полноразмерный источник на такое напряжение при 5Вт мощности нет смысла.
Обрезать вольт до 350-400 стабилитроном и типовое решение для обратноходовика , на стандартном моточном.
В требуемые 60-70 % КПД вложитесь.

Контроллер и внешний ключ куда стандартнее решение, чем контроллер с внутренним ключом и проходным стабилитроном.

[нищеброд]

Но с таким шулерством и обратноходовик сделать можно.

Можно, но в момент выключения всплеск напряжения будет больше чем у прямохода.
Для сравнения
У прямохода нет выходного дросселя.

Сообщение отредактировал нищеброд - Sep 9 2013, 17:26

[Егоров]

Что-то Вы фундаментальное путаете. У прямохода выходной дроссель обязателен.По самому принципу работы.
У обратнохода в момент выключения повышение напряжения четко вычисляемо и регламентировано. У прямохода же не всегда, зависит от вторичных и паразитных конструктивных параметров.
Похоже, Вы смешиваете силовой дроссель с вспомогательным выходного фильтра. Так он есть у почти любого источника. К топологии отношения не имеет.

Что до интегрированого ключа, то в сетевых источниках 5-10 ватт подавляющее число современных решений - интегрированные. Выше - встречаются уже и отдельные ключи.
Я так наладился и 40-45 ватт успешно делать с интегрированным ключом. Куда компактнее.

[нищеброд]

У прямохода нет выходного дросселя.

Его нет не по топологии, а потому что я его снял и прилепил в другое устройство.

[Егоров]

Его нет не по топологии, а потому что я его снял и прилепил в другое устройство.

Угу, все гениальное - просто!

[flowz]

Контроллер и внешний ключ куда стандартнее решение, чем контроллер с внутренним ключом и проходным стабилитроном.

Да, я так и хочу. Тем более контроллеры используются в серийном производстве- в ИИП c развязкой, но с входным 18-36 VDC.
Но пока не могу решить - "резать" выпрямленное линейное 380VAC (-15% +10%) или все-таки ключ на 900...1200В.

Насчет кофеварки от ядерного реактора. Другого не дано. Вот есть три фазы на устройство - и все. Ввод для нейтрали не предусмотрен.

[Егоров]

Просчитайте потери в балласте. При малой мощности это может быть приемлемым.
Работать же с ключом в 1200В, как первый опыт импульсников достаточно рисковано, да и сам такой ключ еще подобрать нужно. Они пока не очень популярны.
Да и трансформатор на 600 вольт первички - тоже не так просто, как на 350. Нетехнологичен он, в ЕЕ16 , скорее всего не вложитесь.

[Plain]

так и хочу. Тем более контроллеры используются в серийном производстве

В общем случае контроллеры низковольтных преобразователей не подойдут — большой стартовый ток и низкое пороговое напряжение. Для высоковольтного маломощного преобразователя нужно что-то типа такого:

http://www.digikey.com/product-detail/en/S...TZCT-ND/3504268

Ключ, например, такой:

http://www.digikey.com/product-detail/en/F...00TU-ND/1054655

Высоковольтный стартовый резистор, например, такой:

http://www.digikey.com/product-detail/en/H...AACT-ND/2059037

Подчёркиваю ещё раз — далеко не каждый резистор подойдёт для этой цепи, а только специальных серий — HVR, RNV, HHV и т.п.

Снаббер здесь лучше поставить жёсткий, т.е. ограничитель (TVS) и диод.

Большинство распространённых "обратноходовых трансформаторов" (т.е. многообмоточных дросселей) серий POL и TSD рассчитано на отражённое 110 В, что для данной задачи вполне приемлемо. Пробивное напряжение первичной обмотки производители почему-то держат в тайне, но в подавляющем большинстве она однослойная, т.е. здесь должна нормально работать.

[flowz]

Уважаемые, а как прокомментируете добавление дополнительного ключа Q1 и управлением им в
документе DER-105 от POWINT (Стр.5).

И еще- есть ли четкий критерий по минимальному коэффициенту заполнения - т.е. можно ли сказать : вот ниже 0.2 делать не рекомендуется?

Прикрепленные файлы

 der105.pdf ( 716.44 килобайт ) Кол-во скачиваний: 54

 

[MK2]

Уважаемые, а как прокомментируете добавление дополнительного ключа Q1 и управлением им в
документе DER-105 от POWINT (Стр.5).

Кaскодное включение. Позволяет ставить более высоковольтный и медленный ключ и быстро закрывать его.

Сообщение отредактировал Егоров - Sep 10 2013, 17:53

Причина редактирования: орфография

[flowz]

Каскодное включение. Позволяет ставить более высоковольтный и медленный ключ и быстро закрывать его.

Я не об этом. На какие "подводные камни" в случае flyback'а можно наткнуться при таком включении? Стоит ли так делать?
Может пощупать или лучше время не терять?

[p210]

не могу решить - "резать" выпрямленное линейное 380VAC (-15% +10%) или все-таки ключ на 900...1200В

"Режьте" и не забивайте голову себе и православным... Так будет проще. Мощность у Вас смешная, чего огород-то городить?

Сообщение отредактировал p210 - Sep 10 2013, 15:30

[Starichok51]

берите ключ на 1200 Вольт.
берите контроллер NCP1200. по питанию контроллера (8 нога) ставите сопротивление 120 кОм, состоящее из 4 последовательно включенных резистора по 30 кОм, 0,5 Вт.
1 ногу контроллера подключаете на общий, чтобы контроллер мог давать ширину импульса от нуля.
мою программу для расчета траенсформатора возьмете здесь: Программы расчета трансформаторов и дросселей
она называется Flyback(6000). кстати, самая свежая версия, только всера выложил.

Сообщение отредактировал Starichok51 - Sep 10 2013, 15:35

[Plain]

пощупать или лучше время не терять?

Вопрос от единственного знающего ответ лишний. Решения задач вообще сильно зависят от их целей. Если эта — поиграться с одной штукой и выбросить, тогда первое, если серийное производство, то второе.

[flowz]

если серийное производство, то второе.

Можно ли понять это как, то что к схеме представленной в DER-105 от образца к образцу будет существовать индивидуальный подход?

Starichok51, спасибо! В Вашей старой программе (давнишней ) буквально сегодня прикидывал трансформатор, попробую в последней версии.
Ещё у меня есть пара методик, там уже с карандашом посижу - сравню. Там уж решу, от чего мне танцевать придеться - в смысле какой из критериев
(Vdc, габариты трансформатора и т.п.)ставить во главу угла.

[Plain]

Можно ли понять это как, то что к схеме представленной в DER-105 от образца к образцу будет существовать индивидуальный подход?

Нет. В ней много, во-первых, лишних, во-вторых, не способствующих минимизации габаритов, и в-третьих, в сумме дороже деталей. Для действительно планирующих серийное производство подобные факты обычно немаловажны.

[flowz]

Plain, много ли там лишнего? Серия не очень большая, но источник который мне необходим - он встраиваемый, является частью агрегата, который стоит раз в 40-50 дороже, стоит ли считать туда сюда 200-300 рублей, (сам ИИП уж больше 500рублей не будет). Судя по плате в документе -габариты вполне меня устроили бы. Но гальванической развязки в ней не наблюдается.
Но всетаки я спрашивал не об этом, что вот прямо эту схему взять и применить. А о самой идее использования двух ключей с допустимыми напряжениями 600В. Видел работающую схему на таком же принципе - только там контроллер Infineon'овский ICE 2Bххх и скорее всего сама схема была взята с Appnote Инфинеона (я этот Appnote смотрел).

[Егоров]

flowz, образно говоря, Вы в первый рабочий день на кухне стремитесь приготовить рагу из зайца, имея под рукой только кошку. И очень мучаетесь рецептом соуса. А готовить следует простые макароны для начала.
Выбранный Вами аналог еще уметь нужно так неудачно выбрать.
Возьмите 5 ваттный аналог Вашего источника попроще, на какой-нибудь TNY или NCP1014 с тактовой 100-120кГц и постарайтесь без особых вольностей старательно передрать апнот. На стандартном трансформаторе.
Все свои знания прежние употребите на выпрямление и аккуратное срезание входного до 350-360 вольт. Тогда у Вас неплохие шансы сделать что-то работающее.
Поиграетесь, поймете общие принципы работы импульсного источника, приобретете первичный опыт. Будете наугад хватать аналоги, не имеющие никакой аналогии с Вашей задачей , замысловатые каскодные схемы, считать самодельные трансформаторы, не имея осмысленных исходных данных, - наверняка кончится все плохо.
В общем, думайте.

[Plain]

Судя по плате в документе -габариты вполне меня устроили бы.
я спрашивал ... о самой идее использования двух ключей с допустимыми напряжениями 600В

обычные понижающие трансформаторы 50Гц ... приехал, с трансформаторами не "влезаю"
мучает вопрос по выбору силового тразистора

Как видите, в обоих случаях наблюдается полное противоречие первоначальному вопросу темы — по прошествии двух её страниц выяснилось, что Вы согласны на вдвое больше низкочастотного варианта площадь ПП и не имеете возможности приобретать никакие высоковольтные ключи.

Серьёзные организационные проблемы надо озвучивать в ТЗ, в этом нет ничего зазорного. Типа, живу в такой-то деревне, из деталей только мешок КТ315 и мотор от швейной машинки.

[flowz]

Как видите, в обоих случаях наблюдается полное противоречие первоначальному вопросу темы — по прошествии двух её страниц выяснилось, что Вы согласны на вдвое больше низкочастотного варианта площадь ПП и не имеете возможности приобретать никакие высоковольтные ключи.

Серьёзные организационные проблемы надо озвучивать в ТЗ, в этом нет ничего зазорного. Типа, живу в такой-то деревне, из деталей только мешок КТ315 и мотор от швейной машинки.

Зря Вы так. Я не говорил что не имею возможности приобретать компоненты. И организационных проблем нет.
То что я спрашивал про 600В транзисторы, из этого совершенно не следует - вот только так, потому что достать 1000-1200В ключи не в силах.
И опять же - площадь низкочастотного варианта я не озвучивал - откуда домысел про вдвое больше. Я бы решил проблему на низкочастотном варианте - но у меня там не площади мало, а высоты.
Комментариев насчет каскодного включения видимо не дождусь. Ну нет так нет. Позже сам разберусь на досуге- хотя это не самоцель.

flowz, аккуратное срезание входного до 350-360 вольт.

Т.е всего лишь уронить 250В при потреблении от основного источника 20-30 мА. Больше половины потребляемой энергии в воздух, с учетом КПД ИИП. Это если действовать линейными преобразованиями.

[Егоров]

Да может не 250 и уронить нужно, Вы же ничего еще не считали.
Ключ в TNY 265-268 275 на 700 вольт Оставим 150 про запас и примем отраженное 100 вольт. Осталось 450, можно работать
В конце-концов, есть маломощные контроллеры и с 800 вольтовым ключом. Инфинеон ICE2A180, например. Тут вообще мало погасить придется. Вот только намотать трансформатор будет непросто.
Непросто будет его намотать и с 1200 вольтовым ключом. Просто добавляется контроллер громоздкий и вряд ли Вы его сходу запустите.

Вначале говорилось, что КПД не особо важен. Да и на 50гц трансформаторе Вы его никогда тоже толковым не получите.
Ну, сделайте двухступенчатое преобразование. Степдауном вроде LNK понижайте 600 вольт до 250-300 и дальше ставьте покупной 5-ваттник или передерите его аккуратно. По стоимости это будет все равно втрое дешевле 50гц трехфазного трансформатора.

[flowz]

Вначале говорилось, что КПД не особо важен. Да и на 50гц трансформаторе Вы его никогда тоже толковым не получите.
Ну, сделайте двухступенчатое преобразование. Степдауном вроде LNK понижайте 600 вольт до 250-300 и дальше ставьте покупной 5-ваттник или передерите его аккуратно. По стоимости это будет все равно втрое дешевле 50гц трехфазного трансформатора.

Да , я указывал КПД в 60-70%, но не 40%. И, если понижать до 250-300 с преобразованием энергии, то я согласен С Вами - применять покупной.
Так быстрее и головной боли меньше.
Изначально , я вообще хотел применить покупной -с входом 200-1200VDC, есть такой у MORNSUN (габариты по высоте не подошли). Трансформаторы не трехфазные, а два по 220 - первичные последовательно и подключены на линейное.

[Plain]

Комментариев насчет каскодного включения видимо не дождусь.

Это не каскод, но с их слов оно работает — чего ж тут ещё комментировать.

организационных проблем нет

Не похоже, потому что задача такого плоского ВВ БП решается несколькими способами, готовыми комплектующими из ближайшего сельпо типа "Чип и Дип", за три дня и на коленках.

хотел применить покупной -с входом 200-1200VDC, есть такой у MORNSUN

Есть, только он никакой не покупной, потому что бесценный.

[нищеброд]

Да , я указывал КПД в 60-70%, но не 40%.

Если не хотите терять мощность , то можно попробовать емкостной делитель для 3-х фаз.
Три плёночника 1мкФх630В.

[Егоров]

Да, я о емкостном делителе тоже недавно подумал. Для 5 ватт - вполне приемлемое решение.

[flowz]

можно попробовать емкостной делитель для 3-х фаз. Три плёночника 1мкФх630В.

Это не делитель - а искусственная нейтральная точка. Тут надо посмотреть, какие "прелести" от такого включения поимеем.

[perfect]

На двух таких BU426 может получиться и неплохой "электронный трансформатор". ?

[Егоров]

Да, на несколько ватт источник выйти может неплохой. Трехфазная сеть дает практически постоянное выпрямленное.
Но , конечно, без архаичных автогенераторных BU- биполярников.

Да, как я уже говорил сама идея емкостного делителя неплоха для данного конкретного случая.
А сам источник такого калибра на россыпи уже не делается. Дорого и громоздко. Согласен, что это - второстепенный вопрос.