Уменьшение напряжения на силовом ключе в форварде Опции

[Yuri Arkhipov]

Добрый день.
Подскажите, пожалуйста, можно ли в форварде сделать напряжение на силовом ключе < 2*Uп? Какие способы существуют?
Спасибо.

[Guest_orthodox_*]

Включать покороче, разряжать подольше(и больше витков в размагничивающей обмотке), но радикально использовать косой полумост.

[Прохожий]

Добрый день.
Подскажите, пожалуйста, можно ли в форварде сделать напряжение на силовом ключе < 2*Uп? Какие способы существуют?
Спасибо.

Попробуйте так, как описано ниже:
[attachment=15259:attachment]
однако, наилучший результат можно получить только с косым полумостом, как верно указал уважаемый orthodox.

[Yuri Arkhipov]

Рассмотрел 2 варианта схемы размагничивания сердечника в форварде.
1. http://focus.ti.com/lit/ml/slup108/slup108.pdf
fig.3 (RCD)
2. http://electronix.ru/forum/index.php?act=A...st&id=15259
fig.4

Возник вопрос, какую схему лучше использовать для DC/DC (18-80В)->5.5В 6А. Частота 500 кГц.
Вариант с дополнительной размагничивающей обмоткой трасформатора не рассматривается.

Заодно подскажите, пожалуйста, какую роль выполняет С7 на рис.6 в п.2.

Может еще какие-нибудь полезные ссылки на статьи по построению подобных конверторов посоветуете?

Спасибо.

[Bludger]

Рассмотрел 2 варианта схемы размагничивания сердечника в форварде.
1. http://focus.ti.com/lit/ml/slup108/slup108.pdf
fig.3 (RCD)
2. http://electronix.ru/forum/index.php?act=A...st&id=15259
fig.4

Возник вопрос, какую схему лучше использовать для DC/DC (18-80В)->5.5В 6А. Частота 500 кГц.
Вариант с дополнительной размагничивающей обмоткой трасформатора не рассматривается.

Заодно подскажите, пожалуйста, какую роль выполняет С7 на рис.6 в п.2.

Может еще какие-нибудь полезные ссылки на статьи по построению подобных конверторов посоветуете?

Спасибо.

Так называемый Active Clamp Forward Converter - на сегодня одна из самых удачных топологий.. Плюсы - резко сниженая энергия переключения силового ключа (или вообще ZVS), небольшие и предсказуемые перегрузки по напряжению, автоматически получаемый Self-Drive синхронник на выходе.. В итоге великолепный КПД и низкий шум при относительно невысокой стоимости...
посмотрите вот здесь, мало правда, но тем не менее: http://www.bludger.narod.ru/smps/ActCl.pdf
Из чипаков - посмотрите из серии UCC2891-2894, в Вашем случае лучше использовать p-channel в качестве дополнительного ключа, что бы не трахаться с управлением...

[Yuri Arkhipov]

Так называемый Active Clamp Forward Converter - на сегодня одна из самых удачных топологий.. Плюсы - резко сниженая энергия переключения силового ключа (или вообще ZVS), небольшие и предсказуемые перегрузки по напряжению, автоматически получаемый Self-Drive синхронник на выходе.. В итоге великолепный КПД и низкий шум при относительно невысокой стоимости...
посмотрите вот здесь, мало правда, но тем не менее: http://www.bludger.narod.ru/smps/ActCl.pdf
Из чипаков - посмотрите из серии UCC2891-2894, в Вашем случае лучше использовать p-channel в качестве дополнительного ключа, что бы не трахаться с управлением...

Файл не скачивается, к сожалению. Можно здесь выложить?

[Bludger]

quote name='Yuri Arkhipov' date='Nov 12 2007, 18:42' post='322572']
Файл не скачивается, к сожалению. Можно здесь выложить?
[/quote]

 ActCl.pdf ( 212.33 килобайт ) Кол-во скачиваний: 382


Надеюсь, приаттачелось! Если нет, могу на мыло скинуть!

[Прохожий]

Надеюсь, приаттачелось! Если нет, могу на мыло скинуть!

Практическая реализация не просто сложная, а очень сложная. Очевидных преимуществ перед однотактным мостом не обнаружил. Допускаю, что плохо прочел статью, может чего и не увидел.

[gyrator]

Возможен и такой вариант

Или такой, что обсуждается здесь http://valvol.flyboard.ru/topic151.html

[Bludger]

Практическая реализация не просто сложная, а очень сложная. Очевидных преимуществ перед однотактным мостом не обнаружил. Допускаю, что плохо прочел статью, может чего и не увидел.

Еще раз про преимущества:
- Резко сниженая или нулевая энергия переключиния - очень низки динамические потери и все очень хорошо с EMI
- Можем работать на DC>0.5 - на практике до 60-65%, соответственно транс и дроссель используются гораздо лучше, и меньше импульсные токи.
- Индуктивность рассеяния есть полезный фактор, что дает бОльшую свободу в конструкции транса, важно для сетевых источников.
- Автоматически получается селф-драйв синхронник на выходе
- Транс работает по симметричной, или смещенной вниз петле гистерезиса. Правда, сейчас, когда индукция определяется потерями, а не насыщением, не очень важно.
- Напряжение на стоке предсказуемо, и относительно невелико (по сравнению с вариантом с размагничивающей обмоткой). По сравнению с косяком - раза в полтора больше, но в косяке два транзистора включены последовательно, и неизвестно где выигрышь по статическим потерям.

По реализации - в данном случае добавляется один дохленький p-channel, и керамический кондер вольт на 200. Но - другой контроллер, бакса в полтора обойдется По сравнению с косяком - гораздо проще, не нужен драйвер верхнего уровня.
В случае сетевого источника, и здесь, и в косяке нужен драйвер верхнего уровня, разница в контроллере. Но - в косяке два силовых ключа, и два диода, а здесь - дохленький полевичок.. И плюс великолепный КПД и никаких проблем с EMI. Не зря же вайкр в обход всех законов продлил патент на эту топологию

[wim]

Еще раз про преимущества:
... Автоматически получается селф-драйв синхронник на выходе ...

Я дико извиняюсь, но каким образом будет работать "селф-драйв" в диапазоне входных напряжений, обозначенном автором (18-80 В)?

[Bludger]

Я дико извиняюсь, но каким образом будет работать "селф-драйв" в диапазоне входных напряжений, обозначенном автором (18-80 В)?

Да легко! Ограничительная цепочка из кондера, сдвоенного диода и стабилитрона на гейт, и все.. Ну, или эммитерные повторители с выходного напряжения на включение, но это уже вольтах на 12 полезно и замечательно работает

[Yuri Arkhipov]

Из чипаков - посмотрите из серии UCC2891-2894, в Вашем случае лучше использовать p-channel в качестве дополнительного ключа, что бы не трахаться с управлением...

Спасибо за помощь.
Из контроллеров пока мне доступен к использованию только LM5020, трансформатор только 749196500 (pdf прикрепил).
Поэтому пока все-таки склоняюсь к RCD варианту, т.к источник не особо мощный.
Active Clamp буду позже пробовать.
А с ранее заданным вопросом по поводу 2-х вариантов размагничивания не поможете?

Прикрепленные файлы

 749196500.pdf ( 154.08 килобайт ) Кол-во скачиваний: 237

 

[Bludger]

Спасибо за помощь.
Из контроллеров пока мне доступен к использованию только LM5020, трансформатор только 749196500 (pdf прикрепил).
Поэтому пока все-таки склоняюсь к RCD варианту, т.к источник не особо мощный.
Active Clamp буду позже пробовать.
А с ранее заданным вопросом по поводу 2-х вариантов размагничивания не поможете?

Про С7 то? Этот кондер замыкает паразитный емкостной ток через трансформатор, необходим для снижения EMI до приемлимого уровня. Ставить как можно ближе к трансу на жирных проводах!
Кстати, а не хотите построить банальный флай? Если КПД не колышет, то почему бы и нет? Гораздо проще...

[Yuri Arkhipov]

Про С7 то? Этот кондер замыкает паразитный емкостной ток через трансформатор, необходим для снижения EMI до приемлимого уровня. Ставить как можно ближе к трансу на жирных проводах!

Понятно. Спасибо. И еще по поводу 2-х ссылок вопрос в том же посте, если не трудно...

Кстати, а не хотите построить банальный флай? Если КПД не колышет, то почему бы и нет? Гораздо проще...

Уже склоняюсь к этому варианту. Кстати, а какая разница в КПД получится между форвардом с RCD и флаем в DC/DC (18-80В) -> 5.5В 6А?

[Bludger]

Понятно. Спасибо. И еще по поводу 2-х ссылок вопрос в том же посте, если не трудно...

Уже склоняюсь к этому варианту. Кстати, а какая разница в КПД получится между форвардом с RCD и флаем в DC/DC (18-80В) -> 5.5В 6А?

По первому вопросу уже ответил - лучше Active Clamp, т.е. вариант 1 Кстати, национальные полупроводники и для него чипак делают, LM5025, он как раз до 100В может работать...

По поводу КПД... Ну, оптимизированные варианты если, то Active Clamp Forward - 91-92%, RCD Clamp - наверное где то порядка 89% если с синхронником, флай - 83-85% с диодами и 87-88% с синхнонником...

[wim]

По первому вопросу уже ответил - лучше Active Clamp, т.е. вариант 1 Кстати, национальные полупроводники и для него чипак делают, LM5025, он как раз до 100В может работать...

Если речь идет о первом вопросе, заданном автором - "...можно ли в форварде сделать напряжение на силовом ключе < 2*Uп?", то в Active Clamp Forward при D=0,5 как раз получаем удвоенное напряжение на ключах.

... Ограничительная цепочка из кондера, сдвоенного диода и стабилитрона на гейт, и все.. Ну, или эммитерные повторители с выходного напряжения на включение, но это уже вольтах на 12 полезно и замечательно работает

Если не секрет - как Вы выбираете емкость этого кондера? Он ведь образует делитель с емкостью затвора полевика, для которой, как правило, дается некое "типовое" значение. Вообще, у меня такое ощущение, что селф-драйв хорошо использовать при низких выходных напряжениях и не таком большом диапазоне входных напряжений.

[Bludger]

Если речь идет о первом вопросе, заданном автором - "...можно ли в форварде сделать напряжение на силовом ключе < 2*Uп?", то в Active Clamp Forward при D=0,5 как раз получаем удвоенное напряжение на ключах.

Тут, наверное, важно другое... Нам хочется получить минимально возможное напряжение на стоке. Да, при DC=0.5 удвоенное входное - но такой коэффициент заполнения наблюдается далеко не при максимальном входе, при максимальном входе DC гораздо меньше, и соответственно, общее напряжение на стоке получается адекватным. Там обычно выбирают коэффициент трансформации так, что бы напряжение на стоке было одинаковым и максимальным в двух точках - в начале, и в конце диапазона, тогда стоковое напряжение в середине диапазона будет всегда меньше, и все получается оптимально...

Если не секрет - как Вы выбираете емкость этого кондера? Он ведь образует делитель с емкостью затвора полевика, для которой, как правило, дается некое "типовое" значение. Вообще, у меня такое ощущение, что селф-драйв хорошо использовать при низких выходных напряжениях и не таком большом диапазоне входных напряжений.

Обычно 0,1мк впаиваем Дабы входная емкость полевика была пофиг. Селф-драйв с эммитерными повторителями с выхода великолепно работает и при 12-вольтовом выходе... Вообще, на удивление некапризная штука, селф-драйв то, работает всегда

[Yuri Arkhipov]

Если речь идет о первом вопросе, заданном автором - "...можно ли в форварде сделать напряжение на силовом ключе < 2*Uп?", то в Active Clamp Forward при D=0,5 как раз получаем удвоенное напряжение на ключах.

С этим разобрался. При 80В на входе, DC у меня получается порядка 15%, поэтому напряжение на стоке, не считая выбросов за счет индуктивности рассеяния, будет около 100В.

Про С7 то? Этот кондер замыкает паразитный емкостной ток через трансформатор, необходим для снижения EMI до приемлимого уровня. Ставить как можно ближе к трансу на жирных проводах!

А исходя из каких соображений С7 выбран на 1.5кВ в той схеме?

[wim]

Тут, наверное, важно другое... Нам хочется получить минимально возможное напряжение на стоке. Да, при DC=0.5 удвоенное входное - но такой коэффициент заполнения наблюдается далеко не при максимальном входе, при максимальном входе DC гораздо меньше, и соответственно, общее напряжение на стоке получается адекватным. Там обычно выбирают коэффициент трансформации так, что бы напряжение на стоке было одинаковым и максимальным в двух точках - в начале, и в конце диапазона, тогда стоковое напряжение в середине диапазона будет всегда меньше, и все получается оптимально...

А что мешает контроллеру выдать максимальный DC при максимальном входном напряжении? Например - при включении питания. Наверное, мешает какая-нить схема мягкого запуска. А вот в косом полумосте макисмальный DC=0,5 безвреден, поскольку напряжение на ключах не больше входного. Кстати, есть ещё одна топология с ПНН - несимметричный полумост, там напряжение на закрытых ключах, как и в косом, - не больше входного.

[Bludger]

А что мешает контроллеру выдать максимальный DC при максимальном входном напряжении? Например - при включении питания. Наверное, мешает какая-нить схема мягкого запуска. А вот в косом полумосте макисмальный DC=0,5 безвреден, поскольку напряжение на ключах не больше входного. Кстати, есть ещё одна топология с ПНН - несимметричный полумост, там напряжение на закрытых ключах, как и в косом, - не больше входного.

Нее... Там чипаки умные, у них DC ограничен принудительно! Работал с этой топологией - и поэтому очень ее люблю! Все там очень хорошо работает и вообще вкусно!

[wim]

Нее... Там чипаки умные, у них DC ограничен принудительно! Работал с этой топологией - и поэтому очень ее люблю! Все там очень хорошо работает и вообще вкусно!

Ограничен на уровне, который ему принудительно задает разработчик
В апликухах все красиво, но там диапазон входных напряжений 36-72 и максимальный DC примерно 0,6. В данном случае диапазон входных напряжений в два раза шире, следовательно, надо или увеличивать DCmax или уменьшать DCmin. Увеличивать опасно - таки надо уменьшать DCmin?

[Slash]

Не зря же вайкр в обход всех законов продлил патент на эту топологию

Не подскажите, какие топологии применены в таких модулях:
http://www.vicorpower.com/documents/datasheets/ds_vi-200.pdf
http://www.vicorpower.com/documents/datash...maxi-family.pdf

Для одного указана ZVC/ZVS топология, для другого ZCS и частота 2МГц. Это тот самый Active Clamp Forward?

[Bludger]

Ограничен на уровне, который ему принудительно задает разработчик
В апликухах все красиво, но там диапазон входных напряжений 36-72 и максимальный DC примерно 0,6. В данном случае диапазон входных напряжений в два раза шире, следовательно, надо или увеличивать DCmax или уменьшать DCmin. Увеличивать опасно - таки надо уменьшать DCmin?

Ага, придется... Как правило, DC ограничивается внутри чипака, обычно где то 65-70%, поэтому эту величину надо заложить для Vin(min), а наверху диапазона - маленький DC, но здесь уже ничего не поделать, это в любой топологии будет происходить....

А исходя из каких соображений С7 выбран на 1.5кВ в той схеме?

Из требований электробезопасности для конкретного случая. В случае сетевого преобразователя этот кондер должен быть Class Y1.