Перенапряжение на стоке силового транзистора при пуске, вопросы про плавный запуск ИП на uc2845n (8 выводов) и другое Опции

[velkarn]

Доброго дня!

Сетевой ИП, выход 24В, UC2845N (8 выводная), обратноход, схема ограничения - RCD-цепь.

Обнаружил при пуске на стоке напряжения более 800В (транзистор стоит на 800В). Напряжения в виде диких звонов - т.е. ограничительная цепь при пуске похоже не сразу начинает работать.

Коллеги, подскажите:
может это нормально, транзистор "проглотит" выбросы?
поможет ли схема плавного пуска? и как она обычно реализовывается на такой мс? вывода плавного запуска то нету...
что еще можно сделать?

[MikeSchir]

Хорошо бы указать не только выходное напряжение преобразователя, но и мощность (ток нагрузки), параметры трансформатора (включая индуктивность рассеяния) и номиналы RCD цепочки. Чтобы видеть реальную картину нужно при просмотре сигнала на стоке развязаться от ёмкости кабеля. Для этого нужно использовать кабель с делителем! Плавный пуск может помочь, его схемы можно посмотреть в апл. В серии мс UCC2800/1/2/3/... (UCC2813) есть узел плавногj пуска.

[Plain]

схема ограничения - RCD-цепь

...на R которой рассеивается энергия, пропорциональная неидеальности многообмоточного дросселя, т.е. если его намотать не по правилам, а сикось-накось, то R потребуется пропорционально весьма уменьшить, а то и готовить принудительный обдув.

[velkarn]

Хорошо бы указать не только выходное напряжение преобразователя, но и мощность (ток нагрузки), параметры трансформатора (включая индуктивность рассеяния) и номиналы RCD цепочки. Чтобы видеть реальную картину нужно при просмотре сигнала на стоке развязаться от ёмкости кабеля. Для этого нужно использовать кабель с делителем! Плавный пуск может помочь, его схемы можно посмотреть в апл. В серии мс UCC2800/1/2/3/... (UCC2813) есть узел плавногj пуска.

ток нагрузки 8А, индуктивность первички 200 мкгн, инд. рассеяния 4мкгн, номиналы не помню, но фишка-то в том, что при работе выбросы не превышают 600-700В, превышение только при пуске. щуп 1:100, осцилл. запитан через развязывающий транс. Кстати, Нашел схему плавного пуска в ON-овском даташите.

...на R которой рассеивается энергия, пропорциональная неидеальности многообмоточного дросселя, т.е. если его намотать не по правилам, а сикось-накось, то R потребуется пропорционально весьма уменьшить, а то и готовить принудительный обдув.

индуктивность рассеяния 2% это вроде неплохо?

[Plain]

индуктивность рассеяния 2% это вроде неплохо?

Да, но только если Вы это реально измерили. Тогда совсем просто — берёте максимум тока LL, т.е. определяемый непрерывным режимом, задержкой компаратора, разбросом его ограничителя и т.п., считаете запасаемую в ней энергию и далее R.

[velkarn]

Да, но только если Вы это реально измерили. Тогда совсем просто — берёте максимум тока LL, т.е. определяемый непрерывным режимом, задержкой компаратора, разбросом его ограничителя и т.п., считаете запасаемую в ней энергию и далее R.

да, это измеренное значение.
а вот дальше я не понял, что далее R?

[Plain]

...считаете R (снаббера).

[velkarn]

...считаете R (снаббера).

вы думаете, что изменение R снаббера мне поможет, при условии, что в установившемся режиме снаббер и так норм работает, а перенапряжение наблюдается только при включении?

[Plain]

Всё всегда считается для худшего режима, каковым в данном случае является старт, а именно, непрерывный, постоянный и максимальный ток дросселя, КЗ обратного хода вторички, неработающая ОС и минимальное время ключа.

[AlexeyW]

Показали бы схему и осциллограмму.. а то ведь даже RCD - ограничитель не есть совершенно однозначная вещь.

[MikeSchir]

ток нагрузки 8А, индуктивность первички 200 мкгн, инд. рассеяния 4мкгн, номиналы не помню, но фишка-то в том, что при работе выбросы не превышают 600-700В, превышение только при пуске. щуп 1:100, осцилл. запитан через развязывающий транс. Кстати, Нашел схему плавного пуска в ON-овском даташите.

При пуске мс UC28... работает в режиме ограничения тока. При этом минимальное время открытого состояния около 300нс, что при нулевом напряжении на выходном конденсаторе приводит к "забросу" тока стока раза в 3-7, ну отсюда все последствия. У мс UCC28...минимальное время окло 50-150нс. Думайте

индуктивность рассеяния 2% это вроде неплохо?

Это плохо для трансформатора такой мощности. Постарайтесь сделать раза в 2 - 2.5 меньше.

[Starichok51]

у меня на 10-15 Ватт (на сердечниках Е25) получается 1,25%...

[velkarn]

Всё всегда считается для худшего режима, каковым в данном случае является старт, а именно, непрерывный, постоянный и максимальный ток дросселя, КЗ обратного хода вторички, неработающая ОС и минимальное время ключа.

не хотелось бы слишком увеличивать потери в rcd цепи только ради старта.
так то я придумал вариант - поставил ZD цепь 750В, и тк в норм режиме напряжение на стоке не превышает этого значения, цепь работает только при старте. вариант не нравится тем, что две снабберных цепочки чёто многовато кажется)

Думайте

Это плохо для трансформатора такой мощности. Постарайтесь сделать раза в 2 - 2.5 меньше.

спасибо, буду думать. кстати да, сопротивление шунта мне надо бы увеличить, а то он у меня щас маловат.

что касается транс-а, конструкция такая П1-В1-В2-П2-обм пит
каждая обмотка в один слой. первичные П1 и П2 включены последовательно, вторичные В1 и В2 впараллель. даже не знаю, что можно ещё сделать в плане улучшения Ls, дальнейшее слоение увеличит емкость межобмоточную.

[AlexeyW]

При пуске мс UC28... работает в режиме ограничения тока. При этом минимальное время открытого состояния около 300нс

Почему? Откуда 300? Срабатывание по датчику тока в этих микросхемах значительно быстрее.

Это плохо для трансформатора такой мощности. Постарайтесь сделать раза в 2 - 2.5 меньше.

А у Вас какие цифры получались для индуктивности рассеяния?

[wim]

не знаю, что можно ещё сделать в плане улучшения Ls

Увеличить длину намотки, т.е. использовать всю длину каркаса. Однако по требованиям электробезопасности нужно либо создать зазоры безопасности и пути утечки 6 мм между первичной и вторичной обмотками, либо вторичную обмотку мотать проводом в тройной изоляции.
Вот пример трансформатора, который изготовливается и продается миллионами штук:
http://www.premiermag.com/pdf/pol-15073.pdf
Индуктивность рассеяния не впечатляет. Однако это то, что соответствует ГОСТ IEC 60950 и пригодно для серийного производства.
Для уменьшения выбросов можно увеличить емкость в RCD снаббере. Это потери в КПД, но при мощности нагрузки под 200 Вт нет смысла жадничать со снаббером.

[Starichok51]

чем больше мы разрешаем выброс, тем меньше потери в RCD клампере, тем выше КПД. поэтому лучше взять ключ на 800-900 Вольт и не стремиться зазря увеличивать емкость клампера...

[MikeSchir]

Почему? Откуда 300? Срабатывание по датчику тока в этих микросхемах значительно быстрее.


А у Вас какие цифры получались для индуктивности рассеяния?

1 Смотри ДШ:

Delay to Output VPIN 3 = 0 V to 2 V (5) 150 300 150 300 ns

2 Для трансформатора на EFD20 (на 30 Вт, входное 85 - 242 В, выход 24 В) - 270 мкГн, 1,7мкГн. Правда мерить надо уметь Стандартные приборы для этого не подходят.


Сообщение отредактировал MikeSchir - May 25 2014, 12:37

[velkarn]

Увеличил шунт - перенапряжение при старте исчезло. получается, что просто порог токоограничения был очень большой.

Правда мерить надо уметь Стандартные приборы для этого не подходят.

откройте секрет, почему не подходят? и как мерить правильно?
может из-за того, что измерительное напряжение при кз проваливается

[MikeSchir]

откройте секрет, почему не подходят? и как мерить правильно?
может из-за того, что измерительное напряжение при кз проваливается

Здесь на форуме много раз обсуждались способы измерения индуктивности рассеяния. Проблема в измерении малых величин порядка единиц мкГн. Низкочастотные приборы дают большие ошибки.

[AlexeyW]

Самый банальный способ измерения, и вполне неплохой - это включить инд.рассеяния как индуктивность колебательного контура (вторичка замкнута). В контуре вызываются колебания прямоугольным импульсом, поданным через сопротивление, по частоте вычисляется искомое. Величины R и C подбираются исходя из достаточно высокой добротности контура.

[velkarn]

Доброго дня! Снова взываю к помощи.
При старте горит силовой транзистор преобразователя (флай). когда отлаживал две половинки (ККМ и флай) отдельно, всё было нормально, когда соединил - стал сгорать.
Сетевой ИП, выход 24В, 8А.
ИП состоит из ККМ и флая. ККМ запускается раньше и на входе флая при его пуске уже 400В.

мне вырисовываются такие варианты:
1 сделать чтобы флай запускался раньше чем ККМ, тогда напряжение при пуске будет 310В - уже лучше
2 сделать так, чтобы флай запускался гораздо раньше, тоесть ещё пока напряжение на входной банке не доросло до 310В, для этого, существенно уменьшить сопротивление пускового резистора R13+R14, уменьшить ёмкость С16, установить ключик, чтобы отключать пусковой резистор после пуска (чтоб не терять мощность в резисторах)

Подскажите, что ещё можно сделать? как это делается обычно? (не ставится мс шим из прошлого века?)
прилагаю схему. на входе этой схемы (не показано, тк на другой плате) только фильтр ЭМИ, выпрямитель и термистор.
может кто взглянет профессиональным взглядом на предмет явных ляпов.
и трансформатор.
 shem.pdf ( 66.73 килобайт ) Кол-во скачиваний: 204



Сообщение отредактировал velkarn - Jun 15 2014, 15:20

[Plain]

что ещё можно сделать?

Например, заменить дикий VD5, а на FB поставить делитель со снаббера на 600 В пика стока.

[Oxygen Power]

Исправьте VD5 не более 18 В, R17 увеличить, С19 уменьшить до 4700 пФ, R19 увеличить, ОС подключить до L1.
Это то, что лежит на поверхности. Смущают резисторы датчиков тока R7, R24, R25. Подозреваю стоят слишком маленькие сопротивления.
TV1 и TV2 убедитесь, что сердечник не входит в насыщение.

Сообщение отредактировал Oxygen Power - Jun 15 2014, 17:32

[MikeSchir]

А ещё проверьте частоту преобразования - R12, C13. В расчётах принято 100 кГц, реально меньше. Для 3844, 3845 в расчёте нужно взять удвоенную частоту (см. примечание к таблице ДШ).

[velkarn]

Например, заменить дикий VD5, а на FB поставить делитель со снаббера на 600 В пика стока.

VD5 согласен, а вот про делитель не понял, что значит поставить со снаббера?

Исправьте VD5 не более 18 В, R17 увеличить, С19 уменьшить до 4700 пФ, R19 увеличить, ОС подключить до L1.
Это то, что лежит на поверхности. Смущают резисторы датчиков тока R7, R24, R25. Подозреваю стоят слишком маленькие сопротивления.
TV1 и TV2 убедитесь, что сердечник не входит в насыщение.

R19 это же для демпфирования колебаний? у меня и щас двухватник перегревается, не хотелось бы в нём ещё потери увеличивать
а как вы определили нужный номинал С19?
По поводу шунтов R24, R25 они подобраны чтобы ИП начинал ограничивать выходной ток при 10-11А.
по поводу насыщения проверю.

А ещё проверьте частоту преобразования - R12, C13. В расчётах принято 100 кГц, реально меньше. Для 3844, 3845 в расчёте нужно взять удвоенную частоту (см. примечание к таблице ДШ).

проверял, частота в порядке, то, что двойная это я учёл


ещё дополнение. сегодня восстанавливал макет, оказалось, что сгорели DA2, VT2, DV1.
возникло подозрение, не начинается ли процесс горения с микросхемы...

[Starichok51]

не знаю, как вы проверяли частоту, но при указанных номиналах частота должна быть около 76 кГц.
для 100 кГц сопротивление резистора нужно взять 9 кОм (вместо 12 кОм).

[velkarn]

не знаю, как вы проверяли частоту, но при указанных номиналах частота должна быть около 76 кГц.
для 100 кГц сопротивление резистора нужно взять 9 кОм (вместо 12 кОм).

да, сорри, у меня на самом деле там 8 кОм, просто на схеме стоит номинал из перечня, а я его при отладке поменял когда подстраивал частоту.


Сегодня перепроверил режимы силового транзистора, выпр. диода, питание мс шим - всё в норме и при включении и при работе. единственное есть при включении шильца на диоде, но они не дотягивают даже до 170В.
впринципе, отчего вообще это может гореть? куда копать?

[wim]

отчего вообще это может гореть?

Необходимо создать безопасную траекторию переключения МОП-транзистора. Радиолюбители делают так. Быстрый диод и 10 нФ в снаббере (это для тока нагрузки 3 А).

[Plain]

про делитель не понял, что значит поставить со снаббера?

Резисторы 600:2,5 с С17.

[velkarn]

Необходимо создать безопасную траекторию переключения МОП-транзистора. Радиолюбители делают так. Быстрый диод и 10 нФ в снаббере (это для тока нагрузки 3 А).

как я понимаю, траектория переключения это то, как накладываются ток и напряжение при включении/отключении транзистора. и разве RCD снаббер влияет на это? ведь он начинает работать когда напряжение на стоке уже достигло напряжения открывания диода (напр. входа + напр на коденсаторе)
в этой схеме правда есть снабберная RC цепь в параллель транзистору, может она как-то поможет?

Резисторы 600:2,5 с С17.

это чтобы закрывать выход шима когда напряжение на стоке достигнет 600В? получается, что в моём случае надо 750В, тк транзистор на 800.
и есть ли в этом смысл, если я замерял все режимы и ни разу не увидел на стоке выбросов более 750?

Сообщение отредактировал velkarn - Jun 20 2014, 13:44

[Starichok51]

имелся в виду не RCD снаббер, а цепочка параллельно стоку-истоку, С8 и R2. конденсатор и обеспечивает траекторию напряжения на стоке. естественно, до открытия диода снаббера.
а конденсатор снаббера (10 нФ) (после открытия диода) обеспечивает совсем другую траекторию - траекторию "пожирания" выброса.

[Plain]

я замерял все режимы и ни разу не увидел

...по какой причине всё выгорает — Вы ранее уже сообщили об этом непосредственно в начале данного подъёма данной темы.

600В? получается, что в моём случае надо 750В, тк транзистор на 800

Не получается, т.к. при чём здесь исключительно 550 В в приложенном выше Вашем же расчёте.

[velkarn]

имелся в виду не RCD снаббер, а цепочка параллельно стоку-истоку, С8 и R2.

да, спасибо, я понял. получается что эта цепочка несколько затягивает фронт напряжения на транзисторе.

...по какой причине всё выгорает — Вы ранее уже сообщили об этом непосредственно в начале данного подъёма данной темы.


Не получается, т.к. при чём здесь исключительно 550 В в приложенном выше Вашем же расчёте.

причину я не знаю, я просто предполагал, что это происходит при пуске на высоком входном напряжении, создаваемом ККМ

550 это входное плюс отраженное напряжение, а ведь параметры снаббера можно выбрать и так, чтобы позволить больший выброс. у меня среднее значение напряжения на конденсаторе снаббера около 200В.

Сообщение отредактировал velkarn - Jun 23 2014, 15:41

[Plain]

Причину Вам назвали с самого начала — неуправляемая на старте схема. И Вы, напомню, создали данную тему для советов, как именно это и исправить, а уже неделю обмусоливаете целесообразность пары жалких резисторов.

[velkarn]

я ценю данные советы и, кстати, всем спасибо за помощь!
а что касается целесообразности, разве не всё стоит делать исходя из неё? я просто пытаюсь понять причину. используя измерения и обсуждения
а так ведь можно поставить пресловутые резисторы, а это не даст результата и блок снова погорит. этот подход я уже испробовал, теперь сначала хочу разобраться в чем причина

[wim]

пытаюсь понять причину. используя измерения и обсуждения

Есть еще теория, моделирование, экспериментирование ... но на это есс-но времени нет. Причина в том, что при включении питания выходные конденсаторы разряжены - это практически КЗ. Ток в первичной цепи больше, чем в рабочем режиме, поэтому и выброс напряжения больше. Вот этим выбросом убиваются транзистор и диод.

[velkarn]

Есть еще теория, моделирование, экспериментирование ... но на это есс-но времени нет. Причина в том, что при включении питания выходные конденсаторы разряжены - это практически КЗ. Ток в первичной цепи больше, чем в рабочем режиме, поэтому и выброс напряжения больше. Вот этим выбросом убиваются транзистор и диод.

особенно на теорию))
моделировал кусками, но всё не промоделируешь, особенно пусковые режимы - далеко не факт, что результаты моделирования окажутся адекватными.
экспериментирование тоже было, добавил схему быстрого запуска основного преобразователи (чтоб запускался вперёд ККМ) - не помогло. проверял режимы транзистора и диода при пуске - выбросов напряжения выше норм не увидел (может это не значит, что их нет, хз)
вот насчет траектории не знаю, может ток и напряжение в норме, а траектория нет из за этого и горит?

[wim]

всё не промоделируешь, особенно пусковые режимы - далеко не факт, что результаты моделирования окажутся адекватными.

С погрешностью будут, факт. Но флай на 200 Вт с током нагрузки 8 А задача вообще-то нетривиальная. Поэтому лучше иметь результат с какой-то погрешностью, чем вообще никакого. Или хотя бы посмотреть тенденцию - что на что влияет. Например, если есть модель силовой части, добавьте в нее компаратор, срабатывающий по датчику тока, и задержку 300 нс - это для 2845. А потом сравните с задержкой 75 нс - для 28C45. Может, нужен контроллер пошустрее, а может транс пересчитать? Мы можем эдак еще десяток страниц заниматься философией.

экспериментирование тоже было

Эксперимент - это когда девайс выживает. Поэтому, если хотите по-простому, дайте ему на вход минимальное напряжение, при котором он работает (стабилизирует выходное напряжение) и посмотрите выбросы на стоке в режиме КЗ. А потом урезайте их снабберами так, чтобы при максимальном входном напряжении выбросы не превышали Vbr(ds). Полезно также параллельно C17 поставить ограничитель, чтобы он в режиме КЗ срезал выбросы.

[MikeSchir]

Как понимаю в схеме, которая была представлена раньше, номиналы некоторых компонентов были изменены. Может быть еще раз выложить схему?
И пробовали предложение Plainа? Мне оно кажется вполне разумным, особенно при очень больших емкостях конденсаторов на выходе (велико время нарастания выходного напряжения, при этом ток стока значительно превышает номинальный). Конечно, нужно будет немножко подумать относительно величины конденсатора в снаббере.

Например, заменить дикий VD5, а на FB поставить делитель со снаббера на 600 В пика стока.

Сообщение отредактировал MikeSchir - Jun 26 2014, 13:04

[Plain]

Причина в том, что при включении питания выходные конденсаторы разряжены - это практически КЗ. Ток в первичной цепи больше, чем в рабочем режиме, поэтому и выброс напряжения больше. Вот этим выбросом убиваются транзистор и диод.

Полагаю, причина всё-таки в другом — выпрямитель выгорает по причине неправильного снаббера и тянет за собой всё остальное.

Автору следует почитать на эту тему, например, здесь, ну и вообще:

https://www.google.ru/search?q=flyback+rectifier+snubber

Относительно резисторов на FB — контроллер, конечно, заслуженный, но уж очень древний и изобилием рулей не обладает, поэтому любая узда будет кстати.

так ведь можно поставить пресловутые резисторы, а это не даст результата и блок снова погорит

Первоначально была иная информация, дающая повод думать о наличии халявного мешка транзисторов:

всё было нормально, когда соединил - стал сгорать

Т.е. это просто мне не повезло, что они так быстро закончились.

[velkarn]

я уже думаю, не сделать ли LLC-конвертор вместо флая