Блок питания для усилителя Опции

[Turnaev Sergey]

Приветствую всех, у меня огромная просьба о помощи!

Я собираю усилок 2х200Вт (2xSTK 4050V), с импульсным источником питания, есть несколько проблем, с которыми я столкнулся, когда собрал первую версию этого преобразователя.

Итак первая проблема: если громко включить какую-нибудь басовитую песню, то при резком уменьшении нагрузки после баса, сильно подскакивает напряжение на выходе преобразователя, в обратной связи пока стоит просто резисторный делитель из него сразу оптрон, поскольку напряжение при постоянной большой нагрузке не увеличивается, то я думаю что дело не в отсутствии TL431, а в индуктивном выбросе из дросселей. Сейчас для решения этой проблемы я хочу поставить вместо оптрона изоляционный операционный усилитель ISO124 (о такой штуке упоминается в книжке Б. Семёнова « Силовая электроника») и на выходе поставить дополнительный линейный стабилизатор. Однако как по грамотному подключить этого опера я не знаю, информации про это вообще нигде нет, однако я разработал схему подключения сам, но не знаю насколько правильно, если у кого есть схема реализации такой обратной связи, прошу поделиться.

Проблема вторая: я не знаю как правильно определить количество витков вторички у транса, если делать как написано в книжках, то транс не в жись не выдаст на выходе необходимое напряжение при номинальной мощности ( необходимо напряжение 2х70В и мощность 520Вт). Эту проблему я пока решаю только экспериментально, доматывая при необходимости вторичку.

Проблема третья: практически на всей плате можно поймать осциллографом радиопомеху с периодом в 100кГц, размахом колебаний в 2 вольта, она в виде быстро затухающих колебаний частотой в несколько мегагерц+высокие гармоники. Борьба с этой помехой была почти безуспешной, подобрав RC фильтр на первичку, я смог только максимально её уменьшить, сейчас у меня идея заэкранировать транзисторы и транс.

Выкладываю последнюю версию моей схемы, я её ещё не собирал, пока нет деталей, изменения в новой схеме только описанные выше.
Силовой трансформатор намотан на феррите Epcos N67 ETD49, W1=20, 2xW2=18, частота 50кГц.

Схема питания входной цепи преобразователя взята готовая от комповского блока (но пока у меня стоит там обычный транс). Остальное вроде бы в пояснении не нуждается. Если кому понадобится Datasheet на какой-нибудь элемент, то его можно бесплатно скачать с сайта www.datasheet4u.com (это для тех кто не знает).

Схема:
Ну и написал блин. Заранее благодарен всем за помощ!

Сообщение отредактировал Turnaev Sergey - Jul 26 2006, 17:37

[yura-rf]

Приветствую всех, у меня огромная просьба о помощи!

Итак первая проблема: если громко включить какую-нибудь басовитую песню, то при резком уменьшении нагрузки после баса, сильно подскакивает напряжение на выходе преобразователя, в обратной связи пока стоит просто резисторный делитель из него сразу оптрон, поскольку напряжение при постоянной большой нагрузке не увеличивается, то я думаю что дело не в отсутствии TL431, а в индуктивном выбросе из дросселей. Сейчас для решения этой проблемы я хочу поставить вместо оптрона изоляционный операционный усилитель ISO124 (о такой штуке упоминается в книжке Б. Семёнова « Силовая электроника») и на выходе поставить дополнительный линейный стабилизатор.

15мкГн при 1-3А вряд-ли даст большой выброс напряжения на выходе БП (тем более на выходе стоят нормальные емкости). Скорее это связано с цепями контроля через оптрон.

Дополнительный линейный стабилизатор - лишние потери на нагрев (ток у Вас получается около 4А при 560Вт). Импульсное падение напряжения на выходе блока питания во время басов можно уменьшить, поставив С14, С19 10000мкФ параллельно С15, С16 (к дросселю). Параллельно можно зашнтировать емкостями 2,2мкФ-160В (К73-17) для подавления 50кГц и ВЧ гармоник- это так, немного в сторону от темы.

замена оптрона та ОУ, по моему, только добавит проблем (питание ОУ, подбор обвязки). ОУ обычно применяется, если на выходе БП необходимо получить более стабильные по величине напряжение или ток, или стабилизировать малые напряжения и токи.

была похожая задача: нагрузка скачкообразно менялась от 1 до 20А при 50В. БП работал нестабильно (до ухода в защиту). Экспериментально решалась так:



резисторами 1к 4,7к, конденсатором 10мкФ уменьшается реакция БП на басы.

[yura-rf]

Проблема вторая: я не знаю как правильно определить количество витков вторички у транса, если делать как написано в книжках, то транс не в жись не выдаст на выходе необходимое напряжение при номинальной мощности ( необходимо напряжение 2х70В и мощность 520Вт). Эту проблему я пока решаю только экспериментально, доматывая при необходимости вторичку.

У Ваc схема - полумост (вывод первичной обмотки подключен к средней точке конденсаторов), следовательно размах напряжения на первичке будет (примерно) (310В/2)-5В=150В. На втроричке нужно 70В, коэффициент заполнения ШИМ в рабочем режиме около 30-45% (k=0,3-0,45). Поэтому соотношение витков прервички и вторички n2=n1*U2/(U1*k).

Проблема третья: практически на всей плате можно поймать осциллографом радиопомеху с периодом в 100кГц, размахом колебаний в 2 вольта, она в виде быстро затухающих колебаний частотой в несколько мегагерц+высокие гармоники. Борьба с этой помехой была почти безуспешной, подобрав RC фильтр на первичку, я смог только максимально её уменьшить, сейчас у меня идея заэкранировать транзисторы и транс.

Возможно экранировать придется. У Вас 500Вт на 50-100кГц + гармоники - поэтому осциллограф и будет ловить даже рядом с трансом.
Для питания усилителя необходимо хорошо фильтровать выходные цепи БП (конденсаторы не электролиты+ дроссели) и зоединеия для "земли должны быть в одной точке по возможности.

[Turnaev Sergey]

yura-rf, огромное спасибо за ответы. Теперь стало понятно где я прокосячил с витками, я использовал формулу коэффициента трансформации для пуш-пула, поэтому ошибался ровно в два раза, всему виной двойная первичка пуш-пула, которая сбила меня с толку.

Параллельно можно зашнтировать емкостями 2,2мкФ-160В (К73-17) для подавления 50кГц и ВЧ гармоник

Такие конденсаторы у меня стоят изначально, правда на 1мкФ, просто я забыл нарисовать их на схеме.

ОУ обычно применяется, если на выходе БП необходимо получить более стабильные по величине напряжение или ток

Дело в том что через простой оптрон передаётся постоянка всего в 1 вольт, и помеха оседающая на этом 1 вольте имеет такую-же амплитуду, причём помеха меняется при изменении коэффициента заполнения, поэтому получается сильная нелинейность обратной связи. На ОУ я планирую подавать примерно 10 вольт, это должно прибавить стабильности, но опять-же нет нормальной схемы подключения.

Экспериментально решалась так:

Как я понял это схема с заменой TL431 на стабилитрон, но она не решает проблему низкого напряжения на оптроне.

резисторами 1к 4,7к, конденсатором 10мкФ уменьшается реакция БП на басы.

У меня несколько другой случай, ваш подход использовался для уменьшения реакции обратной связи, а в моём случае её наоборот нужно увеличить, чтобы после баса коэф. заполнения сразу уменьшался.

А что всётаки скажете о моей схеме подключения опера?
И ещё вопрос: в "Силовой электронике" упоминалось про намотку трансформатора по Z-схеме, кто может объяснить что это даёт?

[yura-rf]

[quote name='Turnaev Sergey' date='Jul 27 2006, 21:02' post='138489']
[quote]
Дело в том что через простой оптрон передаётся постоянка всего в 1 вольт, и помеха оседающая на этом 1 вольте имеет такую-же амплитуду, причём помеха меняется при изменении коэффициента заполнения, поэтому получается сильная нелинейность обратной связи. На ОУ я планирую подавать примерно 10 вольт, это должно прибавить стабильности, но опять-же нет нормальной схемы подключения.
[/quote]

Изменения напряжения на диоде фототранзисторе оптрона в режиме стабилизации десятые и сотые доли вольта. Помехи лучше подавлять RC фильтрами, так как они могут быть причиной нестабильной работы ШИМ и всего БП.

[quote]Как я понял это схема с заменой TL431 на стабилитрон, но она не решает проблему низкого напряжения на оптроне.[/quote]
И то и другое нормально работает, TL431 - тот же стабилитрон, только управляемый и максимум напряжения стабилизации около 40В.

[quote]У меня несколько другой случай, ваш подход использовался для уменьшения реакции обратной связи, а в моём случае её наоборот нужно увеличить, чтобы после баса коэф. заполнения сразу уменьшался. А что всётаки скажете о моей схеме подключения опера?[/quote]

Если Вы хотите, чтобы ШИМ отслеживал басы (частоты от 20 до 100-150Гц) можно поставить в цепи обратной связи НЧ фильтр с соответствующей частотой. Но из-за отслеживания ШИМ-ом низких частот может нестабильно работать весь БП. Для фильтра можно поставить конденсатор параллельно R33 на входе УО.

Для уменьшения долгих затухающих колебаний, выбросов в на силовых транзисторах (IRFP460), трансформаторе, диодах параллельно выходной обмотке и диодам ставятся цепочки, как С11-R3. Параллельно диодам примерно 10nF и 4-10Ом (5-10Вт).

[Turnaev Sergey]

Изменения напряжения на диоде фототранзисторе оптрона в режиме стабилизации десятые и сотые доли вольта.

Именно в этом и проблема, а при применении опера на напряжении 10 вольт и точности стабилизации в 1% изменение будет уже 0.1 вольта. Пока я альтернатив не вижу. Наверное скоро попробую сделать новую печатку со всеми демпфирующими цепочками экранировкой и съёмной платой управления, тогда и посмотрю стоит ли покупать опер за 400 рублей.

И всё-таки кто может поделиться схемой подключения опера в обратной связи отзовитесь!

[Turnaev Sergey]

Наконец-то я разработал новую плату:

Печатка:
В целях упрощения разводки, плату питания управляющей части сделал отдельно, все провода с неё пойдут на основную плату в виде витых пар.

Плата управления: Плата будет находиться в экране.

Последняя версия схемы:

Покритикуйте жестко пожалуйста, что можно улучшить.

Сообщение отредактировал Turnaev Sergey - Aug 8 2006, 17:39

[TheMad]

Я думаю что надо увеличивать время реакции обратной связи ШИМа, недаром при работе на высоких частотах усилители ошибки в ШИМ-контроллерах имеют частоты единичного усиления в десяток мегагерц и выше. Попробуйте переключить импульсом делитель, задающий выходное напряжение, на незначительную величину (наприме прибавить 5%), и посмотрите осциллографом время нарастания ПХ всей цепи обратной связи, прямо на соответствующей ноге 494-й. Она при частоте 50 кгц должна быть несколько микросекунд, я думаю. При бОльшем значении возможна неустойчивость вплоть до автоколебаний на низкой частоте.

[Turnaev Sergey]

Я думаю что надо увеличивать время реакции обратной связи ШИМа. Она при частоте 50 кгц должна быть несколько микросекунд, я думаю. При бОльшем значении возможна неустойчивость вплоть до автоколебаний на низкой частоте.

Спасибо, я примерно так и предполагал, для этого и ставлю опер.

Сообщение отредактировал Turnaev Sergey - Aug 12 2006, 16:55

[yura-rf]

Наверное, уже и плату собрали.
OP-27 возможно работает в жестких условиях - выход через С43-1nF на землю. Достаточно большая емкостная нагрузка на ОУ. Если Вы С43 применяете для фильтра, можно поставить резистор (100-800Ом) между выходом ОР-27 и точкой соединения с С43.
На выходе ОР-27 может быть нпряжение в пределах до +/-12В. По крайней мере -12В на 3-вывод TL494 может не понравится.

[wim]

Я думаю что надо увеличивать время реакции обратной связи ШИМа. Она при частоте 50 кгц должна быть несколько микросекунд, я думаю. При бОльшем значении возможна неустойчивость вплоть до автоколебаний на низкой частоте.

Спасибо, я примерно так и предполагал, для этого и ставлю опер.

Я вижу в схеме два недостатка:
1) Очень малый коэффициент усиления в обратной связи:
- входной делитель R28, R29 K=4,7/(4,7+33) = 0,12;
- ISO124 K=1;
- DA9 K=1+100/5,1 = 21
Итого примерно 2,5. Обычно коэффициент усиления по постоянному току стремятся сделать как можно больше, чтобы уменьшить погрешность выходного напряжения, тиичная велична 40-60 дБ.

2) В схеме с управлением по напряжению (TL494) выходной фильтр создает запаздывание по фазе на 180 гр., что в сумме со сдвигом фазы 180 гр., создаваемым отрицательной обратной связью дает 360. Большой выбос напряжения при резком изменении нагрузки может происходить как раз из-за неустойчивости обратной связи. Конденсаторы C34 и C43 еще несколько ухудшают ситуацию, так создают дополнительное запаздывание по фазе.

Для компенсации запаздывания в обратную связь вводят RC-цепочки, уменьшающие сдвиг фазы. Об этом можно прочитать, например, вот здесь: http://focus.ti.com/lit/ml/slup113a/slup113a.pdf

[Turnaev Sergey]

yura-rf, wim
Спасибо за ценные замечания, хорошо что я плату управления ещё не делал.

[slimjack]

А почему не использовать обычный трансформаторный БП - проще, надежнее? Использовать хороший линейный стабилизатор и большую емкость! Ведь для УМЗЧ использовать импульсник не очень хорошо.

[Turnaev Sergey]

А почему не использовать обычный трансформаторный БП - проще, надежнее? Использовать хороший линейный стабилизатор и большую емкость! Ведь для УМЗЧ использовать импульсник не очень хорошо.

Согласен, однако транс на 630Вт весит килограмм 15 и имеет габариты примерно 200х200х150, а я не хочу делать высоченный корпус да ещё и с такой массой.

И вторая причина: я хочу собрать реально работающий преобразователь для последующей возможной сдачи его как курсовика.

Насчёт хорошо или плохо, я думаю это сильно зависит от реализации импульсника.

[Turnaev Sergey]

На выходе ОР-27 может быть нпряжение в пределах до +/-12В. По крайней мере -12В на 3-вывод TL494 может не понравится.

Я немного подумал и сделал вот такой довесок:
, но в его идеальности я и сам сомневаюсь. Сильно ли это отразится на линейности обратной связи?

Сообщение отредактировал Turnaev Sergey - Aug 30 2006, 14:21

[phase]

А почему не использовать обычный трансформаторный БП - проще, надежнее? Использовать хороший линейный стабилизатор и большую емкость! Ведь для УМЗЧ использовать импульсник не очень хорошо.

Согласен, однако транс на 630Вт весит килограмм 15 и имеет габариты примерно 200х200х150, а я не хочу делать высоченный корпус да ещё и с такой массой.

И вторая причина: я хочу собрать реально работающий преобразователь для последующей возможной сдачи его как курсовика.

Насчёт хорошо или плохо, я думаю это сильно зависит от реализации импульсника.

Тогда надо было бы всетаки делать не просто двухтактник, а квази-резонансник или чистый резонансник
Оно как то меньше помех дает...

[Turnaev Sergey]

Тогда надо было бы всетаки делать не просто двухтактник, а квази-резонансник или чистый резонансник
Оно как то меньше помех дает...

Думаю для меня это пока сильно круто, увы.

[wim]

На выходе ОР-27 может быть нпряжение в пределах до +/-12В. По крайней мере -12В на 3-вывод TL494 может не понравится.

Я немного подумал и сделал вот такой довесок:
, но в его идеальности я и сам сомневаюсь. Сильно ли это отразится на линейности обратной связи?

Я думаю, начинать надо все-таки с основных проблем, озвученных в начале: помех и нестабильности выходого напряжения. Касательно помех - применение изолированного усилителя в такой схеме это эксклюзив, но в таком виде, как он нарисован, основную функцию, подавление синфазной помехи, он будет выполнять плохо, т.к. вход у него несимметричный. Это - типичная измерительная схема, в таких случаях делитель R29, R33 делают симметричным относительно земли и питания, а верхний и нижний резисторы делителя выбирают одного номнала (и прецизионные). И измерительную землю надо подключать не к среднему выводу трансформатора, а туда, где стоят конденсаторы выходного фильтра

[Turnaev Sergey]

Это - типичная измерительная схема, в таких случаях делитель R29, R33 делают симметричным относительно земли и питания, а верхний и нижний резисторы делителя выбирают одного номнала (и прецизионные).

А можете схемку нарисовать, а то так не совсем понятно.

И измерительную землю надо подключать не к среднему выводу трансформатора, а туда, где стоят конденсаторы выходного фильтра.

Но у меня так и подключено, или я вас не понял.

[yura-rf]

На выходе ОР-27 может быть нпряжение в пределах до +/-12В. По крайней мере -12В на 3-вывод TL494 может не понравится.

Я немного подумал и сделал вот такой довесок, но в его идеальности я и сам сомневаюсь. Сильно ли это отразится на линейности обратной связи?

Диод с выхода ОУ на вход tl494 даст нелинейность, от отрицательных напряжений на №3 lt494, можно сделать так (нумерация деталей совпадает с Вашей схемой). 1кОм+С43 - ФНЧ.
IMHO С34, С43 необходимы, иначе ОС будет реагировать на каждый выброс и помехи.
По общей Вашей схеме ОС с двумя ОУ четко сказать не могу- с такими вариантами не работал.



Сообщение отредактировал yura-rf - Aug 30 2006, 18:49

[Turnaev Sergey]

Диод с выхода ОУ на вход tl494 даст нелинейность, от отрицательных напряжений на №3 lt494, можно сделать так (нумерация деталей совпадает с Вашей схемой). 1кОм+С43 - ФНЧ.
IMHO С34, С43 необходимы, иначе ОС будет реагировать на каждый выброс и помехи.
По общей Вашей схеме ОС с двумя ОУ четко сказать не могу- с такими вариантами не работал.

Ура, просёк как работает ваша схемка, умно!
А как вам идея с ограничением напряжения стабилитроном?

Блин, неуспел задать вопрос, как тут же получил на него ответ, Спасибо!

Сообщение отредактировал Turnaev Sergey - Aug 30 2006, 18:56

[slimjack]

Загляни на power integartion. У них очень простые и довольно качественные конструкторы для блоков питания. Есть программы которые расчитывают схему и параметры элементов. Единственное - не уверен, что есть такая мощность.

Еще могу посоветовать. Схема получилась довольно сложная и наверняка не дешевая. Я по профессии электроприводчик и по сути занимаюсь своего рода мощными источниками питания электродвигателей. Так вот мне кажется, что будет даже проще сделать блок питания на контроллере. Завести на него обратные связи (можно и не развязывать гальванически). В прошивке рализовать ПИ-регулятор и все необходимые сервисные функции. И это может оказаться еще и дешевле. Если необходимо что-то изменить в логике или параметрах работы, нет необходимость лепить доп. элементы - достаточно поменять прошивку. Для питания контроллера используй LNK306 от power integartion. Ток около 400 мА на входе постоянка от 100 до 400 В, на выходе - любое (5, 15В - настраивается). Обходится такой источник вместе со всей обвязкой в 2 доллара.

Я делал инвертор (на ключах от IR) на PIC контроллере - схема получилась очень простая.

[Turnaev Sergey]

У меня уже была давненько такая идея, но я не решился без практического опыта, применять микроконтроллер в такой ответственной части. Думаю что в другой раз попробовать действительно можно.
А насчёт конструктора - назад дороги нет.

[wim]

Это - типичная измерительная схема, в таких случаях делитель R29, R33 делают симметричным относительно земли и питания, а верхний и нижний резисторы делителя выбирают одного номнала (и прецизионные).

А можете схемку нарисовать, а то так не совсем понятно.

И измерительную землю надо подключать не к среднему выводу трансформатора, а туда, где стоят конденсаторы выходного фильтра.

Но у меня так и подключено, или я вас не понял.

Вообще-то, типовое решение для обратной связи - TL431 и оптопара, работает везде и всегда. Помехи лучше давить там. где они возникают - в силовой части. Например, уменьшать площади контуров, по которым протекают импульсные токи.

Прикрепленные файлы

 bp.zip ( 43.63 килобайт ) Кол-во скачиваний: 83

 

[Turnaev Sergey]

У меня возник ещё вопрос: где-то читал что есть шим-контроллеры, которые уменьшают частоту при очень малом коэффициенте заполнения, однако просмотрев несколько даташитов я не нашёл ничего о такой функции.
Подскажите пожалуйста маркировку этих микросхем и как называется такой режим.

[Sild]

поделюсь опытом.
1. схема в высоковольтной части - рабочая, только я бы поставил транзисторы побыстрее, например ирф840 в паре, они будут много быстрее текущих и меньше греться. Резисторы в их затворах можно раза в 2 уменьшить, заметите как станет меньше греться сразу (может придется поиграть со снаббером или даже вообще выкинуть за ненадобностью)
2. конденсаторы у драйвера транзисторов - ТОЛЬКО low-esr, иначе толку от драйвера нет никакого. диоды в обвязке тоже минимум "фаст". С19 стоит явно с запасом.
3. Самое серьезное. ЗАЧЕМ такая дико медленная обратная связь? оптрон напрямую к к ШИМу и никаких усилителей. Оптрон минимум 817, 815 - дико медленные. Сам только что имел определенную связь с ОС, и чем она быстрее тем лучше, единственное, что может быть, это снижение(!) Ку усилителя ошибки ШИМа. В однотактникке у вас она очень хорошо сделана, сделайте такую же в двухтактнике!
4. выходные конденсаторы ТОЛЬКО low-esr иначе будете долго искать источник мусора.

только что сделал БП по очень похожей схеме в силовой части и управлении ею (ШИМ ЛМ3524), пока не выполнил того что выше написал не было счастья!!! уровень пульсации практически не заметен, частота 60кГц, 300 Ватт и греется очень и очень не сильно!

Пусть меня другие не поймут скажут - экстремалист, но это у меня работает и великолепно!

и еще, не перемотайте через чур вторичные обмотки у силового трансформатора, будут греться диоды и дроссели

С10-С11 - не перебор?

[Sild]

кстати не пожег ни одного транзистора, а это был мой первый импульсник , и причем такой мощности (постоянной)

[slimjack]

В своем инверторе в цепи затвора для ИРФ740 я ставил 100 Ом и шунтировал его обратным диодом (это уменьшает время выключения). Но правда работал я на частоте 10 кГц. Но советую поставить обратные диоды (быстрые конечно - от ФИЛИПС, например). Бутсрепные кондеры должны состоять из электролита (порядка 10 мкФ, емкость фильтрующего кондера по питанию драйвера должна быть около 200мкФ с параочкой керамики на 0.1-1 мкФ), плюс с каждым электролитом для высокой частоты 2 керамических по 0.1 мкФ. Ну и конечно длина проводников в цепи бутстреп-драйвер-транзистор должна быть минимальной.

Сообщение отредактировал slimjack - Aug 31 2006, 15:05

[Turnaev Sergey]

Sild
1. Про транзисторы не согласен, они действительно немного быстрее, но вот потери у irf840 больше.
irf840: потери коммутации 0.27вт, потери проводимости 8.7вт, сумма 8.97вт.
irfp460A: потери коммутации 0.56вт, потери проводимости 2.76вт, сумма 3,32вт.
Могу немного ошибаться в расчётах, но в целом верно.

Кстати транзисторы у меня при испытаниях ни разу даже тёплыми не становились, при нагурзке до 200вт.

2. У меня как раз стоят все конденсаторы Hitano EXR.

3. Да я уже и сам подумываю о том чтобы поставить обратно оптрон (опер пока ещё не купил).

Пусть меня другие не поймут скажут - экстремалист

А в чём экстрим то?

С10-С11 - не перебор?

Если вы про 820мкФ то их я снял с БП INWIN 350Вт, там частота была 33кГц, поэтому для меня как раз нормально будет, а то у нас в городе такие кондёры проблема (INWIN-у то пофиг, он сгоревший).

slimjack
Ни разу не видел такого включения диодов, попробую.

Бутсрепные конденсаторы стоят как раз на 10мкФ, 22-это я ошибся.
Керамика уже стоит, просто рисовать стоко керамики лень.

Сообщение отредактировал Turnaev Sergey - Aug 31 2006, 15:34

[Turnaev Sergey]

wim

Посмотрел схемку, но так сделать не получится, т.к. у опера питание +-15В относительно этого же общего, поэтому вместо -15 вольт будет -45, разве что можно сделать третью землю, для опера.

Завтра попробую собрать опять на оптроне, TL431 буду питать от +15В, стабилитрон на 68В мне всё-таки кажется менее прецизионным.


Что всётаки насчёт ШИМ контроллера с авто уменьшением частоты?

Сообщение отредактировал Turnaev Sergey - Aug 31 2006, 15:55

[wim]

Что всётаки насчёт ШИМ контроллера с авто уменьшением частоты?

Есть, например, однотактный ШИМ-контроллер с такой функцией L5991, но там это заточено под флайбэк для уменьшения потерь на переключение при малой мощности нагрузки (типа дежурного режима в телевизоре). Не совсем понятно - зачем в этой схеме уменьшать частоту?

[Turnaev Sergey]

Есть, например, однотактный ШИМ-контроллер с такой функцией L5991, но там это заточено под флайбэк для уменьшения потерь на переключение при малой мощности нагрузки (типа дежурного режима в телевизоре). Не совсем понятно - зачем в этой схеме уменьшать частоту?

Дело в том что без нагрузки коэф. заполнения очень низкий.

После домотки вторички, я хотел протестить преобразователь: включил, померил напряжение на выходе - нормальное; решил посмотреть осциллографом помехи на выходе, только успел дотронуться щупом до выхода, как сразу пошла нестабильность с визгом по обратной связи, последующий пробой плюсового транзистора и смерть драйвера, последние два события могли быть в обратной последовательности.
Как мог сгореть транзистор (причём только один) для меня загадка, в схему питания был включен резистор на 20 ом, это должно было не допустить превышение максимального тока.

Всё это происходило довольно давно, мож дело было как раз в обратной связи, но как я полагаю лучше либо вешать дополнительные нагрузочные резисторы на выходе, либо снижать частоту, не уменьшая так критически ширину импульсов.

[Sild]

верхний драйвер вылетел у меня когда завел трансформатор в насыщение случайно закоротив выход, но при этом проводил эксперимент по несимметричной нагрузке на транс, вообщем все совпало одновременно. Транзисторы остались целы. Вообще, грамотную токозащиту я пока не смог сделать. Защиту от выбросов трансформатора, к сожалению, тоже, думаю...

кстати, не симметричность вас не смущает, которая ОБЯЗАТЕЛЬНО вылезет при несимметричной нагрузке? как бороться собираетесь?

можете вообще выключить ШИМ нафиг, никаких проблем это не принесет, если нет нагрузки (минимальная), то блок из сети жрать ничего не будет, единственное, так это вылезет на выходе "пила" 100 Гц. Самый нормальный режим для проверки трансформатора ИМХО

[Turnaev Sergey]

Пока такого замечено небыло, но думаю бороться с несимметричностью можно например применяя более мощный сердечник, с недогрузкой по индукции. Например у меня феррит тянет 480мТл, а по расчётам индукция не превысит 300мТл, ну и конденсатор последовательно с первичкой улучшает положение.

Сообщение отредактировал Turnaev Sergey - Sep 2 2006, 09:22

[Sild]

конденсатор последовательно с первичкой никак не улучшает положение в случае как было у меня :о), я специально косо нагружал транс

[Turnaev Sergey]

можете вообще выключить ШИМ нафиг, никаких проблем это не принесет, если нет нагрузки (минимальная), то блок из сети жрать ничего не будет, единственное, так это вылезет на выходе "пила" 100 Гц. Самый нормальный режим для проверки трансформатора ИМХО

У меня было так что при низкой нагрузке на выходе TL431 откуда-то появлялись небольшие импульсы между основными, т.е. частота как бы удваивалась.

Я так понял косо нагружали транс используя однополупериодный выпрямитель?

[Sild]

у меня, импульсы ШИМа представляют из себя кошмар, и никаких красивых импульсов я там даже не собираюсь ожидать, тем не менее, на выходе все очень гуд, так что не осложняйте себе жизнь.

[Turnaev Sergey]

у меня, импульсы ШИМа представляют из себя кошмар, и никаких красивых импульсов я там даже не собираюсь ожидать, тем не менее, на выходе все очень гуд, так что не осложняйте себе жизнь.

Кошмар это случайно не вертикальные синусоиды вместо фронтов?

[Sild]

ага, решил сделать эксперимент, посмотреть на форму напряжения на первичке. Крайне познавательно оказалось, если бы не коротнул выход )))))))))))))))

"Кошмар это случайно не вертикальные синусоиды вместо фронтов?"

неа.

черт, я не то сказал, я имел ввиду импульсы с оптрона на вход ШИМ микросхемы

и вообще, отключать не ШИМ а обратную связь, мда, я перегрелся

[Turnaev Sergey]

Sild
Кстати: как вы определяете скорость работы оптронов?

[Sild]

надеюсь, коментариев по поводу моего заскока, дальше не будет.

[Turnaev Sergey]

понятно, бывает.

[Sild]

определил очень просто, посмотрел даташиты.
под рукой были 815 оптопары, я их и ставил, а получить красивую ровную линию на экране осцилографа никак не удавалось. Посмотрел в даташит - кут-офф 6 кГц, график frequency response на рабочей частоте где то ниже -20 дБ.
Посмотрел на 817, кут офф -80 кГц, на рабочей частоте frequency response где то в районе -2 дБ.
Разница есть, но не осязал пока не применил на практике. Появилась очень чистая линия на осцилографе (после вольтовых выбросов с использованием 815)

[Turnaev Sergey]

Тогда PS2501 ещё шустрее будет.

[Sild]

честно говоря, мне достаточно, можете поэксперементировать ))).
Все виденные мною промышленные блоки используют 817 оптопары и однотактники и двухтактники, частота 50-100 кГц.

[Turnaev Sergey]

Чёто я подумал заменить TL494 на более современную, наверно что-нибудь из UC от TI.
Какой лучше использовать режим контроля: по току или по напряжению?

[Фрол Кузьмич]

Turnaev Sergey, раз уж у вас такие мысли...
У вас проблемы связаны с ОС, так или иначе. В то же время звуковой усиливатель как нагрузка высокой стабильности питания обычно не требует. Отчего бы вам не взяться за вильяма нашего шекспира - оч. любопытную в этом плане конфигурацию PFC+SMPS ?
Расшифровываю. PFC выдаёт на своём выходе постоянное напряжение вольт 400-420, неплохо стабилизированнное по среднему (пульсации 100Гц остаются). Этим напряжением питается нерегулируемый SMPS, например тот же двухтактный полумост, он преобразует это напряжение в нужное и в нужное количество каналов с неплохой косвенной груповой стабилизацией (само собой тоже только по среднему). Фишки:
1) ну собсно пефека - форма входного тока, широчайший диапазон входного напряжения (а значит и его скачков), начинается с дросселя, т.е. добрый фильтр на входе как бы сам по себе - меньше помех в сеть;
2) главное - в любом стабилизированном типа вашего весьма мощный источник помех - вторичный выпрямитель. Связано с жёстким обратным восстановлением диодов. Даже если шоттки, тоже жёстко (у них большие ёмкости и всё это неслабо звенит). Особая противность этого источника помех в том, что он гальванически связан с нагрузкой. А нет хуже помехи, что гуляет по общему проводу.

Сообщение отредактировал Фрол Кузьмич - Sep 2 2006, 19:51

[Turnaev Sergey]

Поначалу я хотел поставить корректор мощности (были помехи у телевизора на экране), но потом когда убедился что помехи идут не по сети, а по радиочастоте, то передумал.
Помогло снижение частоты до 50кГц (изначально планировал 100).
Пока с помехами от диодов попробую бороться демпферами.

Да и PFC ведь не избавляет от необходимости ставить диоды, только улучшает диапазон напряжений и качество потребления энергии из сети.

[Фрол Кузьмич]

Конечно, вторичный выпрямитель нужен по любому. Но принципиальный плюс нерегулируемого - режим диодов гораздо мягше, гораздо. Но и стабилизация какая-то сильно желательна, уж очень сильно колеблется сеть, слава чубайсу. А пефека позволяет получить второе не теряя первого, ну и ещё кое-что.

Пока с помехами от диодов попробую бороться демпферами.

Ну, всё таки лучший способ борьбы с помехами - их не плодить. И может резонней побороться сначала на этом поприще, ну а к результату и демпферы приложить?
К тому же именно в таких приложениях уменьшение помех вопрос наиважнейший.

Сообщение отредактировал Фрол Кузьмич - Sep 3 2006, 07:21

[Turnaev Sergey]

Конечно, вторичный выпрямитель нужен по любому. Но принципиальный плюс нерегулируемого - режим диодов гораздо мягше, гораздо. Но и стабилизация какая-то сильно желательна, уж очень сильно колеблется сеть, слава чубайсу. А пефека позволяет получить второе не теряя первого, ну и ещё кое-что.

Как я понял вы предлагаете к выходу PFC (Power Factor Controller, чтобы всем было понятно) подоткнуть полумост с фиксированным коэф заполнения, а обратную связь для PFC брать уже с выхода полумоста.
Идея интересна.

[Фрол Кузьмич]

(Power Factor Controller, чтобы всем было понятно)

Только корректор, а не контроллер. По-нашему ККМ - корректор коэффициента мощности.
Есть для этого и контроллеры, в том числе и именно для такого случая - PFC + двухтактный PWM в одном флаконе, например ML4826CP2 или CP1 (соотношение частот PFC и PWM). Есть и из UC или UCC, точноне помню, но попадалось что-то на глаза.
А ОС брать просто с выхода PFC, как и прописано в даташитах. Со вторичной стороны нежелательно, т.к. сильно хорошая стабилизация тут не нужна и фильтр между PFC и PWM даёт такой полюс, что контур будет жутко тормознутый. К тому же 100-герцовую пульсацию PFC всё равно не может давить в принципе. Да и оптокуплеров чем меньше, тем лучше.

Сообщение отредактировал Фрол Кузьмич - Sep 3 2006, 08:07

[Turnaev Sergey]

Ещё вопрос: за какое время транзисторы обычно умирают от сквозного тока?
А то у новых микросхем есть спец датчик для контроля тока с быстродействием от 50nS.

[Фрол Кузьмич]

Чесслово не задумывался. Вы хотите некими схемными ухищрениями перевести сквозной ток в штатный режим? зачем? Его просто не должно быть никогда и это несложно обеспечить без всяких датчиков.
И кстати, в мелкосхемах для таких приложений нет датчика тока, а только входы для его подключения, датчик внешний. И ставится он например последовательно с первичной обмоткой, например токовый транс, куда например в двухтактном полумосте сквозной ток вообще не заходит, идёт мимо.

Сообщение отредактировал Фрол Кузьмич - Sep 3 2006, 08:35

[Turnaev Sergey]

Естественно сам датчик внешний.
Схему реализовать очень просто, и возможно она сможет спасти жизнь транзисторам, заодно это и защита от перегрузки, и shutdown выключатель.

А датчик ставится на минус от конденсаторов перед нижним транзистором, это общий у моей схемы.
Так что сквозной ток именно там и будет тьфу-тьфу.

[Фрол Кузьмич]

Схему реализовать очень просто, и возможно она сможет спасти жизнь транзисторам

Вы продолжаете иметь в виду спасение от сквозного тока? Но повторюсь, его просто никогда не должно быть, и тогда не нужно будет спасать от него чью-то жизнь. А если сквозной ток в схеме есть, значит эта схема никуда не годится, даже если что-то там в ней реализовано очень просто.

[Turnaev Sergey]

Схему реализовать очень просто, и возможно она сможет спасти жизнь транзисторам

Вы продолжаете иметь в виду спасение от сквозного тока? Но повторюсь, его просто никогда не должно быть, и тогда не нужно будет спасать от него чью-то жизнь. А если сквозной ток в схеме есть, значит эта схема никуда не годится, даже если что-то там в ней реализовано очень просто.

Приведу простой пример:
При настройке этого преобразователя для безопасности я использовал лампочку последовательно со схемой.
Но бывали моменты когда включать лампочку было недопустимо, и в один из таких моментов когда я в 101-й раз спокойно коснулся выхода TL494 щупом осциллографа ни с того ни с сего образовался сквозной ток, последствия предсказуемы.

[Фрол Кузьмич]

А почему вы решили, что причиной было именно появление сквозного тока?

[Turnaev Sergey]

А почему вы решили, что причиной было именно появление сквозного тока?

Судя по тому как взорвался пяти амперный керамический предохранитель, было ясно что ток потребления от сети был немалый.

[Фрол Кузьмич]

При сквозном токе чтобы от транзистора осталась только прикрученная к охладителю медная пластинка, ну и ножки, отдельно торчащие из платы, вполне достаточно только запаса энергии в конденсаторе в питании. Предохранитель при этом зачастую не успевает пострадать.

Сообщение отредактировал Фрол Кузьмич - Sep 3 2006, 10:19

[Turnaev Sergey]

При сквозном токе чтобы от транзистора осталась только прикрученная к охладителю медная пластинка, ну и ножки, отдельно торчащие из платы, вполне достаточно только запаса энергии в конденсаторе в питании. Предохранитель при этом зачастую не успевает пострадать.

Для этого в схеме и стоит конденсатор на 2.2мкФ последовательно с первичкой.

[Фрол Кузьмич]

Для этого в схеме и стоит конденсатор на 2.2мкФ последовательно с первичкой.

?? Turnaev Sergey, вроде только что один раз уже договорились, что сквозной ток через первичку не идёт...

Сообщение отредактировал Фрол Кузьмич - Sep 3 2006, 10:35

[Turnaev Sergey]

?? Вроде один раз уже договаривались, что сквозной ток через первичку не идёт...

А если это обычный сквозной ток, то как тогда происходит разрыв цепи, если не предохранителем, транзисторы то становятся проводниками.

[Фрол Кузьмич]

Становятся проводниками, но не надолго, только до наступления состояния как выше описал, пластинки отдельно - ножки отдельно. В этом состоянии они уже не проводники и оно наступает очень быстро, благодаря в основном только току с конденсатора в питании.

Сообщение отредактировал Фрол Кузьмич - Sep 3 2006, 10:57

[Turnaev Sergey]

Становятся проводниками, но не надолго, только до наступления состояния как выше описал, пластинки отдельно - ножки отдельно. В этом состоянии они уже не проводники и оно наступает очень быстро, благодаря в основном только току с конденсатора в питании.

У меня пробитые транзисторы выглядели как новые, только паяные.
Скорее всего вы говорите про корпус TO220, а я про TO247, видел 5 пробитых транзисторов в таком корпусе, и все без видимых повреждений.

Сообщение отредактировал Turnaev Sergey - Sep 3 2006, 11:03

[Turnaev Sergey]

Кто-нибудь объясните мне пожалуйста что делает вывод RAMP у микросхемы UC28025, в даташите показано три включения, но мне не понятно что это даёт.
 uc28025.pdf ( 292.62 килобайт ) Кол-во скачиваний: 387

[Фрол Кузьмич]

Скорее всего вы говорите про корпус TO220, а я про TO247

Да, но в более мощных девайсах с ёмкостью в питании под 1000 мкФ и больше то же происходит и с ТО247, и это погромче конечно. Настоятельно рекомендую при подобных экспериментах одевать защитные очки - запросто может дать ошмётками по глазам, мало не покажется.

Кто-нибудь объясните мне пожалуйста что делает вывод RAMP blink.gif у микросхемы UC28025, в даташите показано три включения, но мне не понятно что это даёт.

Ну, значит вы просто не поняли самого принципа работы начинки этой мелкосхемы. Все эти варианты непосредственно оттуда следуют. А приступать к вольному расширенному пересказу даташиты как-то рука не поднимается. Спросите конкретнее.

Сообщение отредактировал Фрол Кузьмич - Sep 3 2006, 17:11

[Bludger]

Кто-нибудь объясните мне пожалуйста что делает вывод RAMP у микросхемы UC28025, в даташите показано три включения, но мне не понятно что это даёт.
 uc28025.pdf ( 292.62 килобайт ) Кол-во скачиваний: 387

На этот вывод выведен вход компаратора ШИМа - пилу туда надо подавать. Если у Вас VM, то по рис. 5, если CM - то по рис. 6. Ну и комбинация из этих способов, когда в пилу с датчика тока подмешивается пила с генератора.. Или, если feed-forward хотим использовать, то формируем свою пилу по рис. 13, здесь размах пилы зависит от входного напряжения.
То есть напряжение с усилителя ошибки сравнивается с пилой на ноге RAMP и как только нарпряжение на RAMP становится больше, ШИМ компаратор выключается, соответственно, выключается соответствующий силовой ключ.

[Sild]

чем не нравится LM3524? вход токового датчика, усилитель ошибки, частота до 300 кГц, 3 поколение ШИМ-ов этого типа у производителя, дешев, работает... лишних выводов не имеет ;-).
а на выход блока повесить дроссель групповой стабилизации.

[Turnaev Sergey]

А что за режим feed-forward, поясните пожалуйста.

Если у Вас VM, то по рис. 5, если CM - то по рис. 6.

Ну это понятно, но ведь они не от нечего делать его туда поставили, а с какой-то целью. В этом то и вопрос.

... лишних выводов не имеет ;-).

Как кто-то сказал: хороший инженер решит проблему, а классный её обойдёт.

[Bludger]

А что за режим feed-forward, поясните пожалуйста.

Если у Вас VM, то по рис. 5, если CM - то по рис. 6.

Ну это понятно, но ведь они не от нечего делать его туда поставили, а с какой-то целью. В этом то и вопрос.

... лишних выводов не имеет ;-).

Как кто-то сказал: хороший инженер решит проблему, а классный её обойдёт.

Feed-Forward - это когда Duty Circle меняется обратно пропорционально входному напряжению, это делается для улучшения отработки изменений входного напряжения.
Про ногу Ramp - еще раз - Вы можете использовать этот чип как в CM, так и в VM, у обоих режимов свои плюсы и минусы (вообще то у СМ больше плюсов). Где то у TI есть аппликуха что то типа "Voltage Mode vs Current Mode", посмотрите, там немного рассказывается что это за режимы и с чем их едят. После этого станут понятны оба способа включения ноги RAMP

[bloodden]

По-моему ИБП для усилка делают нестабилизированным. ИМХО намного меньше проблем + более стабильная работа + дешевле.
Я имел в виду без ШИМ. 50% и всё.

[VXDRV]

Да, но в более мощных девайсах с ёмкостью в питании под 1000 мкФ и больше то же происходит и с ТО247, и это погромче конечно. Настоятельно рекомендую при подобных экспериментах одевать защитные очки - запросто может дать ошмётками по глазам, мало не покажется.

Фрол дельный совет даёт - очки при таких экспериментах просто необходимы...

[strannicmd]

По-моему ИБП для усилка делают нестабилизированным. ИМХО намного меньше проблем + более стабильная работа + дешевле.
Я имел в виду без ШИМ. 50% и всё.

Если питание от бортовой сети авто, то лучше стабилизировать, на мой взгляд.

[bloodden]

Если питание от бортовой сети авто, то лучше стабилизировать, на мой взгляд.

Я имел ввиду от 220.
А автомобильный ПН....наверное да, надо.