БП In=50В, OUT= +/-8B, 5B, Условия: температура, габариты, шум... Опции

[bullit]

Добрый день!

Посоветуйте пожалуйста схемотехнику для следующей задачи:
Водное напряжение от 45-55 (с набором напряжения от 0 до 50 за 1-2 секунды), основное = 50 В.
Выходное напряжение +8 и -8 В для запитки АЦП и усилителей и +5 В для цифровых цепей.
Желательно чтоб общий от +8 и -8 "не контактировал" с общим +5, сами понимаете соединение земель возле АЦП.
Токи не очень большие: по 5В - 250 мА; -8 - 50 мА; +8 - 100 мА. Потребление во времени импульсное, указанны максимумы.
Стабилизация для 5 и 8 вольт: 5% и 2-3%, соответственно.
При этом входное напряжение может просаживаться на 2-3 вольта.
Температура от -30 до +125, габариты не большие.
Есть феррит размером 20, 25, 30. Вот думаю на нём сделать.

Вижу схемотехнику следующим образом: на входе импульсник - транс - обратная свзь и выходные обмотки. Стабилизаторы на выходе линейные, типа LDO.
Как реализовать и подсчитать транс хз.
Но так как опыта в этом направление маловато...подскажите пожалуйста как реализовать.

Заранее большое спасибо!

[bullit]

хм, думал тут будут предложения...
Тогда так: есть ли "микруха" такая, которая могла бы заменить "Блок управления" (см. рис)?

На выходе транса думаю стабилизаторы линейные поставить.
Единственное как обратную связь делать?

Конечно и Роера поставит можно, но от температуры плавать будет. Шлёпать просто генератор не охота.
Забыл написать: земля входного (50 В) соединяется с землёй 5 вольт.

[Прохожий]

хм, думал тут будут предложения...
....
Забыл написать: земля входного (50 В) соединяется с землёй 5 вольт.

Феррит Вам не нужен.
Все можно решить и без него.
Сначала идет понижающий стабилизатор из 50...55 Вольт в 5.
Например, этот или этот в штатном включении.
После этого надо поставить готовый преобразователь с двуполярным выходным напряжением.
К примеру, AM2D-0509DH30Z.

Сообщение отредактировал Прохожий - Feb 1 2010, 19:37

[bullit]

Если бы нужно было 1-2 напряжения, то конечно понижающие стабы были бы идеальны. А тут 3.
+ "шумо изолированные" должны быть +/- 8 В, т.е. не должны контактировать с 5В.

А AM2D - на 85 градусов.

Да и нарисовывается источник на 5 напряжений. Ко всему этому еще и +/- 27 В добавится. Но там и места больше.

[тау]

Я бы не делал на степ-дауне типа LM55xx , мало ли что , сдохнет нечаянно микруха а за ней вся логика остальной схемы , с фейерверком.
Более предпочтительным на мой взгляд тут пушпул или флайбэк , мощность 3 ватта можно сделать на любом из предложенных автором сердечников с запасом .

микросхем с встроенным ключом сейчас очень много.
вот на такой можно сделать ICE3A1065 или ICE3A1565. Хотя они и предназначены для AC-DC , но это не вопрос запитать и от DC. При питании от 85Vас входного они выдают 16-20 Вт через транс. При 50Vdc будет 5-6Вт , достаточно. Температура рабочая до 130 .

Защита от перенапряжения выхода обеспечивается по двум цепям , через ОС и по питанию микрухи.

Желательно чтоб общий от +8 и -8 "не контактировал" с общим +5, сами понимаете соединение земель возле АЦП.

Это требование не оправдано технически. Догма. Гораздо эффективнее все земли объединять в источнике , но фильтровать Г образными LC фильтрами уже при "подходе" на чистую аналоговую землю. В этом случае не получаются излучающих контуров в цепях питания, замкнутых через паразитную емкость обмоток. Там же и линейные ±8 стабилизаторы размещать (на аналоговой чистой земле).

[stells]

может еще на DPA от PI посмотреть?:
http://www.powerint.com/en/design-support/...design-examples
[attachment=40482:dpa424.JPG]

Сообщение отредактировал stells - Feb 2 2010, 11:33

[Microwatt]

Я бы не делал на степ-дауне типа LM55xx , мало ли что , сдохнет нечаянно микруха а за ней вся логика остальной схемы , с фейерверком.
микросхем с встроенным ключом сейчас очень много.
вот на такой можно сделать ICE3A1065 или ICE3A1565. Хотя они и предназначены для AC-DC , но это не вопрос запитать и от DC. При питании от 85Vас входного они выдают 16-20 Вт через транс. При 50Vdc будет 5-6Вт , достаточно. Температура рабочая до 130 .

По причине потенциального фейерверка степдаун вообще проблематичная топология.... Внимательно к этому подходить нужно.
В этой компании, от ICE (Инфинеон) можно даже еще полегче микросхему поискать.
Но рабочая температура устройства 125С?! Урезать бы осетра градусов на 30-40.

[bullit]

Ну температуру не уменьшешь - температура реально до таких пределов порой доходит.

По поводу степдаун - согласен: всякое бывает, и напряжение может прыгнуть вольт на 10. Но это уже ситуация на которую ориентироваться не стоит.

Поповоду флайбаков и т.д. смотрю и думаю, что:
1) точность выходного напряжения зависит от: транса; той части обратной связи которая на выходном напряжении висит и...
2) оптопара - слабое звено для температуры. Есть конечно и на 125 и 150, но дорогие и... что-то как-то страшно их ставить.
Отсюда вопрос: можно ли без оптопары сразу заводить на микруху? Ведь один фиг земли одни. Естесно зависит от конкретной микрухи.

+ имеет ли смысл на выходе транса ставить линейный стабилизатор? Это я к тому, что разница между +/- 8В должна быть не более 2-5%, да и само напряжение не отличалось на 5%. Конечно обмотки можно двойным проводом матать, но... (потребление по +8В чуть больше).
Или можно довериться импульснику?

+ по импульсному трансу: как расчитывать? или эксперимент ставить?
как учесть влияние температуры?

[тау]

Отсюда вопрос: можно ли без оптопары сразу заводить на микруху? Ведь один фиг земли одни. Естесно зависит от конкретной микрухи.

Можно конечно. Оптопара исключительно для гальваноизоляции.

+ имеет ли смысл на выходе транса ставить линейный стабилизатор? Это я к тому, что разница между +/- 8В должна быть не более 2-5%, да и само напряжение не отличалось на 5%. Конечно обмотки можно двойным проводом матать, но... (потребление по +8В чуть больше).

5 вольт - импульсно , 8 вольт - достабилизировать через линейники, возле АЦП. У флайбэеков свойство такое , чем хуже намотан транс , тем больше шевелятся напруги доп обмоток по отношению друг к другу и переменной нагрузке на одну из них . Как правило стабилизируют самую мощную обмотку , а маломощные - либо тщательно мотают , либо линейными стабилизаторами доводят.

+ по импульсному трансу: как расчитывать? или эксперимент ставить?

без экспериментов Вы не обойдетесь, если нет опыта, придется приобретать.
Рассчитывать лучше вручную, по книжкам, хотя есть адепты и программных расчетов. Точность расчета, даже 100% правильная , не гарантирует качество транса. Нюансы намотки и всё такое....

[stells]

+ по импульсному трансу: как расчитывать? или эксперимент ставить?

уже часто приводили онлайн-калькулятор, вроде бы неплохо он считает:
http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps_e/smps_e.html#Abw
для Вашего случая он считает, что лучше всего взять R6,3 (полная мощность приведена к 5-вольтовой вторичке), но это без учета дополнительных обмоток. здесь наверное уже надо вручную заполнение пересчитывать (с уменьшением диаметра провода 5-вольтовой обмотки):
[attachment=40499:flyback.JPG]

[Microwatt]

Замечу, что калькулятор сей немецкий - очень полезная штука для первичной оценки топологии.
Но вот в части моточных данных (сердечников, витков) им луше не пользоваться. Очень примитивно и далеко от реальной жизни.

[stells]

Но вот в части моточных данных (сердечников, витков) им луше не пользоваться. Очень примитивно и далеко от реальной жизни.

я тут им дроссель для буста прикидывал - он рекомендовал сердечник E25. намотал на EFD25 с теми моточными, что выдал калькулятор - все нормально вроде бы, правда пока полностью не нагружал. но наверное Вы правы, нюансы могут быть, на то и макетирование

[Microwatt]

он рекомендовал сердечник E25. намотал на EFD25 с теми моточными, что выдал калькулятор

Для меня меж Е25 и EFD25 очень ощутимая разница. EFD заметно мощнее.
Ну а что было бы если рассчитать тот же дроссель по-нормальному... Может сильно отличаться от того, что и так сошло.
Калькулятор этот имеет свойство завышать витки, особенно у трансформаторов. И выдавать провода по диаметру совершенно академических величин, либо не лезущие в окно.

[stells]

Ну а что было бы если рассчитать тот же дроссель по-нормальному...
Калькулятор этот имеет свойство завышать витки, особенно у трансформаторов. И выдавать провода по диаметру совершенно академических величин, либо не лезущие в окно.

однообмоточный дроссель конечно не сложно и вручную посчитать, приятно то, что он ориентирует на реальный сердечник. а диаметр провода я конечно округлил к ближайшему, который был под рукой

[stells]

а что скажут знающие люди по такому варианту... берем высоковольтный step-down в типовом включении:

и мотаем ему дроссель с дополнительными обмотками (моточные данные и типоразмер сердечника приблизительные):

по выходам +-12В линейные стабилизаторы
симульнул:


мне тут нужно было сделать преобразователь: входное 12В, выходное стабилизированное 60В/0,35А и изолированное нестабилизированное 12В/0,2А. так вот я и взял топологию буста, намотал дроссель и дополнительную обмотку. в железе все работает без вопросов. какой в этом криминал?

Сообщение отредактировал stells - Feb 3 2010, 09:31

[тау]

.... так вот я и взял топологию буста, намотал дроссель и дополнительную обмотку. в железе все работает без вопросов. какой в этом криминал?

Никакого криминала вобщем нету. Так даже желают , например подпитка с доп обмотки дросселя PFC.
основных проблем может быть две (имхо) для прямоходовых включений доп обмоток.
1) нестабильность входного напряжения увеличивается на выходе
2) может плохо стартовать при нагрузке дополнительных выходов типа резистивной, из-за срабатывания по ограничению тока ключа.

У Вас на втором рисунке - обратноходовое включение обмоток. Проблемы связи обмоток как во флайбэке.

[stells]

У Вас на втором рисунке - обратноходовое включение обмоток. Проблемы связи обмоток как во флайбэке.

да, обратноходовое. я и в моем случае использовал обратноходовое включение дополнительной обмотки
в данном случае связь от дополнительных обмоток наверное ни к чему криминальному не приведет, т.к. они маломощные. пульсации на дополнительных обмотках от 5-вольтовой нагрузки тоже не страшны - линейники есть

[bullit]

Прошу прощения за поднятие темы из небытия, плодить не хотелось!

А есть ли микрухи, по типу DPA, но на 150-175 градусов?

ибо поиск результатов особых не дал.

[Microwatt]

А есть ли микрухи, по типу DPA, но на 150-175 градусов?
ибо поиск результатов особых не дал.

Да, наверное, и не даст. При 175С к лампам возвращаться нужно.

[bullit]

А на 150 хотя бы?

Да и макс. температура не долго, не более 2-3 часов.

Скажу Вам "по секрету", некоторые отечественные радиодетали 175 градусов до 2,5 часов выдерживают, больше и не гоняли, не трэба. 816-817 транзисторы, уд6, PIC18...EE/SO и т.д.

Надёжность? Особо требований не выставляют, да и ремонт не сложный. Да и не слыхал еще чтоб что-то вылетало. 2 PICa из 40 вылетали на моей памяти, но это при первом прогреве. ну речь щас не о том.....

[bullit]

Для тех кто юзает компоненты от PI (DPA, TOPSwitch и т.д.) есть программа PI Expert 7.1 Software Suite CD + Русский немного.
Получить бесплатно можно у дилеров: http://www.macrogroup.ru/ + литературу подкинут.
Вот как раз разбираюсь. Ужо нравится... будем посмотреть как с реальной нагрузкой сходиться будет...

[bullit]

Заказал DPA, ферриты EFD от 15 до 30. И вот думаю: а какая схемотехника выходных обмоток лучше, если:
1) 5 напряжений: 5 цифр. (250ма); +/- 5 аналог (по 80 ма); +/- 30 а (по 50ма).
При этом аналоговые 5 и 30 соединяются в одной точке на плате. И с цифровой в одном месте тоже рядом. Т.е. гальванически желательно их развязать. Стоит ли делать отводы для 5 в аналоговых из 30 вольтовой обмотки? Т.е. обмотки две, а напряжений 4, но с отводами для 5 вольт. можно так?

И еще одно наблюдение за старой схемой (применяемой ныне) импульсника: не нагруженные обмотки транса давали большое напряжение. Т.е. настраивать импульсник приходится только при подключённой нагрузке. В случае с DPA как я понимаю если одна нагружена обмотка, а вторая нет, то бояться нечего, так как мощность отдаваемая в транс, зависит от нагрузки и более туда не пойдет? правильно ведь?
Ну это естественно при обратной связи...

[IQ3]

Есть у меня глупый вопрос. А что будет с параметрами феррита при температурах хотя бы 150 градусов? И насколько это соответствует тому, что пишут в документации на них.

[vlvl@ukr.net]

Я бы не делал на степ-дауне типа LM55xx , мало ли что , сдохнет нечаянно микруха а за ней вся логика остальной схемы , с фейерверком.
Более предпочтительным на мой взгляд тут пушпул или флайбэк , мощность 3 ватта можно сделать на любом из предложенных автором сердечников с запасом .

Поддерживаю, поршиво это, только через транс.

Есть у меня глупый вопрос. А что будет с параметрами феррита при температурах хотя бы 150 градусов? И насколько это соответствует тому, что пишут в документации на них.

Нормально все будет, покрайней мере устройства на N87 при 130 окружающей ведут себя стабильно, точку Кюри надо глядеть, чем выше тем лучше. Видел образцы, там и 170 закладывают.

Да, наверное, и не даст. При 175С к лампам возвращаться нужно.

Ненужно, лепят на кремнии и гарантируют н- часов работы, после этого выбрасывают. Только отбор по деталям делают как на военке и тестят каждую железяку на отказ.

20, 25, 30. Вот думаю на нём сделать.

Вижу схемотехнику следующим образом: на входе импульсник - транс - обратная свзь и выходные обмотки. Стабилизаторы на выходе линейные, типа LDO.
Как реализовать и подсчитать транс хз.
Но так как опыта в этом направление маловато...подскажите пожалуйста как реализовать.

Заранее большое спасибо!

Можно и на 15. Флай, если требуется развязка, тогда стабилизацию от отдельной обмотки и по выходу линейные, если развязки не требуется, тогда стабилизацию от самой мощной обмотки, можно от нескольких напряжений через резистивную матрицу, только подобрать нужную стабильность по каналам.

[bullit]

Прошу прощения за поднятие старой темы!

Дошел я всё таки до источника питания. Получил DPA 423 и 424. Всё вроде понятно, но вот с выводом С - не понятно. Ввиду того, что у меня земля питания и выходных напряжений одна (и разделить физически не могу) опто изоляция мне не нужна.
Есть 5 вольтовая обмотка (самая мощная кстати), могу я её напрямую на контакт С заводить?
Вопрос собственно в том, как микруха на напряжение поданное на С "реагирует"? На фидбак не похож...
а с ангельским плохо дружу...

[vlvl@ukr.net]

Может быть 2а преобразования рассмотреть 50 в 5В (флай) не развязаных и второе развязанное 5 в +/-8 (флай на EFD10, или чето по мельче, можно даже транс на плате ), тогда по 8В и стабильность будет не плохая.
UCC2804 и LM3478 без проблемно 125 выдерживают.

[stells]

если степдаун все-таки не пугает, то есть очень простой вариант для случая, когда нагрузка на одном плече (том, с которого снимаем ОС) заведомо больше:

здесь R6 - линейный стабилизатор 5В, R7,R8 - аналоговая нагрузка

[bullit]

Если честно охота вариант с DPA добить. Делать два преобразователя чёт мне не нравится. Степдаун страшно/неохота ставить.
Пока буду DPA мучать, да тока вот с обратной связью не понятно как она фунциклирует....

[stells]

Есть 5 вольтовая обмотка (самая мощная кстати), могу я её напрямую на контакт С заводить?

нужен усилитель ошибки, иначе как минимум болтанка будет по выходу

Вопрос собственно в том, как микруха на напряжение поданное на С "реагирует"? На фидбак не похож...

в типовой схеме включения есть тээлка. когда напряжение на выходе растет, ток через светодиод оптопары растет, транзистор оптопары приоткрывается и напряжение на входе С растет. т.е. теоретически можно прям на 5В подключать С, но нужен усилитель ошибки и коррекция

[bullit]

Объясните мне плиз, не опытному что такое усилиель ошибки?
И как коррекцию вводить?
А болтанка большая будет? Мож мне стабы линейные потом поставить?

Я вот использовал прогу от PI. Там есть схема где обратная связь на отдельной обмотке и посути один резистор участвует... ну кроме кондёров и диода...
И есть с диодом Зинера.

А может вместо оптопары к TLL-ке подключить транзистор? Вот и усилитеь ошибки? хм... мнеж гальвано развязка то не нужна....

[stells]

Объясните мне плиз, не опытному что такое усилиель ошибки?
И как коррекцию вводить?

в типовом включении его роль играет тээлка, но можно и ОУ применить. простая коррекция в даташите на dpa423-426 на рисунке 26 - конденсатор С11. а так же видимо С3, С4, R4 тоже корректируют ОС

Я вот использовал прогу от PI. Там есть схема где обратная связь на отдельной обмотке и посути один резистор участвует... ну кроме кондёров и диода...
И есть с диодом Зинера.

я dpa в руках не держал, а вот на tny делал макетик, так вот без тээлки болтанка

[vlvl@ukr.net]

Объясните мне плиз, не опытному что такое усилиель ошибки?
И как коррекцию вводить?

Источники пиьания. Расчет и конструирование__М.Браун.
Practical Switching Power Supply Design.Marty Brown; Motorola Semiconductor.1990.258 p.pdf
Newnes.Power_Supply_Cookbook.Marty_Brown.ISBN-075067329X.May-2001.eBooks-Corner.pdf
AND8143-D, ONsemi.

[bullit]

Попробую ТЛЛ-ку к транзистору подключить... А нужен ли транзистор тогда? Саму ТЛЛку к входу DPA подключить? надо разбираться...
А тлл-ку к тини через оптопару подключал?

За книги респект! Люблю хорошую литературу, тем более половина уже есть... остается осилить!

[vlvl@ukr.net]

Если честно охота вариант с DPA добить. Делать два преобразователя чёт мне не нравится.

На одном преобразовании вряд ли получите заявленные нестабильности. У Вас заявлено 125гр, посчитайте перегрев кристалла.... DPA скорее всего не пройдет, только с внешним ключем.

[stells]

DPA скорее всего не пройдет, только с внешним ключем.

фиг знает, он есть в D2PAKе, может и нормально будет

А нужен ли транзистор тогда? Саму ТЛЛку к входу DPA подключить? надо разбираться...
А тлл-ку к тини через оптопару подключал?

да, через оптопару. транзистор нужен, т.к. сигнал нужно еще раз проинвертировать

[vlvl@ukr.net]

фиг знает, он есть в D2PAKе, может и нормально будет

Thermal Shutdown 130min

[bullit]

У нас 125 это максимальная граничная температура. При этой температуре аппаратура работает не долго, ну не более 2-3 часов это в самом худшем случае.
Да и термоиспытания и наработка на отказ делается всегда. Опыт показывает что 125 это не такая уж и страшная темпеатура, при умелом использовании радиаторов...

[galya]

...первичным преобразователем можно использовать КР1211ЕУ1 и IR2153...

[Microwatt]

...первичным преобразователем можно использовать КР1211ЕУ1 и IR2153...

Особливо при 125С?

[vlvl@ukr.net]

Опыт показывает что 125 это не такая уж и страшная темпеатура, при умелом использовании радиаторов...

Умело, это когда без радиаторов

[bullit]

Умело, это когда без радиаторов

О, а скажите это как?
имхо с радиатором точно хуже не будет, поэтому по возможности ставим...
Под радиатором понимаю и площадки на плате, всё же какой-то радиатор (точнее теплоотвод).

[bullit]

Народ, подскажите схемотехнику обратной связи без оптопары. Т.е. оптопару заменяет транзистор с TL431. Гальваническая развязка не нужна. Да и оптопару ставить не могу.
Собрал свою схему, но чёт всё равно болтанка и нет стабильности....