PFC IR1155 трабл, Не удается получить синусоиду во всем диапазоне пит напряжений Опции

[MTh]

Взялся делать ККМ на IR1155.
Мощность нагрузки не более 50 Вт.
Диапазон входных напряжений: 85-265 Вольт
Напряжение на выходе: 385 В
Основная проблема - необходимо влезть в ГОСТы по гармоникам.

Рассчет согласно даташиту, сверялся с сайтом IR (есть у них под данную микру калькулятор)
Собрал, запустил. При напряжени на входе ниже 85 В все ок - синус на входе чист и прозрачен, между первой и третьей гармоникой 38 дБ судя по осциллографу.
А вот при повышении начинается черти-чего. На выходе все как задумано - постоянка 382 Вольта. Волны там в пределах 20 В - меня это устраивает.
Не могу понять, почему когда напругу повышаю - работа идет на четверти периода сетевого напряжения. От мощности нагрузки ситуация не меняется - синусоида далеко не синусоида. Рсчетная индуктивность 6.8 мГн. Пробовал от 0.8 до 12 мГн. СИтуация не меняется. Рабочая частота преобразователя 99 кГц. Думаю, где мог накосячить?

Есть подозрение что вместо супер-пупер ультрафаста QH03TZ600 (9 nS) поставил STTH2R06 (35 nS).
Схема типовая абсолютно - бустер на индуктивности и транзисторе. Микросхему питаю пока от внешнего БП.

Насколько я прав в своих подозрениях?

[MTh]

Тогда уж продлжу тему на данную микросхему.

IR в своих аппноутах всегда использует внешнее питание. Нет нигде примеров использования питания "с борта". Я предусмотрел доп обмотку на феррите PFC с диодом шоттки, танталом, керамикой и диодом зеннера на 15 В (классика жанра). Ход моих рассуждений был следующий - при запуске ток побежит через индуктивность (для этого шунтирующий диод убираем - у меня режим работы без нагрузки - уже ненормальная ситуация) и наведет в доп обмотке напряжение которого должно хватить для запуска IR1155. Ес-но мечтам моим не суждено было сбыться. Я подсмотрел у других производителей - добавил цепочку из двух резисторов по 220 К с линии VBUS на катод шоттки - начало запускаться. Т.е. через резисторы выполняется первичный запуск, а когда микросхема стартанула - подтягивается уже доп обмотка со всеми вытекающими. Между шоттки и зеннером в своей схеме добавил резистор на 100 Ом, дабы разгрузить малость. Все как бы работает, но смущает нагрев резисторов между шоттки и VBUS (их сопротивление конечно можно увеличить, что замедлит запуск или увеличить их мощность что скажется на габаритах и излучаемом тепле). Может стоит добавить делитель на конденсаторе и резисторе дабы запитать 1155 или может кто подскажет идею получше?

Есть конечно вариант поставить биполярник (типа PNP на нужное напряжение, подтянув базу к минусу) на цепочку из двух 220 К резисторов, а при появлении питания с доп обмотки цепочка будет отрубаться...

Микросхема в рабочем режиме при полной нагрузке потребляется единицы мА (1-3)

Ограничитель тока на резисторе тоже не камильфо - при 400 В и 3 мА:
1. будет рассеивать 1.2 Вт (что при 50 Вт скажется на КПД вцелом)
2. Легко может сжечь микросхему

[pwn]

Есть конечно вариант поставить биполярник (типа PNP на нужное напряжение, подтянув базу к минусу) на цепочку из двух 220 К резисторов, а при появлении питания с доп обмотки цепочка будет отрубаться...

Так делают тогда, когда стартовый ток у контроллера велик, а хочется чтобы он стартовал быстро и с низких напряжений. Только берется не биполяр, а мелкий дешевый мосфет с рабочим напряжением для 220в сети вольт 600 и током 1-2 ампера. Пойдет что угодно, любой из мусора лишь бы не пробитый На затвор со стока вешается резик 1-3 мегома, с затвора на общий стабилитрон на напругу запуска контроллера+3-4 вольта. Исток через резик в 50-100 ом (ограничить импульсный ток через полевик, чтобы не подох при включении) к электролиту с которого кормится контроллер. При появлении основного питалова полевик запирается и далее мощность не рассеивает. Но в момент запуска обеспечивает прилдичный ток и все стартует за доли секунды.

Далее само питалово совсем не обязательно было городить доп обмоткой с дросселя. Можно было проще обойтись запитав все с ключа. Берете конденсатор 220-330пф (на глазок, по ходу подберете) и рабочим от 630 вольт и выше (какю нить керамику, пленочник и т.п.) и цепляете одной ногой на сток ключа а другой к катоду какого нить ульттрафаст диода мелокого (UF4007 и т.п.), а анод его на общий (к итоку ключа). Далее от этой же точки последовательно резистор 10-30 ом и еще один ультрафаст диод, катодом к питанию контроллера на лит, а анодом к резику. Питание ессно должно быть ограничено стабилитроном. Цепь работает как два в одном - как снаббер при выключении ключа и при включении часть энергии конденсатора идет на заряд лита, питающего контроллер. Так как контроллер ест совсем мало, то осбо толстый конденсатор ставить не придется (подобрать чтобы хватало контроллеру и при этом не вскипал ограничивающий стабилитрон)

Ещё одна убедительная просьба пользоваться взрослым языком. Наверное, последняя.
Модератор.

Сообщение отредактировал Herz - Mar 22 2012, 20:40

[MTh]

Так делают тогда, когда стартовый ток у контроллера велик, а хочется чтобы он стартовал быстро и с низких напряжений. Только берется не биполяр, а мелкий дешевый мосфет с рабочим напряжением для 220в сети вольт 600 и током 1-2 ампера. Пойдет что угодно, любой из мусора лишь бы не пробитый На затвор со стока вешается резик 1-3 мегома, с затвора на общий стабилитрон на напругу запуска контроллера+3-4 вольта. Исток через резик в 50-100 ом (ограничить импульсный ток через полевик, чтобы не подох при включении) к электролиту с которого кормится контроллер. При появлении основного питалова полевик запирается и далее мощность не рассеивает. Но в момент запуска обеспечивает прилдичный ток и все стартует за доли секунды.

Спасибо. Попробую Вашу мысль облагородить... схема видимо будет вот такая (смотрим блочок на BUZ90):

Тогда работа этой схемы представляется мне следующим образом: через резистор 1 МОм начнется заряд емкости затвора транзистора, напряжение будет расти до величины напряжения пробоя стабилитрона (18 В), BUZ90 откроется при величине напряжения затвора где-то выше 3 Вольт (2.1-4 вольта по даташиту). Пока напряжение на затворе не вырастет выше 18 Вольт, транзистор будет открыт и ток через сток-исток будет протекать на цепочку обеспечивающую питание микросхемы через ограничительный резистор 50 Ом. Как только стабилитрон перейдет в состояние проводимости, затвор транзистора упадет на землю - транзистор закроется и будет поддерживаться в закрытом состоянии через цепочку резистор-стабилитрон. Когда начнет работать основной преобразователь, напряжение на истоке транзистора поднимет его относительно уровня земли. Напряжение на затворе относительно истока тогда станет отрицательным, что дает еще большую гарантию что транзистор будет заперт?

[pwn]

Когда начнет работать основной преобразователь, напряжение на истоке транзистора поднимет его относительно уровня земли. Напряжение на затворе относительно истока тогда станет отрицательным, что дает еще большую гарантию что транзистор будет заперт?

На затворе всегда будет 18 вольт. Когда на истоке BUZ90 станет столько же он закроется. Смещать ему затвор в минус не требуется. Тут только один момент неменого неприятный, который надо вылечить включив сток транзистора через какой нибудь мелкий диод - так как у вас ККМ а не просто SMPS, то напряжение по входу падает до нуля. При этом когда синус станет меньше чем напряжение питания контроллера, образуется цепь протекания тока от питания контроллера через резистор 100 ом и паразитный диод транзистора и далее на вход ККМ и в нагрузку. То есть он как бы сам себе будет сажать питание при переходе синуса через ноль. А диод этому помешает. В обычном SMPS такой проблемы нет, так как по входу банки и напряжение до нуля никогда не падает.

А чего не рискнули цепь основного питания нарисовать как я рекомендовал? Проще ведь и городушек меньше.

[MTh]

На затворе всегда будет 18 вольт. Когда на истоке BUZ90 станет столько же он закроется. Смещать ему затвор в минус не требуется. Тут только один момент неменого неприятный, который надо вылечить включив сток транзистора через какой нибудь мелкий диод - так как у вас ККМ а не просто SMPS, то напряжение по входу падает до нуля. При этом когда синус станет меньше чем напряжение питания контроллера, образуется цепь протекания тока от питания контроллера через резистор 100 ом и паразитный диод транзистора и далее на вход ККМ и в нагрузку. То есть он как бы сам себе будет сажать питание при переходе синуса через ноль. А диод этому помешает. В обычном SMPS такой проблемы нет, так как по входу банки и напряжение до нуля никогда не падает.

Да, я тоже об этом подумал... правда уже позже. Спасибо.

А чего не рискнули цепь основного питания нарисовать как я рекомендовал? Проще ведь и городушек меньше.

Дык там почти нет выбросов при закрытии транзистора... думаете хватит?

[pwn]

Дык там почти нет выбросов при закрытии транзистора... думаете хватит?

При чем тут выбросы? Ток питания контроллера будет формироваться за счет перезаряда конденсатора. Средний ток будет зависить от частоты коммутации ключа и емкости конденсатора. Подбирается конденсатор и все работает.... Прикинул в симуляторе, для ваших 50 ватт все же малость расточительно будет, на резисторе поболее ватта тепла осядет. Но как вариант можно вместо резистора поставить дроссель мелкий типа д01 и иже с ними и совсем мелкий конденсатор. За счет резонанса на гармониках вполне можно вытащить требуемые 15ма питания без больших потерь. Но это по симулятору, а как оно будет в реале - надо пробовать.

PS У меня в симуляторе тактовая 100кГц, на выходе 400 вольт, по входу стандартные 300в амлитудного. Резистор R10 - сопротивление самого дросселя, при таком включении диоды высоковльтные ставить не обязательно, пойдет любоее мелкое ВЧ, лишь бы проходило по импульсным токам. Конденсатор С13 специально уменьшен до 1мкф, чтобы быстрее отработала модель, у вас будет ваш электролит. Можете попробовать на вашем макете собрать такую цепочку (не трогая шататную и посмотреть какой ток она вам выдаст), если прокатит и сможет питать контроллер то почему бы и нет?

[тау]

Резистор R10 - сопротивление самого дросселя, при таком включении диоды высоковльтные ставить не обязательно, пойдет любоее мелкое ВЧ, лишь бы проходило по импульсным токам.

такое решение топикстартеру не годится. У него ,возможно, крупная серия или массовое что-то, там любой лишний (отдельный ) дроссель - растрата средств. Имхо, в таком разе гораздо выгоднее отдельная обмотка на силовом дросселе - почти ничего не стоит и нету избытка по милливаттам тепла. При некоторой сноровке можно даже без стабилитрона обойтись.

[ramic]

такое решение топикстартеру не годится.

А такое?

Правда корректор не на IRке, но суть питания-запуска (Q2,Q3 с соотв. обвязкой) это не меняет.

Сообщение отредактировал ramic - Mar 25 2012, 13:42

[тау]

А такое?
.....
Правда корректор не на IRке, но суть питания-запуска (Q2,Q3 с соотв. обвязкой) это не меняет.

уважаемый ramic, такое решение с использованием более дешевых контроллеров вполне конкурентоспособно, особенно если производителя будет интересовать прибыль с единицы продукции , помноженной на миллион . Это большие деньги.
Насчет схемы запуска и автоподпитки я думал проще, появится время - покажу схему и осциллки.

Интересно, какие токи будут при включении, если момент включения попадет на максимум сетевого напряжения?
Т.е. входная синусоида начнется с максимума при максимальном входном напряжении, а не с нуля.

проблемы те-же самые, что и во всех бестрансформаторных ИИП, включая люминесцентные энергосберегайки . На входе должен быть токоограничительный элемент, функционирующий так , чтобы не выгорали входные диоды.

[gte]

проблемы те-же самые, что и во всех бестрансформаторных ИИП, включая люминесцентные энергосберегайки . На входе должен быть токоограничительный элемент, функционирующий так , чтобы не выгорали входные диоды.

Если уж об этом, то экономия вызывает установку ограничителей тока именно из соображения защиты диодов. Но есть и другие аспекты броска тока. Помехи, нагрузка на автоматический выключатель. А ведь часто тиражи изделий позволяют добавить последовательно с фильтрующей емкостью резистор и мосфет для его шунтирования.

[тау]

А ведь часто тиражи изделий позволяют добавить последовательно с фильтрующей емкостью резистор и мосфет для его шунтирования.

я вас уверяю - в лампочках до 50 Вт это излишество никто ставить не будет. А если кто и будет - то не выдержит серьезной конкуренции.

[gte]

я вас уверяю - в лампочках до 50 Вт это излишество никто ставить не будет. А если кто и будет - то не выдержит серьезной конкуренции.

Как справедливо заметили, это светодиоды.
Некоторые светодиодные осветители при 50 W стоят больше $1000.

Да и для простых лампочек при интегральном исполнении специального контроллера кпд может окупить применение дополнительного ключа для исключения достаточно сильно греющегося термистора.

[тау]

Как справедливо заметили, это светодиоды.
Некоторые светодиодные осветители при 50 W стоят больше $1000.

Что , правда ? лампочка по цене дороже телевизора получится ?

тогда я пас. , так как следующим ходом предвижу советы безмостовых PFC в лампочку, для экономии.

Да и для простых лампочек при интегральном исполнении специального контроллера кпд может окупить применение дополнительного ключа для исключения достаточно сильно греющегося термистора.

простецкие полу-центовые диоды на 1-2А и резистор объемный/цементный на 4-5 Ом будут греться аж на 200 милливатт . тут NTC не в коня корм. А дополнительный ключ - источник повышенных отказов.

Сообщение отредактировал тау - Mar 26 2012, 15:47