Снаббер на flyback. R2CD или стабилитрон?, Подскажите, плиз, преимущества и недостатки этих решений. Опции

[mamadu]

Подскажите знающие. А то я в первый раз импульсный источник делаю.

Делаю флайбэк 220V в 5V@10A на UCC28600.
Техасовские разработчики предлагают R2CD-снаббер. Но мне встречаются схемы на стабилитронах.
Подскажите, плиз, преимущества и недостатки этих решений.
А то у меня на макете это дело сильно греется. Я так понимаю индуктивность рассеяния великовата.

И я вот, не пойму одну весщь:
Напряжение Vds на главном ключе - значит =Uвх когда ключ закрыт, ноль - когда открыт, потом когда закрывается - выброс вольт этак на 2*Uвх, затем полка - Vr равная примерно Uвх + Uвых*Ктр, где Ктр - коэфф.трансформации от первичной к выходной обмотке, потом - колебательным процессом - возврат от Vr к Uвх.
Так вот, напряжение на drain превышает Uвх во время выброса и во время полки Vr.
Получается, что R2CD снаббер - мы греем не только выбросом, но и этим самым Vr, во время которого мощность должна отдаваться в нагрузку.
Стабилитрон же, я так понял, - подбирается под Vr+чутьчуть. Тогда Vr его греть не будет и мощность пойдёт в нагрузку.
Тогда непонятна мне популярность R2CD-снабберов.
Ведь они рассеивают кроме вредного выброса - энергию, которая должна отдаваться в нагрузку во время Vr.
Ведь Vr - больше Uвх и диод откоется? или я чего не так понимаю?

[stas00n]

Друзья, RCD элементарно рассчитывается, никакой черной магии с "волновыми сопротивлениями". За время прямого хода в индуктивности рассеяния Ls накапливается энергия W=0.5*Ls*I^2; I - ток в обмотке в момент закрывания ключа. После закрывания ключа эта энергия через диод почти полностью перейдет в конденсатор C, -рассеянием на относительно большом резисторе в этот момент пренебрегаем. Эта энергия должна зарядить конденсатор до некоторого напряжения, не слишком большого, чтобы не пробило ключ. Энергия конденсатора W=0.5*CU^2; приравниваем эти энергии и задаем максимально допустимое изменение напряжения на конденсаторе, рассчитываем его емкость: C = Ls * I^2/(Uc0^2 - Uc1^2). Дальше диод закрывается и за время до следующего закрывания силового ключа, энергия из конденсатора должна быть рассеяна резистором, чтобы в следующем цикле конденсатор мог принять новую "порцию" энергии. Без промежуточных выкладок привожу формулу для расчета резистора: R = -T/(C * ln(Uc1/Uc0)), где T - период переключения, Uc0 и Uc1 - начальное и конечное напряжение на конденсаторе. Напряжение на конденсаторе (относительно земли) никогда не должно быть ниже напряжения на стоке ключа во время обратного хода, иначе диод откроется и та энергия которая могла бы пойти в нагрузку будет греть резистор. Прилепляю картинку с эпюрами напряжений на стоке Vd и в точке соединения RCD снаббера Vc; Vp - напряжение питания, Vspike - максимальная "иголка" выброса, dVc - размах "пульсации" на конденсаторе, Vr - "отраженное" напряжение, Vmargin - запас на поддержание диода в закрытом состоянии, T- период коммутации ключа. В выражение для расчета резистора подставляются Uc0 = Vspike - Vp; Uc1 = Vr + Vmargin.

Попозже приведу пример расчета.

Сообщение отредактировал stas00n - Jan 7 2013, 16:47

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Microwatt]

Друзья, RCD элементарно рассчитывается, никакой черной магии с "волновыми сопротивлениями".

Не, давайте не путать черную магию с искусством, а искусство с ремеслом.
Вы все правильно расписали в двух постах. Правильнее просто некуда. Если бы компоненты были такими же правильными, все работало бы идеально.
Но есть емкость диода, его динамические параметры, нестабильная емкость обмотки, индуктивности дорожек... Все это иногда портит теоретически правильную картину.
Потому, при хорошем трансформаторе и малых мощностях оно иногда работает приемлемо сразу и особого внимания не занимает.
А иногда приходится повозиться, с идеализированным расчетом не совпадает. Возиться со схемой вовсе не значит шептать заклинания или не доверять Георгу Ому.

К теме добавлю еще, что обязательность 700-вольтового транзистора мне кажется преувеличенной. Практика показывает, что для нашей сети 220 вполне годятся доступные недорогие 600-вольтовики. Имею выборку не в одну тысячу источников и не менее чем в 150-200 населенных пунктах приблизительно за 7-8 лет. Правильно спроектированное достаточно надежно работает.
Да, отказы случаются, но это в большинстве подавляющем - экстраординарные ситуации - молния, статическая подача 380 и т.д. Короткие выплески вполне давятся балкером. Если уж на то пошло, то балкер на 400 вольт тоже тогда нужно менять на что-то в 1500вольт, если уж такие страсти с выплесками?
Для успокоения на эту тему ON выпустила апнот однотранзисторного прямоходовика с универсальным входом 110-220 на... 500-вольтовом транзисторе. А уж там-то напряжение на закрытом ключе - куда более серьезная проблема, чем во флае. ...

[wim]

Практика показывает, что для нашей сети 220 вполне годятся доступные недорогие 600-вольтовики. Имею выборку не в одну тысячу источников и не менее чем в 150-200 населенных пунктах приблизительно за 7-8 лет.

Короткие выплески вполне давятся балкером. Если уж на то пошло, то балкер на 400 вольт тоже тогда нужно менять на что-то в 1500вольт, если уж такие страсти с выплесками?

Совсем короткие импульсы давятся входным фильтром, а длительные перепады должны просто выключать модулятор. 600 вольтовый mosfet пока еще держит преимущество по соотношению цена/rdson/паразитные емкости.

Не уверен, что понял, что такое «балкер», но выбросы давятся варистором. Обычно в сети 220В используют варистор с напряжением 275VAC – у него максимальное напряжение ограничения примерно 700В. Такое напряжение будет на ключе в наихудшем случае. Дальше каждый разработчик выбирает коммерчески приемлемый уровень риска. TOPSwitch и Viper имеют ключи, соответственно, на 700В и 730В. ICE2 предлагает ключ на 600В и Rdson в несколько раз меньшее по сравнению с TOPSwitch. Очень привлекательно. Была только одна проблема (один раз, но этого хватило) – в многотысячной партии источников питания треть айсов взорвалась при подаче питания. Понятно, что китайцы где-то нарушили техпроцесс, может в пластинах чуть больше примесей оставили, чем надо. Но, ПМСМ, при таких экстремально привлекательных характеристиках это неизбежно.
Как в старом советском анекдоте: Чиним телевизоры быстро, качественно, недорого. Выберите два любых пункта.

[Microwatt]

Не уверен, что понял, что такое «балкер», . ICE2 предлагает ключ на 600В и Rdson в несколько раз меньшее по сравнению с TOPSwitch. Очень привлекательно.

Балкер - электролит фильтра после выпрямителя. Чтобы он подзарядился на вольт 20-30 нужна заметная энергия, коммутационные иголки это не сделают.

Варисторы по входу - да, тоже средство, но не очень популярное. Не так уж дороги вроде варисторы, но характеристики с очень большим разбросом делают их малополезными практически.

ICE2 - вроде 650 вольт, не 600. У меня очень хорошие впечатления от этой линейки. Но снята вроде с производства, остатки резко подорожали, а ICE3 пока дороги. Будем ждать. Кстати, имею неликвиды штук 300 ICE2А765 да простится мне это упоминание.

В ICE2 и ТОРы далеко не все вписывается. По-прежнему, множество источников делают на россыпи, с отдельными ключами. Дешевле и по многим технологическим параметрам лучше.