Однокаскадный ККМ на основе плавающего полумоста Опции

[Seva from Nord]

Предлагаю обсудить довольно старую, начала 2000-х годов схему однокаскадного ККМ на базе плавающего резонансного полумоста.
На первый взгляд, схема любопытна, но практически нигде в интернете не нашел ее обсуждения, да и в англоязычной сфере ничего похожего не обсуждалось.
Автор - Андрей Фролов. Найти его по указанным в статье координатам не удалось, т.к. он с тех пор много раз сменил место работы и след затерялся, а остальные товарищи - всего лишь административные "соавторы"...
Преобразователь работает симметрично на разных полупериодах сетевого напряжения, поэтому для простоты оценочного расчета можно взять за основу его работу на одном полупериоде и за счет этого выбросить среднюю часть схемы управления - фазовращатель D/(1-D), оставив собственно последовательно включенные транскритический драйвер ККМ и драйвер плавающего полумоста. Наименований микросхем не привожу, ибо их великое множество и для первоначальной оценки/моделирования это не принципиально. Если схема "живая" и без подлян в виде низкого КПД и плохой регулировочной характеристики, то потом "всем миром" можно будет довести ее до физического воплощения.
Данная топология интересует применительно к управлению светодиодными светильниками, к примеру, с рядом мощностей в диапазоне от 60 до 300 Вт при входном напряжении 170-300 В. Ну и чтобы по выходному напряжению она могла перекрываться вдвое при стабилизированном токе - например, 1,8А в рабочем выходном диапазоне 24-55В.
Что именно привлекает:
- компактность. На мой взгляд, это перевешивает переплату за лишний транзистор, диоды и драйвер полумоста.
- наличие только одного условно-простого трансформатора.
- накопительный конденсатор находится на высокой стороне.

Прикрепленные файлы

 st14__6_.pdf ( 79.24 килобайт ) Кол-во скачиваний: 239

 

[Seva from Nord]

Давайте до конца разберемся: это "бомба", либо схема таки работает, но не достигает удовлетворительных результатов? То есть "железо" было?
Управлять плавающим полумостом сегодня совершенно не сложно - например (в первом приближении), берем контроллер корректора FL7930B и драйвер полумоста FAN7382. Если в целях эксперимента запитать схему однополярным (выпрямленным) напряжением, то переворачивать фазу сигнала управления драйвера полумоста синхронно с переворотом фазы питающего напряжения не потребуется и этот элемент временно можно исключить.

Что-то похожее делает (по-моему) copyserv в соседней теме, может быть, только, цели разные (нет развязки).

Ткните носом в эту соседнюю тему, а то я ее что-то не нахожу...

Сообщение отредактировал Seva from Nord - Oct 20 2015, 14:46

[Plain]

разберемся: это "бомба", либо схема таки работает

Не-не, рванёт однозначно. Вот если бы автор описывал её, как двухполупериодный инвертирующий преобразователь, т.е. без фразы "и в то же самое время передается через вторичную обмотку и диод D5 в конденсаторы", тогда она бы работала, но, как Вам уже сказали выше, у такой топологии ключи должны быть как минимум 1000-вольтовые, и к ним ещё нужен соответствующего же вольтажа редкостный полумостовой драйвер, либо на трансформаторе, и т.д.

Вариант автора становится рабочим, если его дополнить одном существенным компонентом:

 A_Novel_Bridgeless_Single_Stage_Half_Bridge_AC_DC_Converter.pdf ( 565.04 килобайт ) Кол-во скачиваний: 615

Но хорошего во всём этом всё равно мало, потому что у трансформатора нет "холодного" провода.

[Andreas1]

Но хорошего во всём этом всё равно мало, потому что у трансформатора нет "холодного" провода.

И правда, что вы имеете в виду под холодным проводом? В статье получили КПД аж 93% на 250Вт при одном каскаде, что очень неплохо. Хотя и ставили DSP для управления, но это все-таки научная работа, а не серийная продукция.
Я конечно понимаю, что у нас самые специалистые специалисты в мире, но ИМХО можно быть и подобрее к не столь гениальным людям.

ТС, а что вы хотите получить от БП? Если простой токовый источник для светодиодов, то при мощности до 100Вт обычный однокаскадный флай с PFC дает КПД около 90%, пульсации светового потока при разумных выходных кондерах около 10..15%. При желании эти пульсации можно убрать почти до нуля несложным выходным линейным стабилизатором. При этом потери КПД около процента или менее. По такой схеме источники начал делаеть "Аргус-трейд", а к нему и многие другие подтянулись.

[Seva from Nord]

ТС, а что вы хотите получить от БП? Если простой токовый источник для светодиодов, то при мощности до 100Вт обычный однокаскадный флай с PFC дает КПД около 90%, пульсации светового потока при разумных выходных кондерах около 10..15%. При желании эти пульсации можно убрать почти до нуля несложным выходным линейным стабилизатором. При этом потери КПД около процента или менее. По такой схеме источники начал делаеть "Аргус-трейд", а к нему и многие другие подтянулись.

Да, мне нужен компактный токовый источник с пульсациями порядка 5%. Я знаком со схемами подавления пульсаций на выходе - в основном, гираторного типа. Но они эффективно работают на достаточно высоких напряжениях и малых токах. На моих задачах на токах 1,8/3,6А и напряжениях 12-50В гираторы не эффективны. У Аргуса я не увидел ничего близкого к тому что мне нужно - сложилось впечатление, что они не готовы работать с большими токами нагрузки. Я в свое время в 2013г. использовал Ирбисовские 100-ваттки на 4А - вот это действительно была бомба и попадалово! - в течении года сдохли все 500 установленных!

Соискатель после объяснения о "холодном" проводе скажет, что все это лозунги и даст нам приказ на разработку интересующего его конвертора. Добрые советы его только раздражают. Видимо, есть страстное желание "сломать стереотипы" и сконструировать нечто совершенное в нашем 21 веке. Хорошее желание, но снизить бы градус требований к коллегам и все же прислушаться к дельным советам.

Не стоит за меня столь буйно фантазировать, у Вас это очень плохо получается.
Давайте лучше я в Вашем же стиле пофантазирую за Вас: Вам наверно очень нравится получать "лозунговые", неаргументированные цифрами ответы? Удовлетворяетесь самым лучшим и универсальным объяснением в стиле "потому что!"?


Сообщение отредактировал Seva from Nord - Oct 21 2015, 08:19

[Andreas1]

Да, мне нужен компактный токовый источник с пульсациями порядка 5%. Я знаком со схемами подавления пульсаций на выходе - в основном, гираторного типа. Но они эффективно работают на достаточно высоких напряжениях и малых токах. На моих задачах на токах 1,8/3,6А и напряжениях 12-50В гираторы не эффективны. У Аргуса я не увидел ничего близкого к тому что мне нужно - сложилось впечатление, что они не готовы работать с большими токами нагрузки. Я в свое время в 2013г. использовал Ирбисовские 100-ваттки на 4А - вот это действительно была бомба и попадалово! - в течении года сдохли все 500 установленных!

Я не очень понимаю, что вы имеете в виду по гираторной схемой, но аргусовская схема прекрасно работает при 40В 1.4А, может и больше, может и меньше. Это стабилизатор тока на операционнике и регулирующем транзисторе во вторичке. Обратная связь в первичку по напряжению на этом транзисторе. В зависимости от выбранного напряжения можно снизить пульсации или полностью задавить при чуть-чуть большем снижении КПД. От тока и напряжения зависят лишь номиналы и типы деталей.
Пару лет назад ирбис был полным Г, говорят, сейчас исправился, но проверять мало желающих.

Сообщение отредактировал Herz - Oct 21 2015, 11:04

Причина редактирования: Грамматика.

[Seva from Nord]

Пару лет назад ирбис был полным Г, говорят ща исправился, но проверять мало желающих.

Не исправился. До сих пор пихают наидешевейшую комплектуху (конденсаторы) и заливают блоки твердым компаундом, который при -45С имеет стремление отрывать детали от платы. Аргус их активно закладывает в своих пресс-релизах

[Andreas1]

Не исправился. До сих пор пихают наидешевейшую комплектуху (конденсаторы) и заливают блоки твердым компаундом, который при -45С имеет стремление отрывать детали от платы. Аргус их активно закладывает в своих пресс-релизах

Да, у аргуса компаунд жестко-эластичный, по крайней мере в стоваттнике. Когда для интереса их схему скалывал, их компаунд понравился, да и остальное понравилось. Выходной конденсатор 10к часов при 105С, хоть и китайских. Трансы у них только хреноватенько с точки зрения электробезопасности намотаны, ну так и источники у них по I классу, 1.5к транс держит, проверял.

Сообщение отредактировал Herz - Oct 21 2015, 11:05

[Seva from Nord]

Да, у аргуса компаунд жестко-эластичный, по крайней мере в стоваттнике. Когда для интереса их схему скалывал, их компаунд понравился, да и остальное понравилось. Выходной конденсатор 10к часов при 105С, хоть и китайских. Трансы у них только хреноватенько с точки зрения электробезопасности намотаны, ну так и источники у них по I классу, 1.5к транс держит, проверял.

Компаунд у Аргуса силиконовый.
У них если платы собственной сборки, то трансы - из славного города Орел (ООО "КОДО-ТРАНС"). Какой референс-дизайн заказали, то им и намотали. Соответственно, если из Китая - то все китайское. Впрочем и Ирбис на трансы столовается там же, в Орле

Кстати, с китайскими электролитическими конденсаторами нужно быть предельно осторожными - мы сталкивались с случаями, причем в достаточно известных конторах типа Jamicon, что по факту кондеры на 85С и 105С - это одно и то же, только по-разному отмаркированы, причем заводские манагеры этого факта особо и не скрывают!

Сколотой схемой подавителя пульсаций не поделитесь? - а то лень шевелить мозгами...

Сообщение отредактировал Seva from Nord - Oct 21 2015, 11:42

[dinam]

Кстати, с китайскими электролитическими конденсаторами нужно быть предельно осторожными - мы сталкивались с случаями, причем в достаточно известных конторах типа Jamicon, что по факту кондеры на 85С и 105С - это одно и то же, только по-разному отмаркированы, причем заводские манагеры этого факта особо и не скрывают!

Первый раз об этом слышу. Не могли бы вы поподробнее? Применяю обычно Hitano, пока без нареканий. Если конденсаторы 105℃, маркируют как 85℃, то это не страшно. Если конденсаторы 85℃ со сроком службы 8000 ч., маркируют как 105℃ 2000 ч., то тоже ничего страшного не вижу.

[Seva from Nord]

Первый раз об этом слышу. Не могли бы вы поподробнее? Применяю обычно Hitano, пока без нареканий. Если конденсаторы 105℃, маркируют как 85℃, то это не страшно. Если конденсаторы 85℃ со сроком службы 8000 ч., маркируют как 105℃ 2000 ч., то тоже ничего страшного не вижу.

При чем здесь Hitano, если речь шла про Jamicon?
Для вас "ничего страшного" в том, что на 85С и 105С должны применяться разные по составу электролиты? Да там даже зачастую совершенно разные материалы для герметизации корпуса со стороны выводов! Вам не приходилось сталкиваться с потерей емкости из-за банального высыхания конденсатора, т.е. от его разгерметизации? - а ведь это недоразумение не имеет никакого отношения к назначенному (паспортному) ресурсу его работы, а также к расчетам фактического времени жизни в зависимости от температуры, импульсного тока и т.д.!

[HardEgor]

Для вас "ничего страшного" в том, что на 85С и 105С должны применяться разные по составу электролиты? Да там даже зачастую совершенно разные материалы для герметизации корпуса со стороны выводов!

В массовом производстве возможно дешевле производить всё как 105С, а при необходимости маркировать как 85С.
И вы сами учтите, если такое соотношение времени работы что конденсаторы 85℃ срок службы 8000 ч., а 105℃ срок службы 2000 ч., то что-то здесь не так, ведь если бы применялись разные по составу электролиты и специальные технологии по корпусировке, то и срок службы был хотя-бы одинаков.