LLC и несколько силовых трансформаторов Опции

[Quantum1]

Всем доброго дня!
Сделали уже несколько квазиков по 1кВт(полномостовые), все было отлично все расчетное совпадало с практикой, режимы работы поведение. Короче все работало очень неплохо.

Но тут потребовалось чуток нестандарта, смотрим на приведенную схему источника на 900Вт (200-300кГц частота работы). Она отражает только суть вопроса, но все же. L_SER ( 0,5мкГн ) и L_PAR ( 2,5мкГн ) это отдельные индуктивности(т.е. не интегрированные в силовые трансформаторы), С1 - 1мкФ. Их малое значение обусловлено высокими токами первички. Паралельно L_PAR подключены 2 одиноковых трасформатора(индуктивность первички каждого транса ~150мкГн). Соединение между элементами сделано короткими мощными полигонами на ПП, т.е. пытались максимально снизить индуктивность рассеяния, т.к. понятное дело при таких мизерный резонансных индуктивностях надо действовать осторожно. Во вторичке их напряжения складываются(400В+400В = 800В) и подаются на резистивную нагрузку. Насколько понимается физика процесса, так как индуктивность трансов много больше индуктивности резонансного контура, то при расчетах ею можно принебречь.
На рабочем образце изучаем поведение источника. Форма напряжений на выходе трансформаторов одинакова, т.е. трансформаторы работают одинакого, однако видем совершенно непонятный режим, как не пытались крутить частотой, напряжением так и несмогли понять что за нагрузочная кривая получается... такое ощущение что коэффициент m намного меньше 5, получаемого из соотношения (L_PAR /L_SER ), то есть источник постоянно очень сильно бустит(т.е. частота работы как будто всегда близка точке паралельного резонанса, хотя пытаемся ее крутить в рачетном диапазоне 200-300кГц )

Теперь работаем точно на такой же плате, при таком же трансформаторе(но теперь в единственном числе) и пересчитываем рез. контур на половиную мощность (450Вт). Снимаем на нагрузке 400В. Все соответствует расчетному - виден расчетный буст при подходе к точке паралельного резонанса, видем повышение коммутационных помех при частотах выше основной резонансной. итд... Короче все работает так как и должно.

Вывод - проблема сидит в подключении двух трансформаторов. Так как трансформаторы расчитаны так, что напрямую не участвуют в формировании резонансного процесса(исключая паразиты конечно) посчитали, что в таком включении(одинаковые трансформаторы, работают на одну нагрузку, плата сделана так, что их первички на ПП подключаются практически в одном месте, т.е. должны иметься одинаковые паразиты) резонансному контуру будет не важно работать на один или два трансформатора.
Оказалось все сложнее.

Логичный вывод - "сделайте на одном трансе и не парьтесь". *)) Но проблема в том, что текущие трансформаторы идут серийно и много, поэтому желательно использовать именнно их, т.е. две штуки.

Поэтому вопрос к опытным резонаннщикам*)) Куда копать, в чем причина такого явления?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Quantum1]

Ребята! Извините за долгое молчание, просто, честно, не ожидал такой активности! не думал что нужно форум часто проверять*) Сейчас всем обстоятельно отвечу, а то на меня уже наезжают*)

модели своей системы я не строил, если честно у меня ни разу ни с одним симулятором не срослось. Сколько ни пробовал ничего бьющегося с практикой насимить не получалось(имею ввиду конечно сложные схем. тех. случаи) Наверное я их готовить не умею.

частота последовательного резонанса даже если посчитать крайне грубо( 1/(2π√(LC))) без учета паралельного резонанса и различных методик расчета резонансников - 225кГц( !100кГц это вы имеете ввиду паралельный резонанс! Ни один квазирезонансник вот прям на нем не работает, всегда стараются хотя бы на процентов 10-15 выше него). Согласен в теме слишком загрубил(не думал что кому то такая точность потребуется*)))). на практике игрались частотой от 120 до 270кГц. т.е. примерно от паралельного резонанса и несколько выше последовательного, т.е. просматривали весь рабочий диапазон.

Каким образом игрались(отвечаю на вопрос по поводу ОС). Очень просто, во время теста ОС вообще не было. Т.е. просто брали номинальную нагрузку. Меняли входное напряжение(28-38В). И подстраивали частоту работы ключей добиваясь нужного напряжения на выходе. Изучая при этом что происходит с контуром и нагрузкой.

По поводу самого трансформатора - это ферритовый тор, с равномерно распределенной по сердечнику(уменьшаем рассеивание) первичной и вторичной обмотками. Ессено с литцендратом, токи то и частоты хорошие.

По поводу последовательного соединения. Даже если мы предположим, что есть трансы которые подходят для последовательного соединения, остается главный вопрос как будет достигаться в таком случае симметрия? При паралельном соединении каждый сердечник возьмет столько тока намагничивания сколько ему нужно, при последовательном какому то всегда будет хуже, а если вспомнить что феррит совсем не стабилен, токи намагничивания каждого сердечника могут различаться в несколько раз. Но это не главная проблема! Главная проблема... а что будет в нагрузке? ведь в условно говоря в таком случае выходное напряжение не будет делиться по пополам для каждого транса, а будет черте что т.е. перекос будет всегда причем неконтролируемый.
При паралельном соединении разбаланс напряжения между трансами определяется только коэффициентом трансформации, ведь на первичку обоих трансов мы подаем одинаковое напряжение! Паразиты сейчас не учитываем. Рассматриваем чисто идею.

Почему написал именно про индуктивность первички? Просто хотле подчеркнуть что она много больше резонансных элементов и даже при двух паралельных трансах не участвует в резонансе. Естественно это не единственный определяющий параметрр системы.

Прекрасно понимаю что в силовой электронике, а тем более в моем случае (высокие токи, маленькие индуктивности итд..) 50 процентов успеха это грамотная топология. Могу за нее ручаться!(Тем более что она же прекрано работает с одним трансом) Все таки не новичок. но выложить какие либо фотки устройства не могу к сожалению, минобороны не проникнется моими проблемами*)))

Полагаю, что для начала, топикстартер должен сообщить параметры своего трансформатора, кроме "индуктивности первички" и "озвучить" схему без номиналов и управления. Если, конечно, хочет получить дельный совет, а не общие размышления в ответ на неполную информацию о своём изделии.

Если честно я вообще не понял что на графиках происходит, если не сложно могли бы пояснить... спасибо

Сообщение отредактировал Herz - Jul 10 2016, 08:06

Причина редактирования: Избыточное цитирование