Active Clamp Forward, Ссылки и вопросы Опции

[Dopler]

Изучаю топологию Active Clamp Forward (однотактный прямоходовой с активным демпфером). Делаю блок питания Uвх = 150-400В, Uвых1 = 5.5В 2А, Uвых2 = 12В 1А. Вот материалы по теме, которые я нашел:

TI:
SLUA303 - Designing for High Efficiency with the Active Clamp UCC2891 PWM Controller
SLUA322 - Active Clamp Transformer Reset: High Side or Low Side?
SLUS542B - UCC289x.pdf
SLUP108 - введение в Active Clamp

И еще документация на Evalution Board и на микросхему UCC3580, которая на мой взгляд уже устарела.


National:
ActiveClamp_4-18-05b.pdf - Introduction to Forward Power Converters Utilizing Active Clamp Reset (семинар)
LM5026.pdf - Active Clamp Current Mode PWM Controller

И статья от Bludger (там пара опечаток):
http://www.bludger.narod.ru/smps/ActCl.pdf

Делаю блок питания на UCC2893 (хотел на UCC2894 но купить ее не получилось), изучил все приведенные документы, но все равно осталось несколько вопросов:

1. Трансформатор. Хочу делать на сердечнике RM8 и материале N87 (от Epcos) на частоте 300 кГц, возникает вопрос - нужен ли в данном случае зазор или нет? Коэффициент трансформации получается примерно 16, т.е. если делать тарнсформатор без зазора то при 32 витках первички получается 2 вторички, причем индуктивность первички около 3-х мГ.
2. В качестве ключей решил использовать транзисторы IRFB9N60A, на напряжение 600В, вроде по расчетам этого достаточно. Для управления ключом демпфера хочу намотать трансформатор 1:1 на RM6.
3. В качестве демфера - конденсатор 10n, типоразмера 1206 на 500В.
4. Как сделать схему запуска от сети, просто резистор на ножку Vdd не используя Vin?
5. Нужно ли делать обратную связь по обоим выходным напряжениям, или можно только по напряжению 5.5? Я так понимаю, что выходное напряжение определяется только входным, коэффициентом трансформации и заполнением. Т.е. одно напряжение жестко привязано к другому и от тока нагрузки не зависит? Т.е. если я сделаю 4 витка на обмотку 12 В, то и получу 6*2-0.5=11.5 (с учетом диодов)?

[Bludger]

Еще, не скажете на вскидку, какие потери должны быть на ключах (хотя бы порядок) при частоте 300кгц, а то греются весьма неприятно

И даже "верхний" греется?! По идее, верхний вообще холодный должен быть, его, кстати, можно и поменьше поставить, через него же только ток намагничивания бегает.. А вообще - посчитать что на нем в статике должно высаживаться, динамика должна быть гораздо меньше. Может, так и должен греться? Ну, и ток проконтролировать - соответствует ли расчетному..
К сожалению, в пикаде не работаю, можно или в пэдээфе, или в графике выложить..

[Dopler]

И даже "верхний" греется?! По идее, верхний вообще холодный должен быть, его, кстати, можно и поменьше поставить, через него же только ток намагничивания бегает.. А вообще - посчитать что на нем в статике должно высаживаться, динамика должна быть гораздо меньше. Может, так и должен греться? Ну, и ток проконтролировать - соответствует ли расчетному..
К сожалению, в пикаде не работаю, можно или в пэдээфе, или в графике выложить..

Ток вроде соответствует, 1А, т.е. ток намагничивания в 10 раз больше номинального тока нагрузки. Вот плата:


По идее, если ток в первичной цепи 1.5 А, то статическая мощность будет:

(1.5/2)^2 * 1ом = 0.5 Вт, т.е. транзисторы должны быть холодными, они же греются, как будто на них ват 5 сеется.

Вот еще одна картинка:

Желтый - затвор основного ключа, синий - ток через него. Картинка как выше, сначала импульс до максимальной ширины, потом два импульса совсем короткие - работает защита по току. Как такое получается, что к началу цикла ток имеет такое большое значение?

Прикрепленные файлы

 P_CAD_EDA____ALL_.pdf ( 75.97 килобайт ) Кол-во скачиваний: 215
 TEK0001.BMP ( 76.05 килобайт ) Кол-во скачиваний: 52

 

[Bludger]

Ток вроде соответствует, 1А, т.е. ток намагничивания в 10 раз больше номинального тока нагрузки. Вот плата:
По идее, если ток в первичной цепи 1.5 А, то статическая мощность будет:

(1.5/2)^2 * 1ом = 0.5 Вт, т.е. транзисторы должны быть холодными, они же греются, как будто на них ват 5 сеется.

Это как это Вы считаете? Если прямоугольник с D=0.5 и амплитудой 1,5А, то сначала в квадрат возводить а потом делить на 2 т.е. (1.5^2/2)*1Ohm=1.12W
Куда такой точару то?! Процентов 20 от номинала надо, ну максимум 50.. А у Вас все тепло рождается переливанием тока из пустого в порожнее, это уже как флай получается

[Dopler]

Если верить slua303.pdf, то там есть формула 63, в разделе потерь на ключе, где вычисляются потери на выходной емкости ключа. Вот для таких картинок получяется:

C*V^2*F=150pf*300^2*200000 = 1.35 ВТ. При таких раскладах греется терпимо (на эти 1.35Вт и греется), а вот при повышении частоты растет и напряжение на ключе, и начинает грется сильнее. Причем, нагрев не зависит от выходной мощности. Я так понимаю, здесь уже ничего не сделать?



Еще вопрос, пересчитал все цепи, взял катушку без зазора с инуктивностью 3мг, токда емкость демпфера получается 680пФ, что-то совсем мало, как оценить, хорошо она работает или не очень?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Bludger]

Если верить slua303.pdf, то там есть формула 63, в разделе потерь на ключе, где вычисляются потери на выходной емкости ключа. Вот для таких картинок получяется:

C*V^2*F=150pf*300^2*200000 = 1.35 ВТ. При таких раскладах греется терпимо (на эти 1.35Вт и греется), а вот при повышении частоты растет и напряжение на ключе, и начинает грется сильнее. Причем, нагрев не зависит от выходной мощности. Я так понимаю, здесь уже ничего не сделать?
Еще вопрос, пересчитал все цепи, взял катушку без зазора с инуктивностью 3мг, токда емкость демпфера получается 680пФ, что-то совсем мало, как оценить, хорошо она работает или не очень?

Ну, здесь напряжение у нас меньше чем 300В - мы же за вторую паузу утягиваем напругу ниже входа за счет рассеяния... В крайнем случае, когда у нас ZVS - паразитный кондер перезарядится сам, и энергию на это тратить не надо.
Ну, при Вашей мощности, может, без зазора и получится то что надо... Примерно 0,15А тока намагничивания будет. Во всяком случае, картинка у Вас получилась правильная опять Я тут подумал - в Вашем случае может быть будет полезно еще снизить энергию переключения, все таки мощность очень низкая, и статические потери малы, поэтому можно и потерять немного полезного времени, впаяв последовательно с трансом дросселек...