реклама на сайте
подробности

 
 
> Подбор контроллера для DC-DC
Mc_off
сообщение Oct 11 2007, 06:34
Сообщение #1


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 263
Регистрация: 2-01-07
Из: Ростовская область
Пользователь №: 24 044



Основной критерий блока питения - максимальный КПД.
Напряжение на входе от 90В до 400В.
Напряжение на выходе - 5В (3.3В).
Мощность нагрузки - 5Вт.

У меня сейчас работает схема на HV9120.
Это обычный шим контроллер, но в нем есть схема запитки от высокого напряжения, т.е. не нужен внешний резистор, на котором теряется довольно много мощности. Дело в том, что на вход может поступать от 90 до 400В. При напряжении 400В, падение на этом резисторе было бы довольно большим. Мощность нагрузки порядка 5 Вт. Так что потеря даже 0,5 Вт - значительна.

В другом блоке питания я применяю IRIS4007, это такой типа TOPswitch, но работающий в квазирезонансном режиме. Это заметно снижает потери на ключе, кроме того гораздо меньше излучаемые помехи, что тоже довольно важно (блоки питания устанавливаются в средства связи)

Есть желание найти такой контроллер, который работал бы как IRIS в квазирезонансном (Quasi resonant) и мог бы запитываться от 400В.

Как вариант - найти отдельно микросхему для запитки контроллера от высокого напряжения и отдельно квазирезонансный контроллер на напряжение для 400В (это сток-исток не меньше 900В)

Посоветуйте, если кто знает.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
 
Start new topic
Ответов
sup-sup
сообщение Oct 11 2007, 11:17
Сообщение #2


Знающий
****

Группа: Участник
Сообщений: 674
Регистрация: 26-08-05
Пользователь №: 7 997



Цитата(Mc_off @ Oct 11 2007, 09:34) *
Основной критерий блока питения - максимальный КПД.
Напряжение на входе от 90В до 400В.
Напряжение на выходе - 5В (3.3В).
Мощность нагрузки - 5Вт.

У меня сейчас работает схема на HV9120.
Это обычный шим контроллер, но в нем есть схема запитки от высокого напряжения, т.е. не нужен внешний резистор, на котором теряется довольно много мощности. Дело в том, что на вход может поступать от 90 до 400В. При напряжении 400В, падение на этом резисторе было бы довольно большим. Мощность нагрузки порядка 5 Вт. Так что потеря даже 0,5 Вт - значительна.

В другом блоке питания я применяю IRIS4007, это такой типа TOPswitch, но работающий в квазирезонансном режиме. Это заметно снижает потери на ключе, кроме того гораздо меньше излучаемые помехи, что тоже довольно важно (блоки питания устанавливаются в средства связи)

Есть желание найти такой контроллер, который работал бы как IRIS в квазирезонансном (Quasi resonant) и мог бы запитываться от 400В.

Как вариант - найти отдельно микросхему для запитки контроллера от высокого напряжения и отдельно квазирезонансный контроллер на напряжение для 400В (это сток-исток не меньше 900В)

Посоветуйте, если кто знает.


Периодически ищу то же самое.
есть одна ссылка, но по КПД маловато будет, так как это обратноходовый: http://www.powerint.com/PDFFiles/di124.pdf
Но если ограничения по цене нет, то совсем трудно что-то найти.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Mc_off
сообщение Oct 13 2007, 12:40
Сообщение #3


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 263
Регистрация: 2-01-07
Из: Ростовская область
Пользователь №: 24 044



Цитата(sup-sup @ Oct 11 2007, 15:17) *
Периодически ищу то же самое.
есть одна ссылка, но по КПД маловато будет, так как это обратноходовый: http://www.powerint.com/PDFFiles/di124.pdf
Но если ограничения по цене нет, то совсем трудно что-то найти.



Спасибо за ссылку, но я это уже смотрел.

Сейчас у меня потери порядка 1,5 Вт при напряжении питания 400В и минимальном токе нагрузки (мощность нагрузки 0,5Вт). При максимальном токе нагрузки (мощность 5Вт) потери падают до 0,5Вт.
Это по-моему говорит именно о больших динамических потерях (во время переключения).

Интересно было бы заставить работать HV9120 в квазирезонансном режиме, но на сколько я понимаю это принципиально невозможно.

Может еще есть способы выкачивания энергии из трансформатора после закрывания выходного диода?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
sup-sup
сообщение Oct 13 2007, 16:33
Сообщение #4


Знающий
****

Группа: Участник
Сообщений: 674
Регистрация: 26-08-05
Пользователь №: 7 997



Цитата(Mc_off @ Oct 13 2007, 15:40) *
Спасибо за ссылку, но я это уже смотрел.

Сейчас у меня потери порядка 1,5 Вт при напряжении питания 400В и минимальном токе нагрузки (мощность нагрузки 0,5Вт). При максимальном токе нагрузки (мощность 5Вт) потери падают до 0,5Вт.
Это по-моему говорит именно о больших динамических потерях (во время переключения).

Интересно было бы заставить работать HV9120 в квазирезонансном режиме, но на сколько я понимаю это принципиально невозможно.

Может еще есть способы выкачивания энергии из трансформатора после закрывания выходного диода?


Обычный PWM принципиально не может дать хороший кпд при малых нагрузках именно из-за динамических потерь.
Режим ИС от PI типа LNK, TNY это не PWM, а ON/OFF control. При уменьшении нагрузки частота понижается. Порции энергии почти не меняются, а идут реже. КПД из-за этого хороший и при очень малых нагрузках. Конечно, это очень выгодно, когда нагрузка импульсная, и в среднем небольшая.
Я, например, ощутил очень хорошую разницу в пользу LNK, когда перешел на них с VIPer (это PWM на базе 2842). И по теплу и по надежности.
Резонанс и квазирезонанс так и не осилил пока. Хотя активный сброс можно тоже резонансом назвать.
Но при 5W связываться с наворотами особо не стоит. Самое главное - хороший трансформатор.

Сообщение отредактировал sup-sup - Oct 13 2007, 16:46
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Mc_off
сообщение Oct 14 2007, 12:11
Сообщение #5


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 263
Регистрация: 2-01-07
Из: Ростовская область
Пользователь №: 24 044



Цитата(sup-sup @ Oct 13 2007, 20:33) *
Обычный PWM принципиально не может дать хороший кпд при малых нагрузках именно из-за динамических потерь.
Режим ИС от PI типа LNK, TNY это не PWM, а ON/OFF control. При уменьшении нагрузки частота понижается. Порции энергии почти не меняются, а идут реже. КПД из-за этого хороший и при очень малых нагрузках. Конечно, это очень выгодно, когда нагрузка импульсная, и в среднем небольшая.
Я, например, ощутил очень хорошую разницу в пользу LNK, когда перешел на них с VIPer (это PWM на базе 2842). И по теплу и по надежности.
Резонанс и квазирезонанс так и не осилил пока. Хотя активный сброс можно тоже резонансом назвать.
Но при 5W связываться с наворотами особо не стоит. Самое главное - хороший трансформатор.


Снижение частоты преобразования на малых нагрузках конечно приведет у улучшению КПД, однако существует еще один важный момент:
Дело в том, что после закрывания выходного диода на стоке ключа наблюдается колебательный затухающи (медленно) процесс. Напряжение в момент следующего открытия ключа может оказаться максимальным, т.е. и динамические потери окажутся максимальны. Этого нельзя избежать даже при снижении частоты преобразования, т.к. затухание свободных колебаний достаточно медленное.
В квазирезонансном режиме окрывание ключа происходит при минимальном напряжении на стоке.
Чего собственно и хочется иметь.

Вобщем выходит, что нету такой микросхемы... по крейней мере никто из коллег ничего похожего не предложил.

В любом случае, все спасибо.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Прохожий
сообщение Oct 14 2007, 13:17
Сообщение #6


Cундук
*****

Группа: Участник
Сообщений: 1 478
Регистрация: 13-11-06
Из: Ростов-на-Дону
Пользователь №: 22 269



Цитата(Mc_off @ Oct 14 2007, 16:11) *
Снижение частоты преобразования на малых нагрузках конечно приведет у улучшению КПД, однако существует еще один важный момент:
Дело в том, что после закрывания выходного диода на стоке ключа наблюдается колебательный затухающи (медленно) процесс. Напряжение в момент следующего открытия ключа может оказаться максимальным, т.е. и динамические потери окажутся максимальны. Этого нельзя избежать даже при снижении частоты преобразования, т.к. затухание свободных колебаний достаточно медленное.
В квазирезонансном режиме окрывание ключа происходит при минимальном напряжении на стоке.
Чего собственно и хочется иметь.

Вобщем выходит, что нету такой микросхемы... по крейней мере никто из коллег ничего похожего не предложил.

В любом случае, все спасибо.

Не унывайте. Обратите внимание на контроллеры от NXP. Там все, что Вам надо. Эта гадость детектирует минимумы обозначенных Вами колебаний и включает транзистор только в эти моменты времени. Там есть варианты и на малые мощности со встроенными высоковольтными ключами. Не поленитесь, сходите на их сайт.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Mc_off
сообщение Oct 14 2007, 13:56
Сообщение #7


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 263
Регистрация: 2-01-07
Из: Ростовская область
Пользователь №: 24 044



Цитата(Прохожий @ Oct 14 2007, 17:17) *
Не унывайте. Обратите внимание на контроллеры от NXP. Там все, что Вам надо. Эта гадость детектирует минимумы обозначенных Вами колебаний и включает транзистор только в эти моменты времени. Там есть варианты и на малые мощности со встроенными высоковольтными ключами. Не поленитесь, сходите на их сайт.


Эх по-конкретнее бы... много времени уходит на перерывание всего сайта (да он еще и тормознутый какой-то)...
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Прохожий
сообщение Oct 15 2007, 06:07
Сообщение #8


Cундук
*****

Группа: Участник
Сообщений: 1 478
Регистрация: 13-11-06
Из: Ростов-на-Дону
Пользователь №: 22 269



Цитата(Mc_off @ Oct 14 2007, 17:56) *
Эх по-конкретнее бы... много времени уходит на перерывание всего сайта (да он еще и тормознутый какой-то)...

К примеру, TEA1623. Там есть еще ИС на другие мощности.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Mc_off
сообщение Oct 15 2007, 10:07
Сообщение #9


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 263
Регистрация: 2-01-07
Из: Ростовская область
Пользователь №: 24 044



Цитата(Прохожий @ Oct 15 2007, 10:07) *
К примеру, TEA1623. Там есть еще ИС на другие мощности.


Ага уже нашел, спасибо. Да, действительно хорошие микросхемы. Однако, мне не подойдет т.к. у меня питание может быть до 400В, это значит напряжение пробоя полевика должно быть не меньше 900В.



Решил использовать L6565 от STMicroelectronics с внешним полевиком, а к ней прикрутить схему отключения цепи запуска после установления напряжения на питающей обмотке (еще не решил как).
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Lenel
сообщение Oct 16 2007, 13:41
Сообщение #10


Местный
***

Группа: Участник
Сообщений: 227
Регистрация: 1-12-06
Из: Москва, РФ
Пользователь №: 22 989



Цитата(Mc_off @ Oct 15 2007, 14:07) *
Ага уже нашел, спасибо. Да, действительно хорошие микросхемы. Однако, мне не подойдет т.к. у меня питание может быть до 400В, это значит напряжение пробоя полевика должно быть не меньше 900В.
Решил использовать L6565 от STMicroelectronics с внешним полевиком, а к ней прикрутить схему отключения цепи запуска после установления напряжения на питающей обмотке (еще не решил как).


Добрый день!
При расчёте примите коэф заполнения при входном 90В - 0,45 и получите при 400В входном напряжение на стоке со шпилькой не более 600В, при условии применения дифцепочки.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Mc_off
сообщение Oct 16 2007, 13:59
Сообщение #11


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 263
Регистрация: 2-01-07
Из: Ростовская область
Пользователь №: 24 044



Цитата(Lenel @ Oct 16 2007, 17:41) *
Добрый день!
При расчёте примите коэф заполнения при входном 90В - 0,45 и получите при 400В входном напряжение на стоке со шпилькой не более 600В, при условии применения дифцепочки.


Напряжение на стоке можно расчитать по такой формуле:

U= Uout/k+2*Uin,

где Uout - напряжение на вторичной обмотке,
k - коэффициент трансформации с первичной на вторичную обмотку по напряжению
для обратноходовика он не равен соотношению напряжений... у меня в реальной схеме
получилось k=0.0612 это соотношение витков. Вот оно выбирается исходя из мощности,
минимального напряжения на входе.
Uin - напряжение на входе.

В итоге получается:

U= 5 / 0.0612 + 2 * 400 = 881 В.

Правильность моей формулы могу доказать (если нужно).
Интересно по какой формуле рассчитывали вы ?

Применять демпферную цепочку не стану, т.к. она отбирает большую мощность, а самый важный критерий для моего БП - КПД.

Сообщение отредактировал Mc_off - Oct 16 2007, 14:19
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Прохожий
сообщение Oct 16 2007, 14:36
Сообщение #12


Cундук
*****

Группа: Участник
Сообщений: 1 478
Регистрация: 13-11-06
Из: Ростов-на-Дону
Пользователь №: 22 269



Цитата(Mc_off @ Oct 16 2007, 17:59) *
Интересно по какой формуле рассчитывали вы ?

Можно я попробую?
Возбмем микросхему TEA1623, к примеру, с максимальным напряжением ее транзистора в закрытом состоянии 650 Вольт. Примем напряжение шпильки равным 75 Вольт. Зададимся гарантированным зазором в 100 Вольт.
Вычислим "отраженное" напряжение:

Uотр=650-400-75-100=75 Вольт.

Максимальный коэффициент заполнения:

D=Uотр/(Uотр+Umin-Uds_on)=75/(90+75-5)=0.47.

Теперь посчитаем коэффициент трансформации:

n=W2/W1=(Uн+Uпр)(1-D)/((Umin-Uds_on)*D)=(5+1)(1-0.47)/((90-5)*0.47)=0.08.

В качестве защиты выбираем быстродействующий диод и ограничитель на 100 Вольт (P6KE100A, например).

Цитата(Mc_off @ Oct 16 2007, 17:59) *
Применять демпферную цепочку не стану, т.к. она отбирает большую мощность, а самый важный критерий для моего БП - КПД.



И не следует бояться демпферной цепи. Если транс имеет маленькую индуктивность рассеяния, то не так уж и много эта цепь рассеивает тепла. И вообще, нельзя повышать КПД в ущерб надежности. А Вы именно это и пытаетесь сделать.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Mc_off
сообщение Oct 16 2007, 15:09
Сообщение #13


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 263
Регистрация: 2-01-07
Из: Ростовская область
Пользователь №: 24 044



Цитата(Прохожий @ Oct 16 2007, 18:36) *
...И не следует бояться демпферной цепи. Если транс имеет маленькую индуктивность рассеяния, то не так уж и много эта цепь рассеивает тепла. И вообще, нельзя повышать КПД в ущерб надежности. А Вы именно это и пытаетесь сделать.


Это для какой топологии формула расчета коэффициента трансформации ? (ну собственно не важно).

Вот вы пишите не так уж и много рассеивает..... а сколько в граммах.

При полезной мощности 5Вт. Даже потерять 0,5Вт - это много.

Кроме того если поставить транзистор с напряжением пробоя 1000В (например я использую IRFBG30), то надежность не потеряется. Кстати транзисторы выходили из строя не более чем в 0.1% изготовленных устройств. Чаще умирают контроллеры, и трансформаторы иногда плохо мотают.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Прохожий
сообщение Oct 16 2007, 15:41
Сообщение #14


Cундук
*****

Группа: Участник
Сообщений: 1 478
Регистрация: 13-11-06
Из: Ростов-на-Дону
Пользователь №: 22 269



Цитата(Mc_off @ Oct 16 2007, 19:09) *
Это для какой топологии формула расчета коэффициента трансформации ? (ну собственно не важно).

Вот вы пишите не так уж и много рассеивает..... а сколько в граммах.

Формула для обратноходового источника в критическом режиме. Она же годится и для ШИМ при условии, что транзистор открывается сразу, когда ток выпрямительного диода заканчивается.

Цитата(Mc_off @ Oct 16 2007, 19:09) *
При полезной мощности 5Вт. Даже потерять 0,5Вт - это много.

Дело в том, что здесь все зависит только от паразитных параметров. А именно, индуктивности рассеяния и емкости выпрямительного диода.

Цитата(Mc_off @ Oct 16 2007, 19:09) *
Кроме того если поставить транзистор с напряжением пробоя 1000В (например я использую IRFBG30), то надежность не потеряется. Кстати транзисторы выходили из строя не более чем в 0.1% изготовленных устройств. Чаще умирают контроллеры, и трансформаторы иногда плохо мотают.


Можно поставить транзистор и на 2 кВ. Только это ничего не даст. Энергию, накопленную индуктивностью рассеяния, надо куда-то деть. Если не предвидится ни ограничителя, ни демпферной цепи, то нагреваться будет все остальное.
Go to the top of the page
 
+Quote Post

Сообщений в этой теме
- Mc_off   Подбор контроллера для DC-DC   Oct 11 2007, 06:34
- - Herz   А что Вас не устраивает в существующем варианте? К...   Oct 11 2007, 08:04
|- - Прохожий   Цитата(Mc_off @ Oct 15 2007, 14:07) Ага у...   Oct 16 2007, 08:55
||- - Vlas   Цитата(Прохожий @ Oct 16 2007, 11:55) Рек...   Oct 19 2007, 13:47
|- - Lenel   Цитата(Mc_off @ Oct 16 2007, 17:59) Напря...   Oct 17 2007, 05:00
|- - Mc_off   Цитата(Lenel @ Oct 17 2007, 09:00) Добрый...   Oct 18 2007, 17:13
- - Paramon   Цитата(Mc_off @ Oct 11 2007, 10:34) Основ...   Oct 22 2007, 03:56


Reply to this topicStart new topic
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 


RSS Текстовая версия Сейчас: 22nd July 2025 - 22:11
Рейтинг@Mail.ru


Страница сгенерированна за 0.01589 секунд с 7
ELECTRONIX ©2004-2016