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?

[Microwatt]

Оба решения имею свои преимущества, хотя, про все что относится к флаю, лучше говорить "имеют свои недостатки".
Стабилитронный ограничитель прост, но его применяют в источниках небольшой мощности, трудно представить стабилитрон на 2-5 ватт тепла.
RCD имеет больше компонентов, но сбросить мощность в резистор вроде не проблема.
Назначение снаббера- демпфера -клампера - поглотить энергию в индуктивности рассеивания. Это та энергия, которая во время обратного хода не может быть передана во вторичную обмотку, так как в пространстве положение обмоток не совпадает, не совпадают полностью и их магнитные поля. Обычно, эта энергия составляет от 1.5 до 5% выходной мощности, смотря как тщательно изготовлен трансформатор.
Напряжение обратного хода определяется чисто выходным напряжением и коэффициентом трансформации, следовательно, оно постоянно. Но если не поглотить энергию индуктивности рассеивания, то это напряжение подскакивает до напряжения пробоя ключа.
Стабилитрон выбирают несколько больше (25-40V) расчетного напряжения обратного хода. Это должен быть сапрессор, обычные стабилитроны не способны поглощать большую энергию за короткое время.
RCD снаббер более гибок. Напряжение на нем автоматически регулируется и может быть задано выбором резистора. Постоянная времени - самые разные мнения и решения от 2-3 до 20-30 периодов тактовой частоты.
Слишком большой резистор даст большую добавку к Vor, слишком малый хорошо ограничит напряжение, но будет сеять дополнительную мощность, прихватывая в пределе не только энергию индуктивности рассеивания, но и часть энергии из вторичной обмотки. Малый конденсатор даст большой пик в начале ограничения, большой конденсатор приведет к излишнему потреблению в демпфере и к большому пику тока через демпферный диод....
Все это быстро через "налет часов" над макетом постигается, но основные закономерности я попробовал изложить...

[mamadu]

RCD снаббер... Напряжение на нем автоматически регулируется и может быть задано выбором резистора...
Слишком большой резистор даст большую добавку к Vor, слишком малый хорошо ограничит напряжение, но будет сеять дополнительную мощность, прихватывая в пределе не только энергию индуктивности рассеивания, но и часть энергии из вторичной обмотки...

Спасибо. Я примерно так это себе и представляю.
Но вот тут, мне бы хотелось поподробней.
Разве не весь обратный ход греет балластный резистор в снаббере?
Тот который не последовательно с конденсатором, а от катода к Uпит.
Если там какой-то порог получается - я совершенно не понимаю где.
Разве напряжение обратного хода (после выброса) - не открывает диод? И не рассеивается ли в этот момент на снаббере то, что должно быть отдано во вторичку?

[Microwatt]

Но вот тут, мне бы хотелось поподробней.
Разве не весь обратный ход греет балластный резистор в снаббере?
Тот который не последовательно с конденсатором, а от катода к Uпит.
Если там какой-то порог получается - я совершенно не понимаю где.
Разве напряжение обратного хода (после выброса) - не открывает диод? И не рассеивается ли в этот момент на снаббере то, что должно быть отдано во вторичку?

Нет, в правильно спроектированном снаббере энергия поглощается конденсатором только в начале обратного хода. Это хорошо видно на осциллограмме напряжение на стоке ключа , короткий выплеск выше уровня обратного напряжения.
Далее, она может медленно рассеиваться в резисторе до следующего такта. Если посмотреть напряжение на самом снаббере, то видно, что напряжение на конденсаторе медленно спадает. Вроде хороший то, если оно спадает процентов на 20-30 за такт.
Порог - напряжение обратного хода. Это выходное напряжение+ падение на выходном диоде , умноженные на коэффициент трансформации.
Типовые 600-700-вольтовые ключи диктуют напряжение обратного хода в районе 100-140 вольт. А на снаббере это напряжение может быть 130-160 вольт. За счет короткого выплеска от индуктивности рассеивания конденсатор снаббера подзаряжается до этого напряжения. Потом напряжение на нем падает и к следующему такту он опять может подзаряжаться. Эдакий саморегулирующийся стабилитрон.
Большую часть времени обратного хода энергия в снаббер не поступает, он срезает только пик на стоке.
ЗЫ. Выбор резистора снаббера.... конечно, его грубо можно посчитать через ток и индуктивность рассеивания. Но проще потом взять несколько больше и, постепенно уменьшая, отследить момент, когда напряжение на снаббере перестает уменьшаться. Это значит, что снаббер достиг предела эффективности, дальше будет воровать энергию из вторички.

[mamadu]

Большую часть времени обратного хода энергия в снаббер не поступает, он срезает только пик на стоке.

Спасибо, очень всё подробно.
Я даже понял.
Конденсатор заряжается через диод, разряжается через балластный резистор.
Снаббер не отжирает энергию во время обратного хода - потому, что конденсатор зарядился выбросом, разряжается медленно и удерживает напряжение на катоде больше.

Если мы занижаем номинал балластного резистора - конденсатор быстро разрядится до напряжения обратного хода, пока оно ещё действует и откроет диод для отдачи полезной энергии в балласт.
Если мы завышаем номинал балластного резистора - конденсатор не успевает разряжаться до Uвх к следующему такту. Это увеличивает высоту выброса на стоке. В этом случае уменьшение балластного резистора вызовет уменьшение выброса. Если успевает разрядиться - уменьшай не уменьшай выброс ниже не будет.
???

Извините за настырность, но мне нужно хорошо всё понять.

[Bludger]

Спасибо, очень всё подробно.
Я даже понял.
Конденсатор заряжается через диод, разряжается через балластный резистор.
Снаббер не отжирает энергию во время обратного хода - потому, что конденсатор зарядился выбросом, разряжается медленно и удерживает напряжение на катоде больше.

Если мы занижаем номинал балластного резистора - конденсатор быстро разрядится до напряжения обратного хода, пока оно ещё действует и откроет диод для отдачи полезной энергии в балласт.
Если мы завышаем номинал балластного резистора - конденсатор не успевает разряжаться до Uвх к следующему такту. Это увеличивает высоту выброса на стоке. В этом случае уменьшение балластного резистора вызовет уменьшение выброса. Если успевает разрядиться - уменьшай не уменьшай выброс ниже не будет.
???

Извините за настырность, но мне нужно хорошо всё понять.

На самом деле, процессы заряда-разряда кондера дело второе, и емкость кондера на работу снаббера с точки зрения процессов клэмпирования не влияет - пульсации на нем незначительны. Смысл кондера - создать некое напряжение для перезаряда индуктивности рассеяния - если это напряжение большое (большое R), то перезаряд происходит быстро, и потери энергии малы, при малом R перезаряд затягивается, и мощность, рассеиваемая на снаббере возрастает.
Вот здесь описана работа снаббера: http://bludger.narod.ru/smps/Flyback-R01.pdf