Малогабаритный AC/DC 2Вт (5В/400мА), Выбор современного ШИМ контроллера 85-270В Опции

[_4afc_]

Часто появляется необходимость в маломощном высокоэффективном AC/DC источнике питания.
Например на AC/DC 2Вт (5В/400мА) при входном 85-270В.

Последнее время использую для Flyback NCP1013(130кГц)+EFD14/N87.

При разработке нового БП стал присматриваться к планарным трансформаторам.
Пока выбрал ELP18/N87, но подумываю заменить контроллер.
Хотелось бы найти что-то с большей частотой (500-1000кГц) для уменьшения потерь и числа витков.
Хочется получить в итоге КПД 80+ во всём диапазоне 110-230В и при нагрузке 20%/50%/100%.

В принципе, я даже не против поставить PFC перед Flyback и синхронный выпрямитель во вторичку.

Пересмотрел кучу контроллеров, в том числе и с PFC - получается из пушки по воробьям.
Они все чуть ли не на 30Вт, можно было бы на это плюнуть, но кушают они сами тоже неплохо.

Что посоветуете? Смотрел: TINY, Viper, FANxxx, TEAxxx, UCCxxx, CoolSET - но так и не понял будет ли от них толку больше, чем от NCP1013?

[ukpyr]

Хотелось бы найти что-то с большей частотой (500-1000кГц)

вряд-ли колебания амплитудой 300В на 1МГц будут экономичными.

Код

но так и не понял будет ли от них толку больше, чем от NCP1013?

по схеме и цене NCP - оптимальное решение

Сообщение отредактировал ukpyr - Jan 17 2011, 11:40

[_4afc_]

вряд-ли колебания амплитудой 300В на 1МГц будут экономичными.

Мне казалось, что они будут лучше преобразовываться (не N87 конечно) чем 300В 130кГц.

схеме и цене NCP - оптимальное решение

В данном случае цена и схема не являются главными. Интересует повышение КПД и снижение тепловыделения.

Какой смысл поднимать экономичность такой блохи при питании от сети?

Я не собираюсь экономить деньги за электричество. Но глупо расходовать 160мВт для получения 80мВт.
Неужели желание создать ИП с КПД 80+ появляется только начиная с 30Вт?
Мне лично противно, когда банальная зарядка для телефона нагревается до 60 градусов

[rezident]

Мне казалось, что они будут лучше преобразовываться (не N87 конечно) чем 300В 130кГц.

Увеличение рабочей частоты при всех прочих равных условиях дает возрастание процента динамических потерь на переключение. Грубо говоря, 300нс на переключение при 100кГц это 3%, а на частоте 1МГц это уже 30%.

Но глупо расходовать 160мВт для получения 80мВт.

А вы прикиньте, куда именно потребляются эти 160мВт и почему их нельзя существенно уменьшить.

[_4afc_]

Увеличение рабочей частоты при всех прочих равных условиях дает возрастание процента динамических потерь на переключение. Грубо говоря, 300нс на переключение при 100кГц это 3%, а на частоте 1МГц это уже 30%.

А если выбрать контроллер с временем переключения 30нс? Сердечник взять из материала типа 3F4? Может динамические потери не возрастут?
Зато может упасть нагрев трансформатора, уменьшиться занимаемый им объём.

А вы прикиньте, куда именно потребляются эти 160мВт и почему их нельзя существенно уменьшить.

1. У меня пока в серии не работает синхронный выпрямитель. На макетке работал, а в изделии от него стало только хуже. С этим надо будет отдельно разобраться. Может в разводке дело, может в намотке.

2. У меня после выпрямителя стоит конденсатор 3мкФх500В, соответственно выпрямленное напряжение имеет провалы, во время которых PWM не работает, соответственно PFC решило бы эту проблему. К сожалению, мне сложно теретически прикинуть не съестся ли выигрыш от PFC током потребления PFC контроллера.

3. Можно заменить ключ на полумост, мост или двухфазный преобразователь - токи уменьшаться.

В общем пути где рыть вроде понятны, в основном не ясно будет ли выигрыш от повышения частоты, смены феррита и контроллера.

Смысл в резком повышении КПД от 10 ватт где-то и начинается. Причем, диктуется не экономией электроэнергии, а нагревом компонентов, размерами и стоимостью платы. И для 30 ватт это уже 85+ %.

30/0,85-30=5,3Вт
Вы считаете, что если ИП потребляет 5,3Вт - это нормально?

А почему зарядка нагревается выясняли? Ведь сделать источник с КПД 95% за пятикратную цену можно. Но можно же и бездумно потом половину мощности на балластном резисторе в зарядке рассеять. В итоге, какая экономия?
Двухваттник и без особых ухищрений можно сделать , скажем 75%, а может и все 80. Дороже он только будет стоить, чем 5 или 10 ваттник.

Давайте прикинем как сделать двухватник с КПД 95%

Берите типовое решение на какой-нить TNY, стандартный PNY05015. Будет источник чуть более спичечного коробка, вполне удовлетворительных характеристик. Не вздумайте только с планарными трансформаторами экспериментировать (они совсем не для этого придуманы), да и лезть в 300-500кГц совершенно незачем, там КПД можно только ухудшать, Rezident попробовал пояснить почему.

Странные у вас спичечные коробки продают - PNY05015 имеет размер 23х19х17мм - и это только трансформатор. И потом, откуда такое предвзятое отношение к планарным трансформаторам? Есть личный отрицательный опыт? Или просто боязнь всего нового?

Вот например результат эксперимента на этой неделе: Flyback NCP1013(130кГц)+ELP14/N87 дали потребление 13мА по 250В АС при нагрузке 5В/500мА. Т.е источник на 2.5Вт потребляет 3.25Вт. Вроде бы всё хорошо - КПД 77%, но 750мВт ушли в тепло и греют плату.
Кстати температура транса на воздухе - в районе 45 градусов. Будет время - куплю ELP18/N87 и опробую его.

Подобные источники исследовались и доводились очень неглупыми конструкторами и не один год. Что Вы должны четко понять, так то, что револоюции тут в ближайшую пятилетку с одним килобаксом в кармане Вы не сделаете. Ну, разве что из спортивного интереса одну штучку по несчитаной цене. Оцените все обстоятельста еще раз.

Подобный источник нужен мне. В конкретное изделие. Если через год оно будет потреблять 1Вт - я буду ещё более эффективный источник питания на 1Вт, на доступный на тот момент современной элементной базе. Причём тут пятилетка и килобакс? Во первых 30тр потонут в 60 человеко месяцах зарплаты инженера помноженных на налоги, на цеховые и заводские расходы. Во вторых я в этом году планирую получить рабочий макет БП у себя на столе.