Трансформатор для флая, расположение вторичек Опции

[pr0m]

Всем привет.

Такой вопрос - имеется флай (Fsw~130kHz, Pout.max~70W, 2 выхода, один - основной - ООС, другой нерегулируемый на небольшой ток и мощность ~2.5W, ну 3-я обмотка bias для ШИМ-а - к ней интереса нет), причём его работу в смысле нагрузки можно условно поделить на 2 режима:
1) основной, в котором работает 99.(9).% времени, нагрузка до 5Вт
2) критический (к выходу подгружаются некие мощные исполнительные устройства), мощность - максимальная.
Каким образом правильней расположить обмотки для основного и дополнительного (нерегулируемого) выходов, чтобы минимизировать увеличение напряжения на нерегулируемом выходе при увеличении мощности до максимальной, т.к. нерегулируемый выход идёт на линейный пост-регулятор, кой сильно будет калиться, да и напряжение на его входе (нерег. выход) может подбираться к неприличному.

Сейчас расположено так: Первичка-основная-дополнительная-bias. Сердечник EF25 две половинки с зазором по 0.5мм на средней ноге + по 0.2мм на внешних ногах. Располагал так из соображения максимальной связи доп. обмотки с основной, и как следствие - следование доп. напряжения за основным. Но, видимо,в большей степени это справедливо для прямоходовика (и его дросселей в ССМ).
Для флая, наверно, нужно исходить из того, как, с учётом индуктивностей рассеяния, коэф-в связи между обмотками, перераспределяется запасённая на прямом ходу энергия? Если так, то правильно ли я думаю, что доп. обмотку лучше расположить самой верхней, и тодга ей будет доставаться меньше, чем в текущем варианте намотки, при макс.мощности во 2-м режиме работы.

Забыл сказать: флай работает в DCM до макс. мощности включительно..

Сообщение отредактировал pr0m - Feb 17 2011, 17:27

[AlexeyW]

На первый взгляд кажется, что нужно минимизировать индуктивность рассеяния между этими самыми двумя обмотками. Если напряжения невелики (какие на той и другой обмотке?), то можно их сделать в одном слое, и в любом случае они должны занимать одинаковый сектор (если это тор). Для EF, кажется, Вы все правильно описали.


Во-вторых, нужно минимизировать и индуктивность рассеяния с первичной обмотки на силовую, а также поставить не очень маленькую емкость демпфера. По идее, перенапряжение на нерегулируемом выходе в принципе не может быть больше, чем выброс на первичке в начале обратного хода - если он невелик, невелико и перенапряжение.

Сообщение отредактировал AlexeyW - Feb 17 2011, 23:14

[pr0m]

На первый взгляд кажется, что нужно минимизировать индуктивность рассеяния между этими самыми двумя обмотками. Если напряжения невелики (какие на той и другой обмотке?), то можно их сделать в одном слое, и в любом случае они должны занимать одинаковый сектор (если это тор). Для EF, кажется, Вы все правильно описали.


Во-вторых, нужно минимизировать и индуктивность рассеяния с первичной обмотки на силовую, а также поставить не очень маленькую емкость демпфера. По идее, перенапряжение на нерегулируемом выходе в принципе не может быть больше, чем выброс на первичке в начале обратного хода - если он невелик, невелико и перенапряжение.

Вот и я поначалу исходил из этого предположения (тесно связать основную и дополнительную).
Вчера перемотал: Первичка-Основная-биас-Дополнительная. Витки всех обмоток распределены по всей ширине каркаса. Результаты стали намного лучше (было с 15 до 28В в первом варианте, стало с 16 до 21В теперь). Думаю, Вы правы о поводу ёмкости демпфера: его ёмкость у меня маловата на полной мощности, и в момент открывания диодов выпрямителей довольно большая иголка в начале от Llk. Попробую увеличить ёмкость-уменьшить резистор в нём - послежу за изменениями, отрапортую.
А вот почему стало лучше во втором варианте - видимо от того, что доп. обмоткат, расположенная теперь дальше всех от первички, в эквив. схеме имеет перед выпрямителем макс. индуктивность рассеяния, к-я съедает выброс напряжениz от Llk. А то он (доп.выход) на больших токах в пиковый детектор превращается...

[AlexeyW]

А вот почему стало лучше во втором варианте - видимо от того, что доп. обмоткат, расположенная теперь дальше всех от первички, в эквив. схеме имеет перед выпрямителем макс. индуктивность рассеяния, к-я съедает выброс напряжениz от Llk. А то он (доп.выход) на больших токах в пиковый детектор превращается...

А ведь действительно я плохо подумал, извиняюсь.. ведь мог бы догадаться.. Ведь если наилучшим образом связать силовую и дополнительную - ну, и напряжения на них будут почти идентичными, с тем же выбросом. А если сначала основная, то она возьмет почти все поле рассеяния, на второй выброса не будет. Так что сейчас у Вас все верно - и практически, и теоретически

Вот и расскажите чему он соответствует
И хорошо бы еще - откуда берется?
Я так и не понял. Но режима ССМ сторонюсь.
Как понял - о нем много говорят, но никто его не видел в трансформаторных и автотрансформаторных схемах.
Этот пик демпфером не давится. Разумным демпфером, не в 10% КПД. Диод выпрямителя прошить может запросто.

Берется - очень просто (он и в DCM есть, если транзитор быстро открыть). Напряжение на первичке меняется скачком, паразитные емкости трансформатора перезаряжаются черз индуктивность рассеяния, этот контур звенит (посмотрите характерные частоты), добротность высокая - выброс на вторичке приближается к удвоенному напряжению питания (с учетом коэфф. транс.).
Про потери мощности: конкретно эту задачу я не решал, но прекрасно знаю, как решается задача возвращения в питание энергии с обычного демпфера. Сдается мне, что в мощных приложениях, если хорошо подумать, и для демпфера во вторичке ее можно решить.

[pr0m]

А ведь действительно я плохо подумал, извиняюсь.. ведь мог бы догадаться.. Ведь если наилучшим образом связать силовую и дополнительную - ну, и напряжения на них будут почти идентичными, с тем же выбросом. А если сначала основная, то она возьмет почти все поле рассеяния, на второй выброса не будет. Так что сейчас у Вас все верно - и практически, и теоретически

Вот только не могу никак теоретическую базу подвести под тот факт, что нижнее напряжение на доп. обмотке (основной выход разгружен) как минимум не ухудшилось (не стало меньше чем в 1-м варианте намотки)
Игры с ёмкостью демпфера первички ни к чему не привели. Пробовал увеличивать в 4 раза без видимого эффекта. Списываю на то, что работает флай от 24В - большие импульсные токи, а печатка хотя и разведена вдумчиво, всё-таки грешу на индуктивность печатного провода (~3см длиной ширина 8мм), идущего от переключаемого конца транса к демпферу, к-я задерживает включение демпфера и даёт выбросы при переключении на обратный ход.

Сообщение отредактировал pr0m - Feb 18 2011, 20:52

[AlexeyW]

Вот только не могу никак теоретическую базу подвести под тот факт, что нижнее напряжение на доп. обмотке (основной выход разгружен) как минимум не ухудшилось (не стало меньше чем в 1-м варианте намотки)

А это ведь полка обратного хода - она и не уменьшится (по крайней мере, хоть как-то ощутимо). Пожалуй, она может просесть только тогда, когда ох очень короткий, а доп. обмотка отделена от первички ну очень большой индуктивностью рассеяния - т.е. ток на нее не успевает переключиться.

Игры с ёмкостью демпфера первички ни к чему не привели. Пробовал увеличивать в 4 раза без видимого эффекта. Списываю на то, что работает флай от 24В - большие импульсные токи, а печатка хотя и разведена вдумчиво, всё-таки грешу на индуктивность печатного провода (~3см длиной ширина 8мм), идущего от переключаемого конца транса к демпферу, к-я задерживает включение демпфера и даёт выбросы при переключении на обратный ход.

Это довольно удивительно, стоит посмотреть, что на всех обмотках для разных емкостей.. 3 см полосой - это всего лишь примерно 20 нГн, и, что не менее важно - выброс от нее у основания ох, а не на его вершине. Видимо, еще что-то звенит..

А вот конкретно эту задачу, похоже , мало кто решал, если решал вообще...

Хорошо, есть над чем подумать

[pr0m]

3 см полосой - это всего лишь примерно 20 нГн, и, что не менее важно - выброс от нее у основания ох, а не на его вершине. Видимо, еще что-то звенит..

Пиковый ток в момент отключения ключа 15А, скорость коммутации 50...100нс - выброс от 20нГ 6...3В. Коэф-т трансформации к доп. обмотке примерно 0.7. Возможно, даёт прибавку.
Хм, попробовать что-ли отключать помедленнее, пожертвовав потерями на выключение...
По поводу влияния у основания ох - имхо, неочевидно. Ток через неё в демпфер побежит только когда напряжение на стоке ключа станет больше напряжения на демпфере. Вобщем, поле для экспериментов имеется.
Впрочем, приемлемый результат получен, ч.т.д Спасибо за советы.
п.с. На досуге попробую ещё отодвинуть дополнительную от основной, увеличив слой изоляции.

[AlexeyW]

Пиковый ток в момент отключения ключа 15А, скорость коммутации 50...100нс - выброс от 20нГ 6...3В. Коэф-т трансформации к доп. обмотке примерно 0.7. Возможно, даёт прибавку.

Основной выброс все равно больше, главное, по времени они не совпадают - выброс от инд. подключения демпфера проходит раньше. Коэфф. трансф. тут особо роли не играет - картинки будут просто пропорциональны. Я бы еще глянул, нет ли каких-нибудь дополнительных звонов, зависящих от конкретной схемы включения. Например, я видел совершенно удивительный выброс и звон на отводе транса - но, хорошо подумавши, теоретически разобрался, что именно так должно быть.

Хм, попробовать что-ли отключать помедленнее, пожертвовав потерями на выключение...

Опять же, малый выброс - думаю, роли не играет. Прибить основной - очень много потерь.

По поводу влияния у основания ох - имхо, неочевидно. Ток через неё в демпфер побежит только когда напряжение на стоке ключа станет больше напряжения на демпфере.

А вот это стоит проверить - действительно ли на демпфере к началу ох нулевое или достаточно низкое напряжение какая схема демпфера?