Правильная намотка импульсного трансформатора. Опции

[Фрол Кузьмич]

"Косой мост", если я правильно понял - это однотактный полумост. К сожалению в "живую" никогда с таким не сталкивался. В принципе всё понятно - в качестве ШИМ-контроллера можно какую-нибудь UC3842 взять, а ключами управлять через HCPL-3120. Вот реально работающую схемку бы поглядеть, дабы на грабли какие не наступить. Какие там тонкости могут быть?

Верной дорогой идёте, товарисч. Но не 3842 и не 43, а токмо 3844 или 45 - нужна отн. длительность цикла до 50%. И HCPL3120 - отличный драйвер, именно его бы и советовал, или 3180, этот вдвое быстрее. Но есть минус - ему нужно местное развязанное питание. И запускать лучше не через стартап и "горячий" резистор, а сделать служебное питание например от мелкого сетевого трансика. Остальное как обычно.

Сообщение отредактировал Фрол Кузьмич - Sep 4 2006, 19:44

[A.T.Tappman]

А как на счёт SG3524? Она Single-Ended or Push-Pull Applications. И Maximum duty cycle, each output у неё 45%. Просто у меня их небольшой мешочек скопился.
А питание на ШИМ и драйвера и так собирался на отдельном обратноходовом питателе собирать. Пока транс посчитаю, а там уже надо будет остальное додумывать.

[A.T.Tappman]

Транс при 100кГц получается следующий. ETD49 N87, первичка 45вит., вторичка 5вит. Т.к. 40А в ETD49 по расчётам не лезет, то пришлось остановится пока на 35А.

[Фрол Кузьмич]

А как на счёт SG3524? Она Single-Ended or Push-Pull Applications. И Maximum duty cycle, each output у неё 45%. Просто у меня их небольшой мешочек скопился.

Грех отказываться от carrent mod. С ним гораздо лучше динамика и устойчивость. В SG его нет. UC3845 стоит рублей 15-20 в розницу.

А питание на ШИМ и драйвера и так собирался на отдельном обратноходовом питателе собирать.

Вполне. Какой-нить тини-свич и трансик EF20 - этого достаточно. И вентилятор крутить хватит, если понадобится.

Пока транс посчитаю, а там уже надо будет остальное додумывать.

Остальное:
обязательно нужна защита от перегрева с индикацией (led), и если вентилятор, то было бы культурно включать его только по какому-то нагреву;
ещё нужно управлять входным реле (на входе резистор для ограничения пускового тока, потом реле его шунтирует контактами, всякие таблетки-самогрейки оставим китайцам);
ещё хорошо бы уменьшать максимальный ток, когда напряжение в нагрузке меньше какого-то, скажем меньше чем 5В например.
Вообще-то проще всего это сделать на каком-нить 8-ногом пике за полтора бакса - чтоб была пара входов ацп - один смотрит температуру, другой выходное напряжение. Это две ноги, ещё три - led, реле и fan, и ещё одна - снижение тока. Итого 6 рабочих ног, 2 питание.
Всё управление гальванически связано с вторичной стороной, развязка по HCPL.

Транс при 100кГц получается следующий. ETD49 N87, первичка 45вит., вторичка 5вит. Т.к. 40А в ETD49 по расчётам не лезет, то пришлось остановится пока на 35А.

Многовато будет. Так по памяти именно для ETD49 N87 в однотактном режиме на частоте 70-75кГц достаточно первички 32-36 витков. Обмотки - например жгуты из скрученных жил по 0,25-0,31мм, три слоя - 1-й и 3-й первичка, 2-й между ними вторичка. И вроде всё должно поместиться.
Обязательно перед изготовлением транса намотайте пробную обмотку, подключите её в схему последовательно с шунтом и, плавно повышая напряжение латром, посмотрите форму тока намагничивания. Для такой проверки полезно иметь специальный макетик. Это обязательно, погрейте феном, так будет гарантия от сюрпризов, если надо скорректируйте витки или частоту.

Сообщение отредактировал Фрол Кузьмич - Sep 5 2006, 04:50

[A.T.Tappman]

Магнитопоровод выбран таким большим для обеспечения минимального нагрева трансформатора. Индукция выбрана 160мТл, плотность тока 2.5А/мм^2.

[LVV]

Всё управление гальванически связано с вторичной стороной, развязка по HCPL.

А датчик тока в первичной стороне? ТТ?
По даташиту на 3180 - 250 кГц. А на какую реально частоту можно использовать 3120?

Сообщение отредактировал LVV - Sep 5 2006, 11:14

[Фрол Кузьмич]

А датчик тока в первичной стороне? ТТ?

Да.

А на какую реально частоту можно использовать 3120?

У него реальная задержка около 250нс. Практически на высокой частоте это важнее всего для величины тока при коротком замыкании, тут в основном засада из-за этих задержек. Потому и отметил, что при низком напряжении на выходе оч. желательно уменьшать порог ограничения.

[LVV]

А если PWM контроллер на первичной стороне, верхний драйвер, например, IR2125, датчик тока - резистор (вход CS дравера "вверху"), ОС - через оптрон с 431.
Чем это хуже?
Кстати, D=0,5 можно получить и с 3842 (43), подав внешнюю синхронизацию, например, от 555.

[Lonesome Wolf]

Магнитопоровод выбран таким большим для обеспечения минимального нагрева трансформатора. Индукция выбрана 160мТл, плотность тока 2.5А/мм^2.

А зачем обеспечивать минимальный перегрев? У силовых ферритов минимум потерь приходится на температуру в 70-100 градусов...

[Фрол Кузьмич]

LVV, конкретно ваш пример хуже тем, что такой датчик годится только для токовой защиты, а для carrent mod в контроллере он никак, для этого понадобится ещё один другой датчик тока. И вообще именно такой драйвер (и 2127 к нему в пару) заточен в основном для защиты от сверхтоков ключей, сертифицированных для режима глухого к.з. с шиной питания. Это очень крепкие, но весьма тормознутые ключи. И обратите внимание на довольно хитрый алгоритм работы 2125 - при отключении по входу CS он сначала на заданное время (ёмкость на входе ERR) переводит ключ в активный режим, и только потом его закрывает полностью. Это связано с тем, что например при глухом к.з. с шиной питания ток быстро достигает страшенной величины и если просто попытаться закрыть ключ как можно быстрее, то даже минимальная индуктивность монтажа на таком сверхтоке просто порвёт ключ. Это может применяться например в приводах, тоисть немножко не про здесь.
Но возможно вы имели в виду "чем т.н. бутстрепный драйвер (а с ним контроллер должен быть на первичной стороне) хуже изолированного?"
В изолированном драйвере главное не развязка, её действительно можно сделать и оптокуплером в цепи ОС. А то, что он позволяет гораздо больше вольностей в топологии монтажа, например на оч. большой мощности, или например если у афтара опыт в этом деле никакой.

Кстати, D=0,5 можно получить и с 3842 (43), подав внешнюю синхронизацию, например, от 555.

А зачем ещё один корпус, если для этого достаточно всего лишь вместо 42(43) взять 44(45)?

[A.T.Tappman]

В принципе, всё понятно. Вопрос только в дросселе. Есть большое желание использовать несколько магнитопроводов от дросселей компьютерных БП. Если я правильно понял, то там применяются тороидальные сердечники из распылённого железа от фирмы Micrometals. Во всяком случае очень похоже на Т200-26. Если сложить вместе пару-тройку таких штуковин, то в на 12В 35А должно хватить. Вобчем, ушёл я предварительную схему рисовать.

[Фрол Кузьмич]

Вопрос только в дросселе.

Это радывает. Только не забывайте, в таких девайсах схема даже не четверть дела, её, как вы заметили, можно и языком на пальцах расписать. С ней достаточно всего лишь не ошибиться в выборе. А главное - компоновка и топология монтажа. Например, чтобы разместить это всё на односторонней платке осмелюсь советовать даже не думать... Хотя, если не последуете этому совету, то оно тоже может будет работать, и даже какое-то довольно продолжительное время, и в этом своя подлость...

[A.T.Tappman]

Фрол Кузьмич, я уже давно односторонние не делаю. Гораздо приятнее красиво земли, сигналы, питание положить, чем в конце не знать, как последнюю трассу протащить. Оно в итоге сделается, но красивости не будет.

[LVV]

Фрол Кузьмич, да, я неточно выразился. Спасибо за разъяснения.
2125 - я думал, что tcs 0,7 мкс и всё. А про активный - ...
Если датчик тока - резистор малой величины + ОУ, обязательно ли быстрый ОУ (TLC081, например) или достаточно 358-го?

Добавка 555 - это я к тому, что можно так сделать, если нет 44,45. А они почему-то в дефиците.

А чем хуже, как где-то выше писалось, запуск 384х от тока через резистор, чем отдельное питание?
И, если можно, раскажите, пожалуйста, об особенностях ТТ. Какой сердечник? (Чтоб размагничивался, не насыщался и тд). Ну, т.е. о нюансах...

[Фрол Кузьмич]

Если датчик тока - резистор малой величины + ОУ, обязательно ли быстрый ОУ (TLC081, например) или достаточно 358-го?

Смотря датчик какого тока. Если например среднего, то быстрый не нужен. А если мгновенного, например для каррент мод - я бы сказал, что сводить между компаратором и датчиком ещё и усилитель, и ломать голову над его быстродействием - это только по очень крайней нужде. Имхо тогда может быть лучше выбрать контроллер с низковольтным диапазоном порогов компаратора или внешний компаратор с нужными порогами, а не усилитель. Но в любом варианте будет серьёзная проблема с помехоустойчивостью такого узла. И есть смысл подумать о замене его на токовый транс, он ведь не только нормирует сигнал, но и развязывает его от цепи с измеряемым током, что всегда очень желательно, но без него очень затруднительно.

А чем хуже, как где-то выше писалось, запуск 384х от тока через резистор, чем отдельное питание?

Так писалось, потому что стартап через резистор просто не потянет пуск изолированных драйверов, а не потому, что это хуже вообще. Ну и тогда опять таки нужно связывать управление с первичной стороной, а в ОС вводить оптокуплер с TL431. Мелкий служебный БП отменяет все эти проблемы, ну и удобно при наладке, завсегда можно включить управление отдельно.

раскажите, пожалуйста, об особенностях ТТ. Какой сердечник? (Чтоб размагничивался, не насыщался и тд). Ну, т.е. о нюансах...

Все трансы работают одинаково, и токовый не исключение. Его особенность только в том, что напряжения на его обмотках определяются сопротивлением нагрузки, других особенностей нет.
"Нюансы":
1) N = U*(0,5)/2*F*dB*Ae, где для прямохода 0,5 - макс. отн. длит., dB - разница между макс. индукцией и остаточной, остальное как обычно - работает и здесь. Но из-за того, что напряжения определяются нагрузкой и транс - вещь обратимая, здесь U - напряжение на вторичке, N - её витки. Но витки обычно выбираются исходя из нужного коэффициента трансформации тока и обычно составляют от нескольких десятков до 100 а то и 200 или даже больше. Что при обычных порогах ограничения порядка 1В, частотах в десятки кГц, для колец диам 12-20 мм даёт очень небольшой dB, и об этом можно вообще не беспокоиться.
2) Часть тока в измеряемой цепи является током намагничивания ТТ и на вторичной стороне любой ТТ показывает не весь первичный ток, а разницу между ним и своим током намагничивания. Поэтому надо иметь ввиду, что несмотря на малость dB при например всего одном витке в первичке ток намагничивания может достигать 1-2А лехко. И если ток в измеряемой цепи имеет сравнимую величину, то в первичке может понадобиться не 1, а 2 или даже 3-4 витка. Но ради простоты конструкции есть смысл стремиться, чтобы было достато 1-го витка, тогда ТТ имеет всего одну обмотку и может быть например просто одет на вывод первички силового транса. Оценить ток намагничивания можно например по измеренной индуктивности вторички, длительности импульса и величине порога через соотношение di/dt=U/L, пересчитав затем этот ток на первичную сторону.
3) В однотактном режиме ТТ как и любому трансу нужно, чтобы сердечник имел возможность размагнититься в паузе. Требование то же - для "обратного" импульса в паузе должна быть обеспечена возможность иметь площадь вольт на секунду не меньше, чем эта же площадь у "прямого" импульса. Речь о вторичке. Это может быть обеспечено например включением цепочки из последовательных диода и стабилитрона параллельно вторичке, чтобы стабилитрон работал только на обратном ходе.
(ну всё, wim теперь меня раскусит... Он меня спрашивал: глянь, чё это за фрукт на электрониксе объявился. А я цокал языком: да, да, очень правильный фрукт... Слава, прости, каюсь...)