Импульсный трансформатор очень греется..., В чём просчёт?? Опции

[pr0m]

Привет форумчанам.

Делаю flyback-SMPS на вых. мощность порядка 160Вт, Uвых=27, Iвых=6~7А.
Частота преобразования ~70кГц.
Ключ IRFPE50, duty cycle расчётный и реальный совпадают (на Pмакс) ~30%.

Транс намотал такой:
сердечник E42/21/15 N67 от EPCOS,
зазор 1мм
первичка: 2*12 витка 3*0.63мм (в двух слоях)
вторичка: 5 витков 3*0.91мм
питание ШИМа: 3 витка ......
Расчётная индуктивность порядка 134мкГн, Вмакс вроде в норме..

Такая проблема:
В режимах близких к макс вых мощностим транс совсем уж неприлично греется (точно не измерял, но по ощущениям - порядка 80-90градусов). При этом ключ и вых. выпрямительный диод вполне неплохо себя чувствуют в смысле теплового режима.

Буду рад выслушать советы и соображения!

п.с.: по осциллограммам тока ключа вроде не похоже чтобы транс входил в насыщение - нормальная пила...

[pr0m]

Он не выжил..., помер...

Вчера беда стряслась.
Хроника событий: в работавшей до того на полной мощности схеме - MOSFET 2SK20?? (не помню точно посл. 2 цифры - пишу из дома - сомнительного происхождения, по заявлениям продавца на 900В, 7А пост.тока - на сайте TOSHIBA такого не нашёл..) меняю на ultra-fast IRG4PH30K+диод исток-сток (1200В,20А пост.,40А имп., времена, емкости - вродь в норме).
Через 30сек полёта, не предвещавших беды, испытуемый тихо-мирно ушёл. Лишь зловеще щёлкнул входной предохранитель.

Показания бортовых приборов на момент катастрофы:
Uвых=27В, Pвых=161Вт, радиаторы ключа и вых. выпр. диода - тёплые.
Транс: E42/21/15, первичка 60 витков, зазор 1.9мм, Lp=610мкГн, Np/Ns~6.7,
Fsw=63кГц.
Выпр. напр. на входе 540В, режим работы - DCM, близкий к ССМ - на осцилле видны полпериода колебаний контура Lp(Сdrain+Cсхемы) перед след. включением.
В целом картина абсолютно идентична той, к-я наблюдалась с предыдущим MOSFET-ом.

Извлёк усопшего, поставил на место прежний ключ - работает!

Вобчем, предлагаю сччитать поведение столь солидного полупроводника недостойным, выявить и разъяснить виновного


Задумываюсь о другой топологии. Вот нашёл вариант на ST:
http://www.st.com/stonline/products/literature/an/9172.pdf.
Привлекает то, что на каждом ключе получается напряжение не больше выпрямленного. Очень для меня актуально - БП рассчитан на работу от 380~.
Интересно узнать мнение знатоков.
За любые другие ссылки буду благодарен.

[vlvl@ukr.net]

Задумываюсь о другой топологии. Вот нашёл вариант на ST:
http://www.st.com/stonline/products/literature/an/9172.pdf.
Привлекает то, что на каждом ключе получается напряжение не больше выпрямленного. Очень для меня актуально - БП рассчитан на работу от 380~.
Интересно узнать мнение знатоков.
За любые другие ссылки буду благодарен.

Это не что иное, как 2х транзисторный прямойпреобразователь.
Такое же чудо можно сделать и с Вашим обратным. Здесь на каждом транзисторе упадет Епит, вместо 2E. Соответственно и потери упадут в 2раза.

[Evgeny_CD]

...Задумываюсь о другой топологии. Вот нашёл вариант на ST:
http://www.st.com/stonline/products/literature/an/9172.pdf...

Может, не в тему, но кто пояснит мне, как там цепь запуска работает? Так, как нарисовано на странице 2, IMHO, она никогда не стартует...

[pr0m]

...Задумываюсь о другой топологии. Вот нашёл вариант на ST:
http://www.st.com/stonline/products/literature/an/9172.pdf...

Может, не в тему, но кто пояснит мне, как там цепь запуска работает? Так, как нарисовано на странице 2, IMHO, она никогда не стартует...

Похоже на генератор импульсов, которые подаются в нижнее плечо напрямую, а в верхнее через транс. буду пробовать, только вместо указанного ШИМа попробую UC3844 или FA5312(14). О результатах доложу непременно

[Evgeny_CD]

...Похоже на генератор импульсов, которые подаются в нижнее плечо напрямую, а в верхнее через транс...

Точно! Я тормоз. Я не сразу монял, что два стречно-параллельных диода DB3 - это Diac. Если бы это были просто диоды, то она никогда бы не завелсь. А так работать будет.

[Vic]

Извините может это , но может кому интересно.
Очень интересная, подробная информация по построению SMPS на сайте www.powerint.com. Кроме того неплохая на мой взгляд (я уже как-то это писал, в отличие от VIPer_Pack ) программа расчета флаев
PI Expert Suite.
Вкратце по ApplicationNote:

Методика расчета флаев:
http://www.powerint.com/PDFFiles/an16.pdf
http://www.powerint.com/PDFFiles/an25.pdf
http://www.powerint.com/PDFFiles/an32.pdf

Методика построения с учетом требований безопасности и ЭМС:
http://www.powerint.com/PDFFiles/an15.pdf

Очень хорошая методика по конструированию трансформаторов:
http://www.powerint.com/PDFFiles/an18.pdf

Методика конструирования для преобразователей с большим числом выходов:
http://www.powerint.com/PDFFiles/an22.pdf

Может для кого-нибудь будет интересны примеры применений Engineering Prototype Report (EPR), где рассмотрено построение конкретных флаев с подробным описанием характеристик и тепловых режимов.
Построение флаев на TOPах может и не самое лучшее решение, но описанные методики применимы для общего случая, да и программа PI Expert Suite тоже интересна и для общего случая, кроме того все бесплатно. Спасибо им большое .
Мне, например, методика по конструированию трансформаторов очень помогла и приоткрыла глаза на некоторые моменты, о которых я по наивности не очень и задумывался.

[pr0m]

Задумываюсь о другой топологии. Вот нашёл вариант на ST:
http://www.st.com/stonline/products/literature/an/9172.pdf.
Привлекает то, что на каждом ключе получается напряжение не больше выпрямленного. Очень для меня актуально - БП рассчитан на работу от 380~.
Интересно узнать мнение знатоков.

Собрал. Это просто земля и небо!! Ключи просто тёплые на нагрузке 230Вт. Причём поставил те, до каких смог быстро дотянуться - IRFBE30 на 800В, Rds=3 (!!!)Ом - у сопоставимых по току и Uds посовременнее около 0.5 Ом - эдак они ваще замёрзнут?? Транс чуть тёплый. Пульсаций навскидку чуть не на порядок меньше.
Вобчем, восторгу новичка нет предела

Есть один неприятный моментец - при нагрузках меньше минимальной имеются два источника посторонних звуков - тонко зудящий от стартового генератора "раздаточный" трансик для ключей, и периодически цыкающий основной (подкачивает, когда напр на выходе падает ниже заданного). Думаю всё-таки перенести управление "наверх", в классическом варианте (со стартовой цепью и питанием от доп. обмотки) - тогда отпадает надобность в "стартере"....


А можно ли заставить прямоходовик работать начиная с нулевой нагрузки?
Из прочитанной теории получается - нет.....

[pr0m]

Извините может это , но может кому интересно.

Интересно. Спасибо Многое из этого, правда, уже прочитал.
Опять же, если кому будет полезно, фундаментальнее и систематично многие вопросы построения SMPS изложены в семинарах Texas Instruments. Всякие индукторы в том числе.