Моделирование импульсных источников, Micro-Cap, OrCad, SwithcCad - попробуем объять необъятное Опции

[Yuri Arkhipov]

Малиновый график - мгновенная мощность на ключе, зеленый - энергия, рассеиваемая на транзисторе, красный - суммарная энергия в транзисторе и снаббере.
Получается, что при используемых в модели паразитных параметрах и быстрым выходном диоде потери в ключе в непрерывном режиме заметно меньше.

Я так понял, что данная модель трансформатора не учитывает индуктивность рассеяния. А ведь именно энергия, запасенная в ней, и порождает значительные выбросы на силовом ключе при его закрывании.

[wim]

Я так понял, что данная модель трансформатора не учитывает индуктивность рассеяния. А ведь именно энергия, запасенная в ней, и порождает значительные выбросы на силовом ключе при его закрывании.

Учитывает - через коэффициент связи трансформатора.

[Yuri Arkhipov]

Учитывает - через коэффициент связи трансформатора.

Вообще, да. А коэф. связи не слишком большой? У реального транса, мне думается, он меньше. Выбросы совсем маленькие получились...

[AML]

У реального транса, мне думается, он меньше. Выбросы совсем маленькие получились...

Возможно. Хотя рассмотренный вариант соотношения вх/вых напряжения 24/5 позволяет сделать трансформатор с достаточно хорошей связью между обмотками.
Тем не менее, влияние индуктивности рассеяния тоже интересно проследить. Следующую серию расчетов сделаю с разносй индуктивнстью рассеяния.

[Yuri Arkhipov]

Возможно. Хотя рассмотренный вариант соотношения вх/вых напряжения 24/5 позволяет сделать трансформатор с достаточно хорошей связью между обмотками.
Тем не менее, влияние индуктивности рассеяния тоже интересно проследить. Следующую серию расчетов сделаю с разносй индуктивнстью рассеяния.

Приложил свой вариант схемы. Выбросы удалось погасить с помощью конденсатора С14, демпфирующая RCD цепь не понадобилась.

Прикрепленные файлы

 flyback.zip ( 5.38 килобайт ) Кол-во скачиваний: 169

 

[AML]

Приложил свой вариант схемы. Выбросы удалось погасить с помощью конденсатора С14, демпфирующая RCD цепь не понадобилась.

Выбросы убрались, но я бы не сказал, что режим работы удовлетворительный. При 25Вт нагрузки потери только в ключе составляют 7.5Вт. ИМХО - много (особенно, если учесть, что первичное напряжение 18В)
И при включении ключа там все не слишком хорошо.

Схема модели (чтобы понятно было о чем идет речь)

[wim]

Выбросы убрались, но я бы не сказал, что режим работы удовлетворительный. При 25Вт нагрузки потери только в ключе составляют 7.5Вт. ИМХО - много (особенно, если учесть, что первичное напряжение 18В)

И, кроме того, в импульсе оный конденсатор C14 подаст на диод D1 входное напряжение обратной полярности. В случае сетевого флая это напряжение выпалит и D1, и ШИМ-контроллер, и вообще всё, что сможет.

[Yuri Arkhipov]

И, кроме того, в импульсе оный конденсатор C14 подаст на диод D1 входное напряжение обратной полярности. В случае сетевого флая это напряжение выпалит и D1, и ШИМ-контроллер, и вообще всё, что сможет.

Представленный преобразователь - это DC/DC (18-80В) -> 5В, 12В. А диод нужно ставить соответствующий. В данном случае это 200-вольтовый BAV23S.

[AML]

Поясните, пожалуйста, из каких соображений выбрана емкость С15 (именно ее перезаряд портит картину процесса включения).
Если так моделируется паразитная емкость обмотки, то 10нФ для 18-вольтового трансформатора на частоте 300 кГц кажется мне очень много.
Если это что-то иное, то поясните что.

[Yuri Arkhipov]

Поясните, пожалуйста, из каких соображений выбрана емкость С15 (именно ее перезаряд портит картину процесса включения).
Если так моделируется паразитная емкость обмотки, то 10нФ для 18-вольтового трансформатора на частоте 300 кГц кажется мне очень много.
Если это что-то иное, то поясните что.

Именно паразитная емкость обмотки. Возможно действительно много взял. Трансформатор пока не изготовлен, поэтому измерить нет возможности. А выбросы при выключении пропадают, если в выпрямитель поставить диод. Похоже надо более тщательно подбирать времена переключения синхронника. Считаю, что для данного конкретного преобразователя демпфирование с помощью С14 вместо RCD вполне правомерно.

[AML]

Считаю, что для данного конкретного преобразователя демпфирование с помощью С14 вместо RCD вполне правомерно.

Я тоже пока не вижу существенных минусов такой реализации.
А вот по поводу емкости, мне кажется, что для такого трансформатора она вряд ли будет больше 500-1000 пФ.

[Yuri Arkhipov]

Похоже надо более тщательно подбирать времена преключения синхронника.

Действительно, если С9 поставить 3.8n, то бросков тока при выключении почти нет. А вообще, существует такая вещь, как ir1167 - драйвер синхронного выпрямителя.

А вот по поводу емкости, мне кажется, что для такого трансформатора она вряд ли будет больше 500-1000 рФ.

Да, скорее всего я здесь перестарался...

[AML]

Причесал немножко схему, которую выложил Yuri Arkhipov. Для удобства исследований добавлен токоизмерительный резистор нулевого сопротивления Ri и сопротивление канала Rs1 в явном виде.
Это сопротивление присутствовало и ранее, но как параметр ключа, что не всегда наглядно.

В схеме выявился интересный момент. Я попробовал промоделировать процесссы в отсутствии демпфирующего конденсатора С14. И вот что получилось.

Верхние графики - ток и напряжения ключа (ток красным, напряжение синим).
Второй график - мгновенная мощность на ключе.
Третий - потери энергии в ключе.
Четвертый - ток через канал транзистора (резистор Rs1)
Колебания напряжения на стоке обусловлены индуктивностью рассеяния (по-моему, она также несколько великовата) и паразитными емкостями ключа. Если посмотреть на график энергии на ключе, видно, что большая часть потерь возникает уже на ЗАКРЫТОМ ключе из-за этих колебаний. По стокозатворной емкости они приподнимают потенциал затвора и транзистор приоткрывается на каждом пичке колебаний. Протекающий ток через канал виден на нижнем графике.
Сигнал с "драйвера" идет через сопротивление 3.3 Ома, что уже оказывается достаточно для того, чтобы транзистор "не слушался" драйвера. Уменьшение этого сопротивления до 1 Ом практически полностью устраняет паразитное приоткрывание и уменьшает потери на ключе почти в 10 раз.

Мне стало интересно, чем вызвана такая сильная зависимость. Оказалось все просто - не корректно заданы параметрвы "драйвера". Генератор формирует импульсы напряжения амплитудой всего 1В, а в параметрах ключа задано, что он полностью отрывается только при 1В (а полностью закрывается при 0). В результате даже малые изнанения напряжения на "затворе" сильно влияли на состояние ключа. Если воднять напряжение генератора до 5В, а порог полного открытия задать 3В, эффект приоткрывания практически не проявляется и при исходных 3.3 Омах по цепи "затвора".

[Yuri Arkhipov]

Мне стало интересно, чем вызвана такая сильная зависимость. Оказалось все просто - не корректно заданы параметрвы "драйвера". Генератор формирует импульсы напряжения амплитудой всего 1В, а в параметрах ключа задано, что он полностью отрывается только при 1В (а полностью закрывается при 0). В результате даже малые изнанения напряжения на "затворе" сильно влияли на состояние ключа. Если воднять напряжение генератора до 5В, а порог полного открытия задать 3В, эффект приоткрывания практически не проявляется и при исходных 3.3 Омах по цепи "затвора".

Очень важное замечание. Спасибо большое. Учту.

[wim]

В схеме выявился интересный момент. Я попробовал промоделировать процесссы в отсутствии демпфирующего конденсатора С14.

А стоит ли городить огород с этим C14? Если внимательно посмотреть на схему, то очевидно, что вместе с D1 он образует ту же цепь RCD, разница только в том, что разряжается C14 не через резистор, как положено порядочному демпферу, а через обмотку трансформатора.