Поигрался с IRS27951S - оказалась удивительно приятная штука и совсем не такая страшная, как казалось вначале
Самое приятное - удобная отладка, особенно если вместо оптрона подключить просто потенциометр - можно посмотреть
все разонансы, поиграться с дросселями, конденсаторами и т.д. Правда, я это все делал на "детских" параметрах
(вход - 48V выход 12V@6А ), но все равно приятно было пощупать передовые технологии и убедиться,
что полевички в полумосте даже не теплые. Мистика...
Теперь пришла пора добавить к этому чуду IR11682.
Если я правильно понимаю, на выходе трансформатора со средней точкой у меня примерно 24 вольта.
Форма напряжения - очень правильный меандр. Без всяких пичков.
Вообще все осциллограммы на удивление красивые..
Так вот вопрос в том, потянут ли в синхронном выпрямителе мосфеты на 30 вольт?
Или ехать в магазин за более высоковольтными? У кого есть положительный
или отрицательный опыт - поделитесь, плз.

24 В относительно средней точки? Тогда нужны полевики на 55 В.

Нет, относительно сред. точки +- 12V

Легко. Нужно проверить только 2 момента - вылетать могут либо при выходе из резонанса (одновременное выключение ключей по защите, ХХ) и КЗ на выходе - при избыточной реактивности контура пиковое напряжение на выпрямителе может быть выше в несколько раз, чем рабочее, при том же среднем (Ваш меандр сузится и поползет вверх, сохраняя красоту ).




А тут резонансники почему-то многие не любят...

Они их просто не умеют готовить..
Попробовал поставить в синхронный выпрямитель IRF3707ZS (30V, 9.5mOhm, 42А, Q=9.7nC ).
Полет нормальный.
Надо все-таки подыскать что-нибудь вольт на 50-60.
А этот поставлю в пятивольтовый вариант БП..

На выходе 12v 6А все холодное(!!!) кроме резистора снаббера,
и индуктивность греется градусов на 40 - ну ей и положено, это ее рабочая температура.
Вообще, фантастика! Явно КПД за 90%.
На стрессовые ситуации пока не пробовал.
Да, вот нашел один недостаток, который пока не поборол.
Нужно немного подгружать выход ватта на два на XX.
Надо еще поиграть с резонансом (сдвинуть чуть вниз по частоте)
и дать возможность резонанснику молотить на ХХ на более высокой частоте.. Должно помочь.

У меня работают 800 В ключи при питании 690 В (запас - 13.7%), бывает при срабатывании токовой допрыгивает игла почти до 800 - и нормально, живут. У Вас запас по U - 20% (24/30). Хотя вольт 50 лишним не будет - для очистки совести.



Что за резистор? Выкиньте его! Оставьте одну емкость.



Так он по идее должен в икающий режим переходить (правда, не знаю, делает ли так IRS27951).

В даташите и в апноте приведены схемы, у которых четко зафиксированы минимальная и максимальная частоты.
В принципе, можно поробовать вообще не ограничивать верхнюю частоту - может, икать начнет
А как у Вас сделана токовая защита?
В IRS27952 измеряется падение на открытом нижнем мосфете и если оно >3V, то все выключается.
Очевидно, это расчет на высоковольтные высокоомные мосфеты и относительно небольшой ток.
В моем случае 3 вольта появятся на 200 амперах, что не есть реально.
Значит, самому городить огород?

Если не ограничивать частоту - драйвер сгорит. По опыту работы с L6599 - на ХХ он гонит прерывистые пачки фиксированной максимальной частоты, задаваемой внешним резистором (т.н. Burst-mode operation). Умеет ли так IRS27951 - не знаю.



Классически - на трансформаторе тока. Хотя, в аппликухе на L6599 меряют напряжение на Cr через делитель - если превысило чего-то там, рубают выход. В источниках внутреннего питания на 24V/240W так и сделано (года 3 назад). Основной же силой у меня силой рулит процессор, сидящий на земле - поэтому развязка нужна.



Поставьте трансформатор тока или усильте сигнал с канала дифференциальным усилителем. Вроде, не много обвески добавится.

Посмотрел даташит на L6599 и понял, что защиту можно сделать разными способами, причем не слишком сложно.
Посоветуйте, какие конденсаторы Вы используете в резонансной части. Тип, фирма.
Я пробовал разные - и почти все греются под нагрузкой.

Вопрос от того, кто не ковырялся. Данная топология работает только с фиксированной нарузкой и выходным напряжением?

Топология вполне гибкая. Перестройкой частоты генератора, рулящего полумостом, вы либо приближаетесь
к некому резонансу (их там несколько) либо удаляетесь. При этом выходное напряжение либо повышается либо понижается (при фиксированной нагрузке.). Разумеется, можно рассмотреть вариант, когда выходное напряжение начинает, например, понижаться из-за увеличения нагрузки.
Тогда, для поддержания фиксированного напряжения нужно просто подвинуться по частоте ближе к резонансу.
Так что осталось только "подкручивать" частоту в нужную сторону - и все получится

странно. если правильно выбраны-- они холодные. Правда использую параллельно несколько

В этом и вопрос - как правильно выбрать. У меня 0.1 мкф*630V керамика 1812 греется как черт.
А вот полимерные конденсаторы работают лучше - слегка теплые.
Вроде как должно быть наоборот?

Скорее всего X7R, у них потери большие. Лучше NP0 или C0G.

Все правильно. Сравните tan δ у Metallized Polypropylene и того же NP0. Потерь на порядок меньше. Поэтому качественная пленка (Epcos, Vishay, Wima, Cornell Dublier) спокойно работает, плохая (китайские темно - красные конденсаторы - CL21 называются) - стреляет, керамика - только на низких напряжениях.



0.1 мкф*630V NP0 - такое бывает? или из 100 шт. напаивать?



Ну, сейчас у меня используется в резонансной емкости 132 конденсатора B32672 Epcos на 700VRMS/2kVPeak в последовательно-параллельном включении - чтоб не грелись и не пробивались .

Напомните или поясните, пожалуйста, это в источнике с какими выходными параметрами применено? Точнее, мощность источника какова?

Poutmax = 40 kW, Uoutmax = 16 kV, Ioutmax=3.5А

Вопрос не в мощности - а в том, что емкость можно и на мегаватт набрать из достаточно обычных конденсаторов.

Ну, я решил тоже не стесняться и штурмовать рекорды мощности
Поднял выходной ток до 10 А (12V).
Как водится - первым делом стал все щупать руками
Удивительное дело - электроника не греется. Ну т.е. совсем! даже не теплая!! Особенно впечатляют 10ампер
в синхронном выпрямителе, которые как-то без нагрева проходят через него на выход..
Маленький теплоотвод, конечно, есть - полигончики примерно 20*20мм на каждый транзистор в D2PAK(выпрямитель) и DPAK(полумост),
но это не спасло бы, если бы хотя бы ватт-полтора выделялось бы - было бы заметно на ощупь.. ЗдОрово!!
А вот "механика" начала демонстрировать характер.
Надо что-то делать с дросселем в резонансной части. Странно, он у меня вроде до 7А, но греется очень сильно...
Надо намотать что-то более солидное..

У меня действительно X7R (0.1*630)греются.
Относительно NPO, то уважаемый Интегратор их забраковал : "Сравните tan δ у Metallized Polypropylene и того же NP0. Потерь на порядок меньше."
Осталось посмотреть, что такое C0G и есть ли оно в ближайших магазинах.
Спасибо за подсказку.

Тот же NP0, только с другой этикеткой. Кроме того, не видел NP0 более 10нФ/630V, стоит - 5 $/шт. Если надо 100нф - проще и в 10 раз дешевле пленку поставить...



А DeltaB в нем какая? Скорее всего, потери в феррите великоваты.

Уже заказал B32652. К вечеру подвезут.


Не смотрел. Ставил два таких (последовательно): http://www.megachip.ru/item.php?item_id=110143
Потом поставил два таких : http://www.compel.ru/infosheet/VISHAY/IHLP6767GZER220M01/
Еще хуже. Через 30 секунд после включения обжег палец.
Буду разбираться.

Дроссель работает с полным перемагничиванием - нужно потери в феррите учитывать. Обычно они доминируют.

А у Вас при ваших мегаваттах как выглядит дроссель? И как он греется?

Я тоже тут начал использовать IRS27951. Результат порадовал - 300Вт на выходе без вопросов и никаких перегревов, кроме горячего дросселя. Не зря они в референс-дизайне рекомендуют использовать индуктивность рассеяния, явно потери будут меньше. Но что делать с расчетом этой индуктивности - неясно.

Ну и второй вопрос - это, конечно, режим работы ООС. То, что рекомендуют в референс-дизайне довольно похабно осциллирует при разных нагрузках. В основном беда заключается в том, что оптрон в том режиме, в каком он находится в данной схеме, имеет сильный завал усиления по ВЧ (не хватает быстродействия). Да еще и в разные стороны (открывание и закрывание) - разный коэффициент усиления, открывается быстро, закрывается очень медленно. На слух проявляется как шипение при работе и, соответственно, хаотическое гуляние частоты. Если нагрузка не сильно требовательна к помехам - то можно и забить, а если нет - надо что-то изобретать.

У меня пока так (двухсотваттный источник с выходами 6.3В и 450В - не поверите, питать ламповый усилитель ):
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

В прямоугольнике - транзистор оптрона 4N35. А вообще на рисунке модель такого источника, как раз можно поиграться с ООС и прочим.

Я до замыкания ОС еще не дошел. Пока стоит потенциометр, регулирующий частоту в полумосте.
Набрел в и-нете на вариант резонансника с дополнительной рекуперационной индуктивностью
и парой диодов. Говорят, защищает от перегрузок и КЗ по выходу.
Кто-нить реально пробовал?

У меня нормально работает штатная защита от перегрузки по току, встроенная в IRS. Когда в нагрузке коротыш случился - вполне правильно все отработало.

Ну так у вас первичка - 300вольт. И мосфеты с сопротивлением в районе ома. Конечно, у вас все сработает.
А у меня 14 мОм. Мне эта защита - как мертвому припарка. Или ставить в исток резистор на 0.5ома мощностью ватт 10...

Пардон, не заметил за низкое питание. Да, резистор - то от лукавого, конечно, но никто подходящий датчик тока плюс компаратор с нужным порогом и шатдаун путем закорачивания на землю пина CT/SD не отменял.

Проблема с нагревом конденсаторов закрылась с помощью B32652.
Нагрев дросселя тоже удалось заметно снизить. Намотал свой дроссель косичкой из четырех 0.5 проводов.
Стало намного лучше. Видимо, скин заметен уже и на 50-70 кГц.
Посмотрел формы токов и напряжений на разных элементах.
На емкости в резонансном контуре - красивый синус.
Интересно, что на вторичке силового транса - красивый меандр.
Как они живут вместе практически в одной цепи - загадка природы
Очень не понравилась форма напряжения на резонансном дросселе.
Нечто, похожее на пилу, или синус с очень сглаженными подъемами- спадами,
а на вершинах и во впадинах - резкий короткий пик
(положительный - на вершине, отрицательный - во впадине) напряжения очень приличной амплитуды.
Решил уменьшить дедтайм.
Действительно, пички заметно укоротились и стали не такие злобные на вид
В общем, сейчас на 70-80 ваттах не греется совсем ничего, кроме умеренно горячего дросселя.

Запросто 0,27 мкф 1кВ см. 88-89 стр.

Нет здесь загадки, на резонансной частоте суммарное напряжение на участке цепи Lрез+Cрез равно нулю, несмотря на то, что напряжения на элементах рез контура могут быть ну очень большими, например при кз если дополнительных мер не принимать по защите. Поэтому к трансформатору приложено напряжение полумоста целиком. При уходе от рез частоты баланс нарушается, что и позволяет управлять напряжением. А замеченные вами "артефакты" на рез индуктивности всего лишь проявление первого закона коммутации.

Нет, не первого, а второго.

Все равно удивительно!
Попробовал поработать с выходными напряжениями +5В и +3.3В.
Без особого нагрева дросселя удалось добраться только до +5В@8A и 3.3@10A.
Почему-то стал греться (после раздвоения и соединения последовательно обмоток первички) основной трансформатор.
Видимо, ток великоват для такого сечения первички.
И замена полевиков в синхронном выпрямителе
на низковольтные и с собротивлением около 5mOhm (до этого были на 9.5mOhm и на 30вольт)
не дала положительного эффекта. Субъективно кажется, что греться стали больше.
При выходе 3.3@15A полевики в выпрямителе просто горячие. Безобразие..
Неудачный день. Но пока еще ничего не сгорело.
Кстати, кратковременный коротыш не приводит к фатальным последствиям.
Ток возрастает раза в полтора-два, но в пределах возможностей полевиков.
Вообще, уже хочется что-то посчитать, а не прикидывать на пальцах.
Никто не видел в и-нете программ расчета резонансников? Поделитесь ссылкой, плз!

Обнародуйте параметры контура L, C.
Индуктивность первички транса (число витков), его коэффициент передачи, марку и массогабариты сердечника, величину индуктивности рассеяния со стороны первички и со стороны вторички.
Минимальную и максимальную рабочие частоты.
Напряжение звена питания.
И ещё, интересно, до какого уровня взлетает напряжение на резонансном конденсаторе (дросселе) во время КЗ нагрузки?

Это просьба или распоряжение? так сразу и не понять


Могу написать какой был первоначчальный вариант для 12 вольт.
Для 3-5 вольт уже все делалось совсем на скорую руку т.е. неправильно
Я расплел два провода первички и соединил последовательно.
Что там получилось, легко предположить, но я это уже не замерял.
И толщины проводов уже явно не хватает.
Итак, первоначально было:
Магнитопровод EI 33,0/24,0/12 N87
Первичка 16 витков (2*0.65) Индуктивность в районе 320мкГ.
Вторичка два по 12 ( 4*0.65)
Индуктивности рассеяния не измерял.

Тут вопрос тонкий. Вообще, верхняя частота ограничивается параметрами микросхемы раскачки (500кГц)
Нижняя частота была разной, в зависимости от параметров резонансного контура. Диапазон,
где я пробовал резонансы, лежал в интервале 40-80 кГц. Т.е. на какой-то частоте в этом интервале была максимальная отдача
во вторичную цепь. Для этих частот я примерно и прикидывал параметры транса.


У меня ЛАТР, которым я поднимал напряжение до 70 вольт DC(на выходе мостика и фильтра), но в основном прикидывал рабоче напряжение 48 вольт.
Пробовал и сразу включать на высокое напряжение - мягкий старт работал четко, никаких проблем не выявлено.
По поводу напряжения на емкости при кз, тут примерно такие были параметры.
Если в нормальном режиме было вольт 60-80, то на КЗ примерно 130-150. Емкость пробовалась в районе 0.1-0.5 мкф*630V
Индуктивность дросселя в районе 35 мкГ на сердечнике EFD-25 N87 с зазором около 0.4мм

В рунете наверное не найдёте, почитайте многочисленные апноты по LLC. Последовательный резонанс штука хорошая, но рекордов по эффективности ожидать не следует при гармонической форме тока, особенно на заявленной вами частоте и низком напряжении питания.

Для индуктивности: I(0-)=I(0+), - вроде первый. Чем нахальнее будет попытка обойти этот закон (имеется ввиду скорость изменения тока при коммутации), тем достойней будет ответ, который наблюдал потерпевший на индуктивности при переключении стойки полумоста.

Приказ по министерству!

За информацию – спасибо, попытаюсь посмотреть ваш вариант в модели.



i(t) = C*du/dt - первый закон коммутации;

u(t) = L*di/dt - второй закон коммутации;

Но это уже детали.
Главное, вы очень верно живописали физику процесса.

Я себе сделал в экселе расчет по AN-1160. Вот, подставил Ваши данные (с выходом 5В/30А), поглядите результаты (только проверьте расчет Dead Time'а) - Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Спасибо!
Проверю соответствие апноту и вполне можно пользоваться..

Ну я им свои источники считал. Работает

Читая новости, наткнулся на серию MKP1847 AC. Тангенс угла потерь вроде поменьше, чем у обычных полипропиленовых.
Вот ещё керамика NP0 0.150 мкФ 1кВ.

Бывает, что несколько ошибок взаимно компенсируют друг друга
Я вот что никак не могу понять.
После просмотра большого количества всевозможных апнотов и статей по резонансникам,
я понял, что главная моя проблема (нагрев дросселя) уже давно решена "городскими пацанами".
А именно, в качестве резонансного дросселя они используют индуктивность рассеяния в силовом трансе,
для чего его специально "плохо" наматывают.
Первичка и вторичка мотаются на двух соседних половинах каркаса.
А потом вводится небольшой зазор между половинками сердечника!
При этом как раз происходит то, что я не могу понять.
Индуктивность первички падает с 5 миллигенри до 500 микрогенри (т.е. на порядок).
А вот индуктивность вторички падает со 127 микрогенри до всего лишь 118 микрогенри (т.е. на 10%).
(Сам не пробовал но примерно так пишут в умных текстах по резонансникам)
Как это может быть??????????
Может, все дело в том, как расположен зазор относительно намоток?...
Ой, сейчас прочел снова свой пост и понял, что ошибся. Вместо вторичной обмотки, у которой
индуктивность снизилась на 10 % надо читать: индуктивность рассеяния у первички снизилась на 10%.

Ну индуктивность рассеяния - это все же параметр, соответствующий коэффициенту связи между обмотками.

Но вопрос адекватного расчета (а не "разрежь и попробуй") такого трансформатора с заданной индуктивностью рассеяния остается открытым.

А разве связь между обмотками не снижается с появлением зазора в сердечнике (как раз между обмотками)?
Понятно, что снижение может быть не таким драматичным, как снижение индуктивности,
но тут-то получается, что индуктивность рассеяния почти не зависит от зазора..

При массовом производстве наверняка присутствует хорошая повторяемость, т.е. "разрезать и попробовать"
надо только один раз.
А для разовых изделий это вовсе не проблема..

Что-то мне подсказывает, что там много разных эффектов накладывается. Посмотрите, например, штатное место зазора у сердечника в стороне от зазора между первичной и вторичной обмотками.

Надо попробовать в FEMM посчитать несколько геометрий. Вот, правда, сумеет ли он индуктивность посчитать - это вопрос, надо будет внимательно покурить мануал.



Это как раз и проблема, не люблю много итераций

Еще можно намотать первичку и вторичку на разных кернах сердечника. При этом еще и емкость межобмоточная сильно уменьшится. И зазор может быть не нужен.

Намотать можно по разному. Хочется расчета вменяемого, ну никаких сил и желания нет на эксперименты.

Если вменяемого, а не +- лапоть - FEM-моделирование.

Хочется мотать на стандартных каркасах. Вот я с ужасом думаю, что мне сейчас придется клеить
какую-то самопальную перемычку на стандартном каркасе.. Вся красота пропадает..
У нас тут продают двухсекционные каркасы не для RM?

Я тоже над этим думаю. Немного FEMM я освоил, надо будет покопать в сторону расчета индуктивностей.