Хорошо бы, надежно заработала первая ступень. Подход такой, что с 84V 12V получить имеется больше способов, чем из 640V напрямую. В макете у меня будет обратноходовой - сейчас это непринципиально пока - проверяю понижающий. КПД понижающего должен быть больше, чем в обратноходовом. Насколько, надо выяснить. Рассчитываю на 85-90%. Размер накопителя должен быть меньше, я взял EF20 (3С90) с запасом. Вот с режимом ШИМ я не полностью понял из даташита, похоже, диапазон до 4:1 по входному напряжению контроллер обеспечивает в квазирезонансном режиме, а шире - неясно, поэтому, возможно, придется сделать первую ступень на несколько расширенный диапазон, скажем, до 160V. Схема исследовательская.

С нетерпением ждём результатов.

Схема и результаты первых проверок в сжатом виде в приложеной картинке.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Осциллограмма тока и напряжения при низком входном не сходятся по длительности прямого хода, заметил потом, возможно пульсации входного попали так.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Не получилось обойтись без электролитических конденсаторов на входе, так как контроллер не захотел работать только от источника вспомогательного питания, требует ZC, а на перезапуск надо много времени (пока напряжение VDD вырастет до 21V). Но сам понижающий работает. КПД ожидаемый получился, хотя 2W потерь - многовато. Дроссель холодный - можно будет на EF16 опуститься, транзистор горячий (при входном 440VAC), но палец держать можно. На картонке без радиатора, думаю, нормально. На плате будет холоднее. Надо подыскать более подходящий контроллер. Если не удастся 'обмануть' этот. Еще, не удалось сходу получить 85AC на входе, но это понятно как доделать - надо несколько понизить выходное напряжение. Контроллер слишком 'заточен' под обратноходовой. Силовая часть в порядке. Но интересно, насколько можно уменьшить потери. Похоже, основные потери в 2N90 на переключение. Если что-то понятно и есть идеи, хорошо бы.
PS: прицепил пару чуть более красочных иллюстраций))

Промежуточный вывод такой, что на елочку вешать уже можно - убрать лишнее во входной цепи и нацепить гирлянду светодиодов)))

Нажмите для просмотра прикрепленного файла Нажмите для просмотра прикрепленного файла Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Что произойдет, если вы случайно закоротите нагрузку?

'Цыкает'. Я специально закорачивал - все нормально, генерация срывается, так как нет ZC, следующий запуск будет как только на VDD поднимется напряжение до 21V - током 250 uA заряжается 10uF - 400ms период 'цыкания'.

Интересное решение.

Да, уж. План такой. Надо повысить эффективность при высоком входном напряжении. Для этого, думаю, нужно понизить частоту раз потери на фронтах и можно взять одноамперный транзистор, так как потери при минимальном напряжени минимальны. Сейчас индукция 0.3T, можно увеличить витки и зазор - окно полусвободно еще, оставив EF20. И контроллер как то обмануть или найти новый. Работа с только пленочными конденсаторами не выполнена.

Пойти по другому пути и сделать гальваническую развязку с нагрузкой.

Через некоторое время будет понятно. С развязкой будет второй каскад. Если оба каскада будут с КПД 90%, общий КПД будет 81%, что хорошо в диапазоне 85-440VAC. Второй каскад не может быть обратноходовым в этом случае. Если 84VDC будут достаточно стабильными, можно применить пушпульный ТПН без стабилизаци и защиты, так как все это есть в первом каскаде.

Хм... так 81% наверное можно и в одну ступень флая получить. Коэффициент трансформации 6 и частоту спустить до 60кГц снизив динамические потери. Ключик на 700 вольт должен удержать 560 на стоке.
Есть еще приемы регулирования частоты в зависимости от входного и не ШИМ, а что-то вроде позиционно-импульсной модуляции.

Так не пойдёт. Вы прилюдно обещали КПД не менее 85%. Так? И отказывались даже от предложений 80% на одной ступени. А как у нас с габаритами?

Я после, как будут оба звена, проведу сравнительную проверку с флаем. Особенно интересует зависимость потерь от входного напряжения. В проверяемом решении надо еще поиграться частотой (понизить ее).



Я не обещал, а расчитывал). Если это про 85-90%, то это я про ступень понижающего написал, а не про весь тракт. Но чем больше КПД, тем лучше, конечно. Посмотрим что получится. В крайнем случае сделаю лампочку на светодиодах, а то в подъезде все время перегорает). Флай не хочу проверять, так как про него наиболее ясно. Потери в накопителе никуда не деть, а вся мощность проходит через него. Про габариты говорить еще рано. Кроме них есть еще распределение тепла, еще интересует пониженная чувствительность к магнитному полю.

C Новым Годом!
Немного затянулась проверка, но кое-как из подручных компонентов сделал второй каскад - нестабилизированный DC-DC, в общем, ТПН (трансформатор постоянного напряжения). Оба каскада подлежат переработке, но силовая часть примерно соответствует, кроме того, что на самом выходе надо, все-таки, полевик вместо Шоттки. КПД получен 80.72%, при 12.5W на выходе. Учитывая, что синхронное выпрямление добавит еще, можно сказать, что 80% будут во всем диапазоне. Когда - не знаю. Прикрепил фотоотчет для наглядности.
Да, деталей слишком много кажется, но надеюсь их число уменьшить. Нужно поменять контроллер понижающего и в качестве ТПН применить готовый DC-DC. Нужно найти.

Да, макетки впечатляют пуще всего. Ни за что не смог бы так. А схема это в чём? Оркад?

Да, работа проделана огромная.
Но сказать чтобы я понимал что за схемы понарисованы так нет.
В первой половине понижающий стабилизатор, поверим что он работает и при 85 входного.
А во второй - что-то неведомое. Прямоход ?
Ну да ладно, автор доволен и пусть будет так.
Честно говоря, сама задачка не из приятных. 640В входного при 5-6 кратном диапазоне тяжело заочно комментировать.
Были еще ICE2A280 у Инфинеона , если не сняты с производства. Вот на них бы в один проход флай может и получился бы.

UC3845 однозначно не снята с производства.
http://www.onsemi.ru.com/pub_link/Collateral/AN1327-D.PDF

ну что же вы) совсем не ориентируетесь в топологиях) это же обратноход с размагничивающей обмоткой))

м-да... топология совершенно не известная...
фазировка обмоток - как у прямохода.
выпрямители - как у обратнохода.
размагничивающая обмотка - как у прмямохода.
обмотка самопитания - обратноходовая.
чудеса...

Сейчас отвечу чуть подробнее.
Схема в OrCAD (Allegro16.6).
Первый каскад - понижающий - он не держит 85VAC из-за особенностей контроллера - его надо заменить на подходящий - буду пробовать контроллеры PFC в понижающей топологии.
Но силовая часть проверена - КПД вокруг 90%.
Второй каскад - простой ТПН без стабилизации. Значит, нет и накопительного дросселя. 2244 работает просто как генератор импульсов с коэффициентом заполнения чуть меньше 0.5, потом один ключ и диод на размагничивании. То же и с выходными диодами - один силовой, а другой на размагничивании (не сильно об этом думал, так как эта схема только для проверки принципа силовой части, а применять собираюсь (ищу, помогите) подходящий интегрированный ТПН - без стабилизации, без ограничения тока - это все есть в первом каскаде).
*** Подходит LM5017 (если выставить ему D=0.5 принудительно и нагрузить через развязывающий трансформатор по полумостовой схеме прямо на конденсатор и нагрузку - дросселя нет - будет ТПН). Генератор там внутри контроллера есть и оба ключа тоже. Дороговато $1.5, но на рассыпухе тоже.

Вы считаете, что дроссель в прямоходе ставят исключительно для стабилизации?
А что тогда ограничивает ток в ключе?

Штатная функция дросселя - для стабилизации, как же иначе? А здесь стабилизацию по напряжению и ограничение тока обеспечивает первый каскад - понижающий. Там и есть дроссель, выполняет свою функцию. А в ТПН ток в ключе (в этом макете) ограничивают несвязанные индуктивности первички, вторички, сопротивление канала и остальных активных потерь. Задержка срабатывания канала тока 2844 дает возможность зарядить конденсатор на выходе, а дальше больших пиковых токов не будет. Примерно, как работает диодный мостик на входе блока питания. Или схемы на переключаемых конденсаторах. Конечно, нужно обеспечить запуск ТПН от как можно меньшего входного напряжения так, чтобы пусковые токи были меньше. А длительную перегрузку обеспечивает первый каскад.

Вообще-то, ни схема, ни ее описание, ни оригинальное прочтение классических топологий в отдельности так не впечатляют как вкупе с отчетом о хорошей работе устройства.
Смелым людям таки удаются смелые решения!
Так много новшеств в маленьком источнике. Может, стоит таки поискать: а как это раньше люди решали?

Если опуститься на более низкий уровень от ставшими классическими технологий, то наверное, можно найти подходящее решение. По моему, и раньше так решали. Здесь, просто очередная попытка подыскать альтернативу обратноходовому.

Кхм. кхм... по крайней мере, красиво сказано.
Но чтобы опуститься нужно сначала до них подняться, наверное? Разобраться как же они работают.

Хотелось бы технических вариантов. Пока их не было или я не услышал. Кроме того, что 'применить обратноходовой'. И общих предложений изучить весь накопленный опыт. Это я изучаю. Ладно. Текущий подход и возник из изученного и опробованного материала - не высосан из пальца. Основная сложность не в применении той или иной топологи в чистом виде, а подбор из имеющейся на рынке элементной базы. Всего того, что хочешь нет, поэтому приходится работать на уровне дискретных компонентов. Или применять контроллеры не совсем по их задуманному предназначению. Ничего экзотического, кроме доступных деталей и материалов. Если что-то есть, посоветуйте. Естественно, вопрос к тем, кто 'поднялся и знает как они работают'.

Вот не поленился и все 12 страниц заново пробежал.
Такое впечатление, что весьма смелый и энергичный человек проломил лбом бетонную стену и...оказался в соседней камере.
Не ту стену сгоряча проламывал.
Помочь хочется, но урывками читая полгода эту эпопею однозначного решения я не увидел.
При всей необычности ТЗ еще крайне отрывочное. Было бы понимание что от этого источника питают, требования к пульсациям - можно иногда и на таких особенностях сыграть. Но тут даже внятно входной диапазон не приведен, раза три менялся.
Можно было бы что-то поискать, придумать, но у меня стойкое ощущение что задача сама надумана. В нормальной технологии нет таких диапазонов входных напряжений. Жалко времени зря потраченного на заведомо мертворожденный прибор .
Пусть такие задачи решает тот, кто такое ТЗ сочинил.
Должно работать от всего и при всех ошибках? Ну тогда и дюймовый бронелист к этой фитюльке приварить, а то еще кто-то вздумает кувалдой проклепать.

Так это он еще до 4000VAC изоляции не добрался. Это требование как для медицинской техники. Еще надо поискать каркас, который подойдет по зазорам безопасности. Но, как обычно, подобные "мелочи" оставляют на "потом".

Спасибо (на самом деле))
Несколько уточнений или ответов (возможно, повторных) на вопросы.
Проект идет не из ТЗ, а исследовательский. Основная задача - получить максимальную эффективность на доступной элементной базе. Пульсации не проблема - решаются на выходе. Выходное напряжение и его стабильность тоже вторичны в этом проекте. Достаточно уложиться в 10% от выхода, например 12V-13.5V. Диапазон входных напряжений не менялся - так и остался 85VAC-440VAC. Понятно откуда он возник - универсальное питание для закрытого устройства (типа адаптера) от реальной трехфазной сети с 110/230VAC фазного напряжения. Естественно, 'сделать хорошо, быстро, недорого'.
По промежуточным результатам, несмотря на то, что еще не все практически возможное выжато из макета 'понижающий + ТПН', вижу, что КПД выше 80% получается. Возможно, до 85%. Дальнейшая работа - выход на полный входной диапазон, оптимизация узлов.
Про развязку 4000VAC не забыл. Каркас нормальный (удлиненный терминал для вторички), провода вторички Furukawa TEX-E.

и даже в этом посте наблюдаются противоречия в ваших запросах.

Есть номинальные напряжения, а есть допуски. Для источника я указал максимальный диапазон с учетом допусков. Источник может оказаться в худшем случае только на одной фазе при минимальном напряжении (85VAC) или на трех фазах (линейное 380VAC - максимальное 440VAC). Небольшие отклонения не меняют сути диапазона.

Исследовательская разработка вполне может кончиться ничем. Отрицательный результат в науке- тоже результат.
Но полезный вывод можно сделать: не нужно создавать бесполезное.
Понятно, что источник 110-220 экономически интересен для тех, кто экспортирует его миллионами в 50 стран и тяжело отследить какая там сеть. Но делать дюжину 100-220-380 для Пятихаток - надумано.
Почти любую проблему можно решить. Вопрос только во что это обойдется. Часто проще уйти от самой проблемы, чем подменять ее двумя еще более сложными.

Делал подобный источник на 240W на связке L6564 (PFC) + L6599A (LLC). Напряжение на выходе PFC - 700V DC.

Не забудьте, что выпрямленная трехфазная сеть по максимальному допуску - около 600 В.

Если это работает в диапазоне от 85 до 380 с допусками - снимаю шляпу. Ради 240 ватт можно поупражняться и с двойным преобразованием и LLC.
Да, 800-900 вольтовые ключи в LLC, возможно, проблемы решат.
Но сюда-то, в 12 ватт вставлять по объему телевизор зачем? Неоправданно дорого и "безнадежно" - слишком много экзотических компонентов.

Как же об этом можно забыть. Но в рассматриваемом подходе 'PFC' понижающий.


Я это совсем не понимаю. Думаю, что любое решение должно быть интересно, как вариант, тем более, что у каскада 'понижающий --> ТПН' нормальное обоснование (минимальные потери на ключе и дросселе у понижающего, работа ТПН на достаточно низком напряжении и высокой частоте). При какой выходной мощности это коммерчески приемлемо, может показать только практика, причем все меняется быстро. Посмотрим какие варианты будут применяться в адаптерах в ближайшее время.

я имел в виду, что выражение "универсальное питание для закрытого устройства (типа адаптера) от реальной трехфазной сети с 110/230VAC фазного напряжения" никак не согласуется с питанием от линейного напряжения 380 Вольт (440 Вольт с допуском).

Устройство в закрытом корпусе подключено к трехфазной сети и должно сохранять полную работоспособность при обрыве любых двух проводов.

а почему провода должны оборваться? причем, сразу два?

Больше двух метеоритов за сто лет в один источник не попадает. Других объяснений вроде не видно.

Смешно. И не конструктивно. Задан диапазон, пояснения могут быть разные.
Посмотрите комплект UCC29910+UCC29900. Хоть он и неходовой, принцип правильный. А неходовой потому, что не сделали комплект за $1 - ему цена. В комплекте должно быть 2 контроллера - понижающий + ТПН, второй можно и лучше с интегрированными ключами , так как он для небольшой мощности. Чем брать задачу влоб и лезть на 1000V, лучше поделить ее на несколько частей. Сейчас попрут контроллеры, в том числе с интегрированным ключом, в том числе все больше понижающего типа ввиду их большей эффективности, для питания светодиодов - массовое применение, надеюсь выбор будет.

Не поверите - есть оборудование, питание которого должно обеспечиваться как от любых двух фаз, так и от любой фазы + нейтраль. И это требование не универсальности (типа, куда надо - туда и воткнем), а надежности питания (протянуть сутки на одной фазе весьма дешевле, чем ставить комнату аккумуляторов). А зачем людям такое питание - дожди там метеоритные, или медь крадут регулярно - дело личное.

И что, одна фаза это 85 вольт, а три - 380 вольт? Даже простым умножением на три не получается.

Не 85 конечно, а 185. 85 - больше на универсализацию похоже.

Я б конечно высказался по поводу злостных универсализаторов. Хлебнул в свое время радости от этих ребят.
Но делу это , похоже , не поможет, лучше мне помолчать

Адаптер-то для куда подключения, в розетку? Или следует понимать в более широком смысле , как встраиваемый БП?


Надо думать, что всякие шизанутые идеи и должны вести на шизу
pwn на своей поляне в теме "Питание схемы управления ККМ" выкладывал модель сепика с входным диапазоном 12- 600 В. Вам, sup-sup, наверно будет полезно посмотреть эту тему.
http://shyza.ru/forum/viewtopic.php?f=21&t=29

Встраиваемый блок питания. Должен работать при любой возможности непрерывно в течение 30 лет. Ищется баланс.
На шизу сходил, почитал. Вначале подумал, что там тоже рефрен 'А чего вам, обратноходового не хватает?', но потом немного почитал - нормальный разговор. Зарегистрируюсь - схемы посмотрю. Спасибо.

Да уж...
В свое время я родил аппаратуру, работающую надежно (0.997) в течение трех лет. Честно говоря, не хотел бы снова эту гору с места сдвигать.
У вас 30? Тогда уж делайте сразу на 99. Отвечать все равно некому будет.
Даже среднюю наработку на отказ 30 лет получить ой как не просто. Для начала нужно понимать что это такое вообще - надежность.

Ресурс 30 лет.
Все дальше и дальше от сути...

Егоров, а с такой штукой, Коэффициент использования внутреннего объема -0,75 , встречаться не доводилось?

sup-sup, очень специфичную задачу описываете, потому и пошел оффтоп, обычно решается многократным резервированием (горячим, холодным, смешанным).

Хм.. да и 0.4 - уже неплохо. А 0.75- снимаю шляпу. Самому, как разработчику считать редко приходилось, обычно конструктор этим занимался.
Это сильно зависит от специфики. В некоторых отдельно взятых узлах, наверное можно и такого достичь. Но в приборе, системе в целом - вряд ли.

А по надежности ... тут определенный общетехнический уровень должен быть.
Во-первых, надежность обеспечивается целым рядом организационных мер. Резервирование - последняя линия обороны. Это сертифицированное сырье, компоненты, материалы, технология проектирования, метрология, многоступенчатый контроль и т.п. Многие звенья этой цепи попросту исчезли навсегда.
Во-вторых, ну кто же будет всерьез задумывать электронную аппаратуру с ресурсом в 30 лет? Кому интересны сегодня даже даром ИБМ360 и отличные в 1980г источники на КТ315? Прекрасно работающий телевизор той эпохи или войсковая радиостанция?

Да не искали Вы ничего эти 3 месяца, а целенаправленно потратили их впустую на 4 алюминиевых конденсатора.

Более того, если бы в первом сообщении темы Вы указали эти пресловутые 30 лет, то предлагаемый вариант был бы практически один — ККМ топологии buck-boost с плёночным конденсатором, на выходе которого обратноходовый с керамическим, т.е. практически всё то же самое, что я предлагал на 1-й странице, собираемое из подножного корма за пару недель.