Для реализации БП остановился на топологии фазосдвигающего полного моста.
Критерий: цена + КПД + опыт в использовании микросхемы.
1. Подбираю микроконтроллер, нашел подходящие от TI: UCC2895, UCC28950, LM5046 (все от TI).
Первые две стоят около 5$, не имеют в своем составе драйверов, зато задержки зависят от тока и соответственно нагрузки.
Третья стоит 2.5$, имеет встроенные драйверы управления транзисторами, правда задержка не зависит от нагрузки, что плохо... зато есть высоковольтная цепь запуска, можно поставить шунт вместо трансформатора тока (на ножке CS всего 0.7В вместо 2.5В у первых двух), сэкономить на драйверах и трансформаторе тока.
Вопрос в том, чем же так плоха эта микросхема LM5046? почему она стоит дешевле, хотя по функционалу она, кажется, предпочтительнее? Чувствую какой-то подвох..имел ли кто-нибудь опыт разработки на них и знает подводные камни?...может выбрать какой-то иной вариант?
Объяснение нашел только одно - их когда-то производили разные фирмы, а сейчас это все TI, но как-то не убедительно.

2. К схеме приведенной внизу для получения двухполярного питания выбираю управление транзисторов синхронного выпрямителя (Q5..Q8). Искал что подешевле - нашел NCP4303 (драйверы отслеживающие напряжение сток-исток), но тогда жалко терять сигналы управления синхронным выпрямителем, выходящие с микроконтроллера.
Критично будет остаться без такого управления? (в режиме Green-Mode эти сигналы даже не поступают во вторичку, поэтому считаю что не критично, но как будет на полной нагрузке, ведь если посмотреть на циклограммы, то видно что есть времена, когда они перекрываются и все транзисторы синхронного выпрямителя вторички открыты (когда на обмотке ноль напряжения)?).
Спасибо за внимание к теме!

Какую функцию выполняет элемент T2?

Известно какую - дроссельную.

Никогда не встречал контроллеров синхронного выпрямителя, рекомендованных для фазников. Их не бывает. Отдельно от основного управляющего.

Непонятен вопрос. Если у Вас есть опыт использования микросхемы и благодаря ему Вы делаете выбор, то .... чего не хватает?


Ох, и мороки будет с этим узлом, как мне кажется... А так уж нужен синхронный выпрямитель на такое напряжение? Нельзя обойтись Шоттки?

Да, особо много на синхронном выпрямителе тут не выиграть по потерям, а хлопот...

Виноват, не точно сформулировал вопрос.
Опыта использования микросхем как раз нет, но хочется его получить для фазника. Поэтому и спрашиваю какие микросхемы лучше.
Ведь та что, как мне кажется лучше (LM5046) - по причинам описанным в первом сообщени, стоит в несколько раз дешевле. И это меня насторожило, ведь так быть не может...

Да, вроде не встречал такого, синхронным выпрямлением занимается контроллер фазника и выдает сигналы, которые "перекрываются" по времени - открыты оба транзистора (если говорит о Typical Design). Если использовать диоды Шоттки, то сигналы на синхронный выпрямитель все равно пропадут. Или забыть про них и использовать диоды Шоттки, сэкономив на транзисторах и драйверах?

Поддержу вопрос. Просветите, как это работает?

представьте что это два обычных дросселя, каждый по своему "каналу" - один на плюс, другой на минус.
А если у вас потребление не одинаковое по плюсу и минусу, то чтобы избежать не равенства напряжений эти дроссели мотают на одном сердечнике, что позволяет выровнять эти напряжения, если они будут разбегаться.
Только это относится не "как это работает", а какую функцию выполняет.

А как работает - если на трансформаторе Т1 между точками 11 и 9 напряжение, допустим 40В, а на емкости С1 +28В, то на Т2 на той части что сверху будет 40-28=12В (напряжением на открытых транзисторах пренебрегаем).
Соответственно, чтобы на нижней части Т2 было 12В (только следите за полярностью), то надо чтобы на С2 было те же 28В. Поэтому если потребление по С2 стало больше и напряжение начало проседать, то энергия магнитного поля из Т2 перейдет в С2, пока напряжение на С2 не станет равным напряжению на С1.
Может кто-то меня поправит, если неточно объяснил

Гляньте ещё раз на свою схему Или посмотрите работу схемы в симуляторе. Посмотрите на точки на обмотках и вспомните, что обе обмотки дросселя стоят по цепи переменного тока, и ток в них будет, соответственно, переменный . Может быть Вы запрограмировали какие-то особые свойства выпрямителя, так поведайте о них. Именно об этом я прошу. Ну, хоть, сошлитесь на кого-нибудь чтоб почитать об этом .

Не понимаю. Ток будет переменный - это так. А в чем вопрос?
Выпрямитель особыми свойствами не обладает. А Вы пробывали в симуляторе прогнать схемы?
Допускаю, что могу что-то не заметить... укажите что вас смутило?

Очевидно, что Вы делаете некую собственную схему, никоим образом не соответствующую любой, которую назвают так, как Вы её пытаетесь называть.

Возможно, имеет смысл перенести Т2 после диодного моста, тогда ток не будет менять своего направления

Это будет правильное решение. В цепи переменного тока кроме дополнительных потерь ничего не выиграете.

Тоже интересно.


В этом уже точно смысла не будет.

в обоих случаях рассогласование по напряжению на выходе будет меньше, в случае не симметричной нагрузки, но потери в сердечнике в первом случае, конечно, больше. Спасибо за замечание.
а вот с выбором микросхемы вопрос остается открытым ...

Точнее не скажешь

После установки дросселя между диодным мостом и выходными конденсаторами, надеюсь, имею право называть ее так?

Дело не в том, а зачем вообще Вам для 400 Вт понадобилась такая куча деталей, тем более, что новичок, и результатом Вы всё равно уже недовольны, а может ещё и развязка не нужна.

Да? За счёт чего?

Можно и без дросселя -
http://libgen.org/scimag3/10.1109/TPEL.2008.2005269.pdf
только ваш дроссель перенесен в первичную цепь.

Пробовал и не раз. Симуляторы для этого и предназначены.
Смутило? Да ничего меня не смутило. Я просто был уверен что Вы не провели серьёзного анализа прежде чем начать, а просто решили сделать что-нибудь ЭТАКОЕ с применением "модных" решений. Простите за откровенность.
Только если Вы скажете, что мощность проектируемого источника менее 500 ватт, то думаю все объяснения будут дороже этого источника
Первое. Вы не определились с законом регулирования, т.е. как будет зависеть выходное напряжение от Коэффициента заполнения ШИМа и что им будет рулить.
Если смотреть на схему без изменений то рулить ШИМом будет ток нагрузки (ток дросселя) Это сулит некоторые трудности с устойчивостью. Зато особо не надо думать о том какую лучше применить микросхему подойдёт любая, а лучше всего MC34025+ пара драйверов (IR2110 и подобные) с большими задержками вкл-выкл, поскольку режим ZVS будет обеспечиваться не резонансом (о котором пишут в этих случаях).
Второе. В "классическом" "фазнике" необходима индуктивность последовательная первичной обмотке трансформатора, т.к. индуктивности рассеяния "правильного" трансформатора, как правило, не хватает для обеспечения резонансного переключения (ZVS)
Ваш дроссель (пересчитанный в первичную цепь) может выполнять эту роль, но будет значительно меньше чем это должно бы быть в выше сказанном. И вот тут требуется ещё один дроссель, как раз в том месте где Вы его впоследствии собирались поставить (после выпрямителя). Вот теперь всё на месте.
Не объясняю всё подробно, т.к. на это ушло бы несколько страниц и уйма времени. Советую почитать Мелёшина про "Транзисторные преобразователи..." (повнимательнее чем в институте) и Севернса с Блумом про "Стабилизированные преобразователи" (точно название не помню, посмотрю завтра на рабочем столе).

Развязка и в самом деле не нужна.
400Вт и куча деталей? Выбирал исходя из того, что Quarter Brick и Half Brick DC/DC преобразователи, которые мне встречались на такие мощности с кпд более 90% были выполнены по топологии PSFB (с развязкой конечно).
А к какой топологии присмотреться в таком случае? Косой полумост?


Верно. Я и не скрывал что одной из причин выбора PSFB для меня послужило желание освоить эту топологию боем, т.е. создать преобразователь с заданными параметрами, тем более встречал решения с phfb на схожие параметры(см.ссылку).


Наверное, эта книга:
Севернс Р., Блум Г. "Импульсные преобразователи постоянного напряжения для систем вторичного электропитания"?

Ну так и дочитайте все 5 МБайт Вашей ссылки до конца Там есть про всё, что Вам нужно (правда я успел посмотреть только картинки ). Но это в дополнение к тому, что я посоветовал

Спасибо за советы. Пока не разобрался, но уверен что они помогут.
А топология и в самом деле не оптимальная на такие мощности? (<500W)

Удачи!

Например, пара обыкновенных преобразователей, Cuk и SEPIC, на покупных дросселях, диодах Шоттки и стандартных контроллерах. Последние, например, LM3488 в противофазе, т.е. с внешним генератором, например, на 2G14.

Смотрю ветку форума, где уже происходило обсуждение этой топологии. Возник закономерный вопрос - может быть стоит сделать один преобразователь по схеме, приведенной в той ветке (аналогичная схема приведена на стр.32 в описании на микросхему LTC1871). Сэкономлю на деталях... но вот в КПД думаю проиграю (приведеное решение с одним преобразователем встречается только на маленькие мощности, что настораживает). Однако, если уложусь в 85%, то меня это устроит.
И вообще - реально ли уложиться в 85% кпд при таких токах и жестком (не резонансном) переключении транзисторов?
Примем ли такой вариант решения проблемы (т.к. не сильно ограничен в размерах): снижать частоту (до 50кГц, например). Это уменьшит коммутационные потери на транзисторе и дросселях и вытащить необходимый КПД.

Акцент сделан на отсутствии необходимости самодеятельности чего-либо мотать и наличии независимой работы каналов, а если Вам безразлично и то, и другое, и развязка, и т.п., то об этом этично было бы сказать в первом сообщении темы.

В первом сообщении указано что критерий - это "цена и кпд".
Поэтому если отсутствует необходимость мотать самому, а обойтись покупными изделиями - то это снижает стоимость и, конечно, я рад такой возможности.
кпд: на топологии SEPIC встречаю цифры за 90% от производителей микросхем. По тех заданию достаточно 85%. Если укладываться в 85%, то можно сделать и на одном преобразователе SEPIC с двумя выходами, если не укладываюсь - буду делать с двумя со сдвоенным потенциометром для регулировки (она в очень узких пределах 5%, поэтому о ней не упоминал).
Нагрузка разнооборазная, в том числе и звуковой усилитель, поэтому источники будут зависимы в том смысле, что желательно, чтобы разность выходных напряжений не превышала 1В. Хтя это не оговаривалось в тех задании, но подразумевается.

Ох, Дмитрий, если бы КПД источника такой мощнсти зависел только от микросхем.
Было бы очень легко жить.

Понимаю что не от них...а от коммутационных потерь на переключение в транзисторе + потери в дросселях (не считая потерь на последовательном сопротивлении емкостей).
Но мне надо ориентироваться на какие-то цифры по кпд, чтобы определиться с топологией, поэтому и сужу по тем что приводят те самые производители микросхем...но вот мощности у них не те, что у меня и поэтому интересуюсь у Вас, опытных разработчиков.
Стоимость я могу посчитать и не обращаясь сюда за помощью, а вот прикинуть КПД - не получается, потому что не знаю какой порядок коммутационных потерь получится.

тут, мне кажется, можно найти компромисс между двумя крайними вариантами: меньшие потери в дросселе, при работе в режиме непрерывных токов, и меньшие потери в транзисторе при работе в режиме разрывных токов, когда включение транзистора происходит при нуле тока (правда выключаться он будет при большем токе и возрастут потери на выключение - поэтому вопрос спорный).
Может идти на уменьшение частоты в SEPIC? понравилась мне эта топология тем что получается дешевле и проще, если еще и по кпд приемлемо, то останавливаюсь на ней.

Раздавать однозначные советы для такого источника рискованное и неблагодарное занятие. Нужно обсчитывать все возможные варианты.
Источник низковольтный и коммутационные потери тут относительно невелики. Но если даже разбить источник на два, независимые каналы , то в той же SEPIC (CUK) топологии нужен ключ с суммой входных и выходных токов и напряжений . Это 20ампер минимум, а реально ближе к 30 и ключик 100-вольтовый (IRF8010 ?). Чисто омические потери будут значительны. И моточные тоже достаточно сложные, в один провод не получатся.
Частота... я бы выше 60-70кГц не залезал. 85% КПД - это еще постараться нужно, хотя реально вполне.

Пример расчёта коммутационных потерь можно посмотреть в паспорте любого синхронного преобразователя LT (LTC3851, LTC3878 и т.п.)

Если делать обычный Cuk-SEPIC, на диодах потеряется порядка 8 Вт, а чтобы синхронно выпрямлять здесь требуется изолированный драйвер, типа Si8235.

Для работы на прерывном токе требуется намотка дросселей литцендратом, как для ККМ. Практического смысла в этом мало, потому что готовых на такие токи нет, а пиковый ток удваивается.

Ну и, один 400-ваттный однотактный преобразователь реальной экономии не даст — я предложил два преобразователя, в первую очередь, чтобы раскидать мощность равномерно по двум ключам и четырём покупным дросселям, а от работы в противофазе заметно дешевле входной конденсатор.

Тут приведено сравнение эффективности SEPIC и Buck-boost преобразователей и полученные при расчетах цифры. Но только расчет, без практики. На тот случай если кому интересно (входные данные близки к моим)
На практике встречался (думаю, как и все), что расчет отличается как в одну так и в другую сторону, поэтому вопрос был задан в лоб применительно к конкретной задаче. Благодарю за ответы.
Хотя было и совпадение

Возможно стоит NCP4303 попробовать (низкая частота + стабилитрон для питания).

Похоже придется параллелить и драйвер хороший брать для заряда получившийся емкости.


Это вселяет надежду

посчитал и получилось, что из предлагаемых покупных дросселей лучше всего (и то с большой натяжкой) подходят дроссели из серии SER2900, но стоимость их 5$ за штуку при оптовой поставке.
похоже, дешевле будет мотать самостоятельно несколькими запараллеленными проводами на RM10, например, и получить необходимую индуктивность, а как следствие и необходимый кпд.

В описании на микросхему LT3759 рекомендуют выбирать разделительный конденсатор из ряда керамических конденсаторов.
Не лучше ли выбрать металопленочный с меньшими потерями?

Снимают с производства. Замена — NCP4304. Ещё то же самое — IR1167, FAN6224, TEA1792, UCC24610, STSR30 и т.п.


Имелись ввиду что-то типа таких:

http://www.digikey.com/product-detail/en/P...M8785-ND/775324

А почём выйдет намотать Вы узнавали реально?

не обратил внимание сразу...
Но использовать такие драйвера можно для данной задачи?

Верно, имел в виду подобные дроссели, но у них сопротивление более 10мОм - это сразу 1-2Вт потерь в каждом только в меди + к ним добавятся потери на перемагничивание...мне правда не понятно какие они будут, но т.к. материал у них Iron, то думаю что при частотах 100кГц они будут большие, а у
http://ru.mouser.com/ProductDetail/Coilcra...D6moKExYQ%3d%3d
сопротивление в несколько раз меньше, и материал - Ferrite, что вселяет надежду на то, что потери на перемагничивание будут меньше.

Не узнавал, но у заказчика есть свой моточный станок, а поэтому деньги за намотку они оставляют у себя.
в любом случае можно предложить покупной вариант и вариант, когда мотать можно самостоятельно.

Само собой, Вам ведь 85%, а не 95% надо.

Все же - на частоте 100кГц можно применять дроссели из железа на которые вы дали ссылку?
или потери будут слишком велики даже для 85% ?
Ведь индуктивность не так велика и пульсации тока будут значительны...а значит и потери в сердечнике.

Не игрались бы Вы с железом. Простенький феррит N87 - в самый раз.
Стандартные дроссели на такие мощности практически не встречаются, придется делать самому.

тоже так кажется...тогда можно применять SER2918H-223KL - на феррите.

Но тогда вот какой нюанс - микросхема LM3488 работает начиная со 100кГц, даже при внешней синхронизации.
Тогда на какой же частоте работать? - 70кГц или 100кГц?
На сколько мне известно потери в феррите растут с понижением частоты ниже 100кГц (как это не парадоксально), но увеличатся коммутационные потери в транзисторе при работе на этой частоте по сравнению с работой на 70кГц.
может быть тогда и микросхемы выбрать другую - ту что работает при 70кГц, или попытаться работать на LM3488 на 70кГц (если она заработает, конечно) или же работать при 100кГц ?

Это не парадоксально - это неверно. Возможно, Вы путаете с тем, что многие ферриты имеют минимум потерь в районе 100 градусов Цельсия (90-120).

Вот еще кандидат на роль дросселя в преобразователь с подобными мощностями (феррит)
http://www.digikey.com/product-detail/en/7...38-1-ND/3672793

Лучше, ИМХО, один раз увидеть.

От того, кто где оставляет деньги, стоимость изделия меньше не становится, а вот от того, что его неизвестно кто и как криво сделает, всегда логично ожидать прямой убыток. Позвоните в СЗЛ, или дойдите до них пешком, и поинтересуйтесь, что в совокупности представляет из себя моточное изделие и за что поэтапно они берут такие деньги. Ещё могу добавить, что даже если заказное получается номинально дешевле, это всё равно дороже решения на стандартных компонентах, потому что добавляются риски, лишний поставщик, монополия, затоваривание, документация, сопровождение и т.п.

Продолжая возврат назад, и тоскливо глядя в ТЗ на питание некоей акустики от подозрительных 24±0 В, возникает единственная мысль, что это бортсеть фуры, а значит вся тема — очередная пустая трата времени.

Вы этот контроллер исходя из каких соображений выбрали?
Нагуглили "SEPIC" и при нем сей контроллер вдруг оказался?

В сообщении #27, на него сослался Plain в качестве примера. Мне понравилась его простота, достоваемость и заменяемость (можно найти аналогичные pin-to-pin на тот случай если этот перестанут выпускать) и я остановился на нем. Другие контроллеры Sepic стоят дороже или не имеют входа синхронизации для работы в противофазе в схеме с двумя преобразователями Sepic и Cuk. Из рекомендаций производителя обратил внимание, что рекомендуют не брать повышающие контроллеры для топологии Sepic, если в описании на них нет четкого указания на возможность использования их в этой топологии. Вот так и выбрал...не оптимальный выбор? Дешевле не нашел, а вот граничная частота всего 100кГц.


Снова не поспоришь.

Нет, это не бортсеть фуры, а предварительный сетевой мощный источник питания с выходным напряжением 24В на несколько квт, который мне пока не по зубам. А БП, который тут обсуждается предназначен для питания системы оповещения, как составной части некоторой крупной системы, о которой я сам знаю мало. Но планируется использование его и в других устройствах...
А что значит пустая трата времени?
Мне кажется, о том что это НЕ пустая трата времени, говорит то, что я постоянно слежу за темой, оперативно отвечаю на сообщения и задаю конкретные вопросы по реализации топологии - т.е. всем видом показываю, что это живая и актуальная тема...
...к тому же другие пользователи читают эту ветку или будут читать, и уверен что найдут для себя много полезного, как я нашел, читая на electronix.ru темы про преобразователи Sepic...рассматриваемые мощности только были не те

Да прям - а UC3843? Из более современных - L5991. А с LM3488 можно получить кучу проблем из-за отсутствия в оной ограничения Dmax.

Прикидывать к.п.д. в симуляторе дело не благодарное, по известным причинам, но в 85% кукосепик, пмсм, вполне может уложиться.