Доброго времени суток!

Не могу понять, что происходит в преобразователе.

При подаче питания только на ШИМ-контроллер и драйвер 5 В и 15 В соответственно (без силы на входе),
на выходе ШИМ-контроллера, нормальные прямоугольные импульсы (изображение 1)

При подаче силового напряжения 120В на вход преобразователя, импульсы на выходе ШИМ искажаются
(такое впечатление, что ШИМ генерирует импульсы с пропусками) (изображение 2)

Чем это может быть обусловлено?

Схема преобразователя в pdf-файле.

Преобразователь работает неустойчиво.

Скорее всего помехи на входе контроля тока - вывод 3 D1. С7 установлен, мб увеличить до ~560pf или даже больше? проверьте осциллограму на выводе 3 D1, в момент отпирания силовых ключей происходит бросок тока, вызванный перезарядкой емкости трансформатора, снятый с токового датчика R9-R11 импульс напряжения сбрасывает внутренний регистр D1 "PWM Comparator/Latch" который запрещает работу ШИМ. Микросхема UCC38083 не имеет "leading edge blanking" - гашения фронта сигнала ос тока, за счет чего происходит пропуск импульсов на выходе ШИМ.
А у ключей есть "мертвое" время? не видно по осциллограме..
Ну и как заметил perfect - подтяжки нет на выводе 1.

это ещё разводку платы не видели. Plain обязательно нитки разглядит, не иначе как.

а компенсация где?
а зачем задержку нарастания напряжения на ключах через токовые резисторы провели? ещё и номиналы с потолка взяты

кстати, если использованные хитрые схемотехнические решения и неизвестные выбранные компоненты не обеспечивают dead time в 110нс, то вот вам и сквознячок

Я вот одного не пойму, зачем демпфирующие цепочки подключены к датчику тока?

На ножку 1 надо навесить + через резистор.

Если в R32 и течёт из компаратора некий ток, то он может слишком маленький чтобы оптрон работал в нормальном диапазоне.

Всегда так делаем. А зачем увеличивать индуктивность цепи переключения и пускать ток разряда дампфера через датчик? Вообще, демпфер - это как бы часть ключа, а ДТ - отдельная сущность

разряжается конденсатор демпфера через резистор демпфера, т.е медленно и никому не мешая
а вот заряжается он напрямую, через диод. Такова его задача - быстро перехватить импульс с транзистора на себя. Вот и перехватывает он его через датчик тока. Со всеми вытекающими.

Назвать частью ключа внешние элементы для создания благоприятной ОБР у меня язык не поворачивается.

Вывод 1 D1 подтянул через 2 кОм к питанию.
"Мёртвое время" присутствует = 110 - 120нс.
А вот насчёт "leading edge blanking" - впервые слышу. В каких микросхемах есть это функция?
И по поводу конденстора С7, до скольки его можно увеличивать?
Сильно увеличиваться эту ёмкость тоже нельзя, я так понимаю, потому как увеличится время срабатвыавния по CS.
Он как-то рассчитавается или подбирается на глаз?

Благодаря этому появляется тема поиска неисправности.

R35=1k ?
ISET: Program the slope compensation current ramp by connecting a resistor, RSET, from ISET to ground
VD3 VD4 VD8 VD9 VD11 - лишние
C11 единственный ?
TL431 работать не будет
TLP281 странно подключена

А в чем конкретно Вы видите проблему и причину для неисправности для такого подключения?


Его функция (вместе с R13) - фильтровать индуктивные выбросы на ТД. Кстати, не совсем понятно, для чего Вы делаете делитель R12-R21 прямо у ТД - его бы лучше сделать у контроллера, чтобы он опирался уже на чистую землю. А так Вы увеличиваете относительный вклад индуктивного выброса (он ведь и на земле ТД тоже)

А что при всём этом на выходе происходит? Стабилизирует или нет? Пульсация на выходе? Покажите. Да, и ещё сигнал с датчика тока нужен.


В UCC3808, например.

Пропуск импульсов происходит из-за неустойчивой работы преобразователя. Бросок тока, протекаемый по демпфирующей цепи может влиять на устойчивость цепи ОС по току. Эта проблема комплексная. От разводки тоже многое зависит.

я вообще не понимаю, зачем в пушпуле этот демпфер нужен
гасить фронт напряжения по окончании импульса он не будет особо
гасить фронт напряжения во время действия другого ключа он будет, эффективно, но зачем? ключ всё равно заперт

Чтобы полевик не сгорел от перенапряжения в закрытом канале.

Да, конечно. Так в том и дело, что установка демпфера параллельно только ключу - обычно более правильное и помехоустойчивое решение. ВЧ-помехи замыкаются в малоиндуктивном контуре транзистора и демпфера, не идя дальше.

от перенапряжения в закрытом канале спасает демпфер на плюс питания

а у конкретно этой цепочки есть вполне конкретное предназначение. Которое тут нужно как мёртвому припарка. Тем более с номиналами наугад.

AlexeyW, это не помехоподавляющая цепь, поэтому, никакие ВЧ помехи в контур ОС по току она не вносит. А вот настоящие результаты её работы, занесённые в ОС по току, как раз и могут привести к последствиям топикстартера.

Прилагаю осциллограммы на выходе преобразователя (после дросселя) и на входе CS.

Номиналы резисторов R22, R35 в схеме были ошибочны - R35 = 51K, R22= 340K (для частоты 50 кГц).
ШИМ-контроллер запитан от 5 Вольт, дравйвер - от 15В.

Добавил на выходы ШИМ-контроллера цепочки leading edge blanking, так называемые - не помогло.

Более того, вышли из строя 2 транзистора и предохранитель на входе.

Может транзисторы были уже на подходе, до включения это цепочки или эта цепочка как-то этому поспособствовала - я не знаю.


Нормальное русское описание на UCC3808 есть?
Думаю может отказаться от UCC38083 и перейти на UCC3808, например, или на другой контроллер попроще без всяких премудростей?

Осциллограммы с уже прицепленными транзисторами VT4, VT5?

У Вас сделано по схеме? или...? Не вводите в заблуждение - рисуйте как сделано. Ещё раз повторяю: UCC38083 от 5-ти вольт не работает! Пишите правду!

Вы эти цепи проверяли? Хотя бы без силовой части? Но похоже они работают - нет передних пиков на токе, хотя там увидеть что-нибудь без микроскопа - проблема Какая у вас нагрузка? Уберите делитель с датчика тока, да и резистор датчика оставьте один, для начала. Пики в токе скорее всего связаны с наводкой коммутационных помех на земляной конец кабеля осциллографа. И вообще привыкните работать кабелем с делителем (штатным) не всегда безопасно втаскивать в схему ёмкость кабеля (порой больше 100 пФ). Напряжение на выходе вижу - около 120 В. А пульсации около 20 В - что-то гудит? Подумаем...
Что это за фигня внизу схемы? Отцепите её и подцепите вход 431-ой к делителю (не забудьте пересчитать нижний резистор). Отцепленную часть прицепите потом, если захотите

Тогда точно - убирайте делитель и резисторы датчика тока, оставьте один . И силовое напряжение подавайте плавно или небольшими скачками, а ШИМ и драйвер (честно говоря, дохлый и не для этого предназначен, без него было бы не на много слабее) запитайте отдельно.

Пока что в этом бардаке (пардон )трудно что-нибудь понять. Какие транзисторы? на схеме не сказано.

Есть английское и у Унитроды куча схем применений.
Но главное то, что начинать надо с 20-ти ваттного устройства, а не с киловаттного, Сначала нужно получить представление о том во что ты можешь "попасть" . То есть сначала нужно научиться весло держать в руках, а уж потом лезть в порог 5-й категории, и то не сразу Очень советую сделать 20-тиваттничек, иначе ещё долго будут гореть транзисторы да и объяснять легче. Ну, решайтесь

марку транзисторов и диодов в студию
народ ждёт так же моточные трансформатора. На какую частоту он рассчитан?

вообще, чем больше инфы - тем достовернее предположения


контроллер не меняйте. научитесь с ним работать.

Схему с подписанными марками диодов и транзисторов прилагаю.
Трнасформатор рассчитан на частоту 50 кГц.

И ещё хотел спросить: резистор R22 (частотозадающий) правильный для 50 кГц? 340 кОм или таки 680 кОм?
Он задаёт частоту работы преобразователя или просто частоту осцилляции, которую надо пересчитывать для получения
требуемой частоты преобразования?

Я так понимаю, период - это когда отработали 2 MOSFET-ключа. Или я ошибаюсь?
Нигде этот тонкий момент не описан.


Нет, осциллограммы сняты до прицепления транзисторов VT4, VT5

на первом выводе ucc38 каша из-за работы tl431 в в режиме компаратора ?

1. Осциллограммы сняты до подцепления трназисторов VT4, VT5.
2. По поводу ШИМ-контролера обманул - стоит UCC28086D. ))
3. Нагрузка - 2 последовательно включённые лампы накаливания 220В, 100Вт.
4. По поводу TL431 - не совсем понял что Вы имеете ввиду.
5. Почему драйвер дохлый и не предназначен для данных целей не могли бы пояснить?
6. ШИМ и драйвер запитаны отдельно. Или как Вы имели ввиду отдельно? Я сначала подаю питание на ШИМ и драйвер, потом подаю силу.

Схему с подписанными транзисторами и диодами прилагаю

1. Шим контроллер UCC38083 имеет порог включения/отключения, с гистерезисом. Включается при 12,5 выключается при 8,3. От 5 вольт он не должен работать. Его максимум питания не более 15В.
2. Скорее всего, цепь гашения фронта тока на транзисторах не будет успевать отрабатывать, если даже фронт этот имеется. У Вас низкое входное напряжение (80-150В), если транс культурно сделан, и силовые транзисторы "мягко" открываются, то небольшой емкости 220-510 пф вполне хватит. Можно конечно с такими штуками играть, но уже на заведенном макете. Пока может убрать цепь гашения на транзисторах от греха подальше?
3. делитель с токового датчика R12/R21 я так думаю, излишен. Порог срабатывания по току задается расчетом номинала резистора (ов) датчика тока R9-R11.
4. У Вас какие силовые транзисторы? Если с малым зарядом затвора и порогом включения ~5В, можно попробовать драйверить с ШИМ напрямую, вытекающий 0,5А, втекающий 1А ток его каскадов в некоторых случаях устроит. Драйвер конечно неудачно выбран, наверно поставили из того что было под рукой...
5. Для начала добейтесь устойчивого формирования сигналов управления силовыми ключами без высокого напряжения на первичной обмотке трансформатора. Смотрите на затворах ключей. Потом тоже самое с высоким напряжением на обмотке.
ШИМ контроллер вполне приличный. Зачем менять. Дальше советовать, пока бессмысленно. От куда появляется 24В, как сделан плавный запуск и пр...

Опоздал ))

UCC28086D может от 5 В работать ))

вот вам очередной косяк
тактовую для шим-контроллера вы задали 50кГц
и совсем не учли, что

таким образом, увеличив индукцию вдвое и загнав сердечник в насыщение с вылетом ключей.

Частота во все времена и у всех народов мира считается как 1/Т, а период, в свою очередь, считается, когда волна совершает 2 полупериода, плюс и минус

читаете вообще даташиты-то? или наугад ставите

ладно это задержка распространения, и фактические времена нарастания и спада меньше в 2 раза
но там 50нс, тут 50нс - вот вам и перекрытие фронтов. Посчитайте время отпирания-запирания затворов 100нКл от двух ампер.

В формуле расчёта RT, взятой из даташита, f ocs я задал равным 100кГц,
т.е. в 2 раза больше, чем требуемая частота преобразования конвертера.
В итоге получил RT=340 кОм.

Это правильно?

Правильно! А что, трудно измерить время от фронта до следующего фронта на одном из выходов микросхемы? Когда схема собрана, расчёт уже не представляет интереса .

Я измерял, просто на всякий случай переспросил )) Правильно. Период = 20 мкс
Как мне подсказал господин "Ydaloj", в схеме происходило перекрытие фронтов из-за медленного отпирания-запирания транзисторов.
В MOSFET-транзисторах постоянно гулял "сквозняк", вот они и по выходили из строя.

Т.е., надо увеличить зарядный ток затворов?

какой драйвер посоветуете для моего случая?

Вы просили данные по трансформатору
Прилагаю скриншот расчёта из программы ExcellentIT

Не факт что всё именно так происходит. Если преобразователь работает какое-то время, "сквозняк" можно было бы увидеть. Вы видели? И если "сквозняк" есть, то не обязательно применять для борьбы с ним какие то супер-транзисторы и супер-драйверы. Достаточно было бы увеличить dead time, тем более, что на 50 кГц увеличить можно до 0,5 мкс свободно, а вот супер-микросхема ШИМ не может этого сделать - 100-200 нс и всё (да ещё зависит от всего: от температуры, напряжения питания ...). Во всех мс с внешним времязадающим конденсатором увеличить dead time можно было бы увеличением ёмкости.

Применяем FAN3100C Fairchild. Но, всё таки, дело не в драйвере. Ещё раз советую сделать маломощный преобразователь. Так Вы будете ближе к победе в значительно меньшие сроки.

Понял. Спасибо за информацию.
Ну а по поводу транзисторов: из-за чего они могли выйти из строя?
Запас по току и напряжению большой. Ключи на 650В, 33А.

Надо же узнать причину. Если это произошло от перенасыщения сердечника трансформатора, то как с этим бороться?
Что необходимо добавить в схему?

проблема комплексная.
Как сказали в Расследованиях авиакатастроф - "катастрофа не случается сама по себе. Ей всегда предшествует целая череда событий".
Можно установить причину выхода транзисторов. Но и эта причина не возникла сама по себе - у неё тоже есть причина возникновения, и т.д.
Исправляйте ошибки, изучайте, моделируйте, экспериментируйте. Сколько ещё транзисторов предстоит заменить - зависит от вашего подхода к разработке, ну и ваших "скилсов", разумеется.

Транзистор выходит из строя, если в какой-то момент времени мощность, выделяемая в кристалле, не успевает с него уйти. График SOA.

Почему "Стабилизация выходов" отметили "нет"? Зачем тогда такой "огород" в схеме?

С удовольствием промоделировал, знал бы где.
Например, в Multisim 10, ШИМ-контроллера UCC3808x (2808x) нет.

Как промоделировать ассиметричность работы плечей, из-за которых происходит насыщение, с последующим
выходом из строя из ключей?

Асимметричность может вызываться TL431
Поставьте, наконец, резистор между ОУ и tl431 !!!

Да, без резистора не работает конденсатор С10, а это означает что желаемой частотной коррекции нет. Но лучше, как я уже говорил, убрать эту часть схемы и соединить вход 431-й с точкой делителя R27, R28, а уж потом, когда всё будет правильно работать, удовлетворить свои фантазии по управлению ШИМом.

А почему бы не посмотреть что у них на стоке?

Были иголки на стоке, но не выше 300В-350В это точно.

Это с трансформатором, c которым невозможно стабилизировать выходное напряжение? Или Вы его уже перемотали?


Модель UCC38083 обнаруживается гуглом практически мгновенно, было бы желание:

Сожмите картинки. Там совершенно нечего рассматривать в таком гигантском разрешении. И поаккуратнее с оформлением постов. Сплошное избыточное цитирование, пустые строки... Не надо растягивать тему.

А как промоделировать ассиметрию в работе плечей пуш пул преобразователя?
Как измерять (определить) в реальном устройстве, что трансформатор вошёл в насыщение?

для этого лучше всего почитать умную книжку какую-нибудь.
прессмана, к примеру. правда, она только на английском (

А с чего Вы решили, что она вообще существует? Из-за пропуска импульсов? Так этому может быть несколько причин и самая первая, о чем уже говорили - недостаточная компенсация наклона (slope compensation). ПМСМ, Вы взяли на себя непосильную задачу, но, если уж непременно хотите добить вариант с UCC38083, то по крайней мере моделированием убедитесь, что схема работоспособна.

Теоретически можно определить по сигналу с датчика тока - если "пила" круто загибается вверх, значит это уже случилось. Только на практике ключи могут бахнуть раньше, чем Вы что-нибудь увидите. Поэтому лучше не доводить трансформаторы до греха, а просто научиться считать их по формулам - они, в отличие от программ, наглядно показывают что на что влияет.

Хотел поинтересоваться: как промоделировать реальный трансформатор?
Какие параметры надо учитывать?
Как их замерять в реальном трансформаторе?

Вот, наконец, встретил друга по несчастью. Такая же проблема, но в иной топологии преобразователя. В результате экспериментов пришел к убеждению, что ШИМ, обратные связи, DT ни причем. Трансформатор тоже. Проблема как-то связана с драйвером ключей. В своей схеме (DC-AC) я управляю IR-кой с микроконтроллера. Сначала использовал драйверы с раздельными входами верхнего и нижнего канала (наподобие Вашего), сейчас это IR21844 (один TTL совместимый вход, регулируемое DT). Как-то влияет на этот тип драйверов емкость Миллера, но не совсем понимаю, как. Играя затворными сопротивлениями, удавалось полностью избавляться от пропусков, однако, в ущерб динамике и с риском самопроизвольного открывания ключей. С слабыми ключами (5А, 600V) такого пропуска нет, а вот с STP25NM50 - есть.

и такие же способы решения.
ставите драйвер для более быстрого переключения ключей
получаете более резкие фронты у импульсов, порождающие высокие значения dI/dt
при неудовлетворительной разводке имеете помехи, приводящие к таким последствиям.

Стоит затянуть фронты - и проблема устраняется, по крайней мере вы так считаете. На самом деле амплитуда помехи становится недостаточна для ложных срабатываний. До поры до времени.

Я не сторонник беспочвенного увеличения затворных сопротивлений. Варьировал ими в целях эксперимента. Относительно разводки - эффект тот же и на удалении драйвера от затвора на расстояние резистора МЛТ-0,125. По поводу dI/dt - понимаю, имеется в виду в цепи затвора? Но тогда, действительно, порочный круг. Как-то нужно эффективно ограничить dU/dt на стоке, тогда и влияние емкости Миллера на затвор уменьшится, можно увеличить Rg, следовательно. Но применяя RCD, неудовлетворен динамическими потерями.

dU/dt на стоке ограничивается для уменьшения потерь при запирании ключа, но никак не для помехозащищённости токовой ОС
именно она может блокировать работу контроллера, как видно на осциллограмме - импульс вроде начался (иголка), затем оп! - и резко обрывается, и со следующей пилой от генератора контроллер снова пытается отпереть ключ.
ОС по напряжению так не умеет, либо в момент отпирания на вход FB опять же поступает что-то запредельное.

- что это там на осциллографе, бэрримор?
- помехи, сэр.
- а что они там делают, бэрримор?
- идут на вход обратной связи, сэр.
- а зачем они туда идут, бэрримор?
- пи..... кривая разводка, сэр