Предлагаю обсудить довольно старую, начала 2000-х годов схему однокаскадного ККМ на базе плавающего резонансного полумоста.
На первый взгляд, схема любопытна, но практически нигде в интернете не нашел ее обсуждения, да и в англоязычной сфере ничего похожего не обсуждалось.
Автор - Андрей Фролов. Найти его по указанным в статье координатам не удалось, т.к. он с тех пор много раз сменил место работы и след затерялся, а остальные товарищи - всего лишь административные "соавторы"...
Преобразователь работает симметрично на разных полупериодах сетевого напряжения, поэтому для простоты оценочного расчета можно взять за основу его работу на одном полупериоде и за счет этого выбросить среднюю часть схемы управления - фазовращатель D/(1-D), оставив собственно последовательно включенные транскритический драйвер ККМ и драйвер плавающего полумоста. Наименований микросхем не привожу, ибо их великое множество и для первоначальной оценки/моделирования это не принципиально. Если схема "живая" и без подлян в виде низкого КПД и плохой регулировочной характеристики, то потом "всем миром" можно будет довести ее до физического воплощения.
Данная топология интересует применительно к управлению светодиодными светильниками, к примеру, с рядом мощностей в диапазоне от 60 до 300 Вт при входном напряжении 170-300 В. Ну и чтобы по выходному напряжению она могла перекрываться вдвое при стабилизированном токе - например, 1,8А в рабочем выходном диапазоне 24-55В.
Что именно привлекает:
- компактность. На мой взгляд, это перевешивает переплату за лишний транзистор, диоды и драйвер полумоста.
- наличие только одного условно-простого трансформатора.
- накопительный конденсатор находится на высокой стороне.

AN-4106 от ST
AND8392-D от Onsemi
семинары J.W.Kolar
в инете предостаточно материала по ККМ с развязкой, т.н. фронт-енд

доступно ж всё

Так ведь интересует не "проблема однокаскадных ККМ в общем", а именно конкретно изображенная резонансная топология с плавающим полумостом, с конкретно указанными заинтересовавшими меня достоинствами!

Схема на Рис.2 рабочая — это обыкновенный безмостовой ККМ, а на Рис.5 изображено взрывное устройство, потому-то оно благополучно и сгинуло в никуда в те далёкие годы.

А можно немного подробнее развернуть тезис про "взрывное устройство"? Автор пишет, что схема якобы была реализована в "железе".

элементарно
на входе видим обычный двухполупериодный выпрямитель D1D2C5C6 с удвоением напряжения, где конденсаторы неконтролируемо беспрепятственно заряжаются сетевым напряжением. В чём тут работа ККМ?

Просто схема нарисована "со спины". Отзеркальте её слева направо, и увидите классику полумоста, где дроссель включен в среднюю точку конденсаторов, являющихся источником питания.
Зачем нужен С1 - вопрос, как и С4 на этом же рисунке.

Стесняюсь спросить: ККМ - это контрольно-кассовые машины или все-таки PFC?

ну если вам английский более дорог сердцу и душе, то виллькоммен ин дер енглишен секцьён дес форумс

В русском термин ККМ вроде как занят, а PCF устоялся на пару десятков лет раньше. А вообще-то, конечно, компьютер непременно надо называть вычислительной машиной, а автомобиль - самобеглой коляской, ага.

я могу сходу назвать 10 вариантов перевода слова "драйвер" на русский, и вы будете утверждать, что надо непременно использовать PFC (или PCF, как вы его назвали) в обозначении корректора коэффициента мощности, потому что 100% не вызывает вопросов?

Где Андрей работает сейчас мне не известно. Остальных товарищей Вы напрасно обижаете Двое вместе с Андреем работали ещё в МЭИ, а потом несколько лет в Америке, вернувшись назад (незадолго до 2000-ных) сотрудничали с разными компаниями, в том числе и с "Континент-ТМ". Макетом этого устройства в большей степени занимались Николай и Сергей, но чем закончилась работа не знаю, не показали, и оба (по моему) в скором времени уехали опять в Америку.
Скорее всего, результат не соответствовал теоретически планируемому, это хорошо видно по графику THD(Iout), рис. 13 (такие искажения очень хорошо видны и сигнал далёк от синуса), да и управление было сложное. Хотелось, видимо сделать не только корректор, но ещё и сгладить низкочастотную пульсацию в выходном напряжении. Получилась только мягкая коммутация.
Работа в Континенте закончилась ничем. Даже следов не осталось, тем более "железных"

Что-то похожее делает (по-моему) copyserv в соседней теме, может быть, только, цели разные (нет развязки).

Давайте до конца разберемся: это "бомба", либо схема таки работает, но не достигает удовлетворительных результатов? То есть "железо" было?
Управлять плавающим полумостом сегодня совершенно не сложно - например (в первом приближении), берем контроллер корректора FL7930B и драйвер полумоста FAN7382. Если в целях эксперимента запитать схему однополярным (выпрямленным) напряжением, то переворачивать фазу сигнала управления драйвера полумоста синхронно с переворотом фазы питающего напряжения не потребуется и этот элемент временно можно исключить.


Ткните носом в эту соседнюю тему, а то я ее что-то не нахожу...

Вы напрасно так переживаете: тема довольно известная под названием Totem pole bridgeless PFC (можете набрать в Google эту фразу и получите доступные материалы работ).
Да, есть некоторый выигрыш в кпд, возможно как раз из-за уменьшения потерь в стандартном выпрямителе плюс более шадящее распределение переключательных потерь на два транзистора. Однако производители контроллеров (TI, Infineon, Fairchildsemi, ST) не спешат породить очередную микросхему под такую топологию. Есть вполне "съедобное" решение в виде двухканальных стандартных PFC, например (TI, Fairchildsemi).

Прощу прощения, конец рабочего дня - я не обратил внимание, что речь идет не о PFC, а об однокаскадном источнике питания с функцией PFC.
Такой подход еще трагичнее: полоса пропускания обратной связи совмещенного источника, как у утюга - где-то в 10 Гц, пульсации сети на выходе, проблемы с требованиями hold-up time. Кстати, финальный кпд таких источников ничуть не лучше каскадируемых, таких как PFC+LLC или PFC+ZVS FB.

На основании чего делаются выводы о такой полосе обратной связи? С другой стороны - у меня же не высокодинамичная нагрузка, а светодиоды!
Опять же, на каком основании сделан вывод о высоких пульсациях на выходе, если накопительный конденсатор перенесен на "высокую сторону"?
Проблемы с hold-up time - не надуманы?

Для меня топология привлекательна тем, что практическая реализация может оказаться весьма компактной при вполне достойном КПД, да вот грамотенки все с "нуля" посчитать - не хватает...

Может ли кто-нибудь погонять схему в симуляторах, дабы не делать голословных заявлений о "бомбах"?

Как раз для питания светодиодов и годятся однокаскадные преобразователи (single stage pfc converter) с функцией PFC, поскольку полоса пропускания и пульсации не критичны, а hold-up time не требуется. Наиболее доступный и достоверный симулятор - LTSpice, где Вы можете провести симуляцию LT3798 контроллера, "заточенного" под такую топологию.
Разумеется, все такие конвертеры построены на flyback топологии - цена изделия для такого рынка определяет.

Такие не любы. Большие пульсации на "батарее" выходных конденсаторов. Соответственно - при больших токах нагрузки у них будет достаточно ограниченный ресурс работы, либо за счет наращивания количества "банок" будут расти габариты и цена.
А хочется компактности без потери надежности.

Давайте не будем уходить в сторону болота других топологий, а обсудим эту, вполне конкретную. Только аргументировать желательно не лозунгами, а цифрами.

скорее, эта топология находится в болоте, судя по её "активному" муссированию в интернетах и изобилию контроллеров.
Чем она лучше? Она ни разу не резонансная. Она требует высоковольтные ключи. У неё невысокая эффективность и сомнительные результаты.

На простой MC33262 я строил первый в жизни ККМ на 300Вт, ключу которого хватило радиатора в 80кв.см без вентилятора, с косинусфи 98%.
Ваша схема чем может похватстаться?

Я просил без лозунгов. Давайте аргументы.
Из приведенных в статье графиков я не увидел чрезвычайной "высоковольтности" ключей. "Невысокая" эффективность была достигнута 15 лет тому назад и в то время считалась весьма достойной. За это время сменилось немало поколений MOSFEET. "Сомнительность" результатов хотелось бы для начала увидеть подтверждением в симуляторах, но увы - я лично с ними не дружу от слова совсем и потому прошу помощи.

Мне не нужен "косинус фи" доведенный до предельного абсурда. Мне нужен компактный надежный недорогой светодиодный драйвер с хорошим КПД в р-не 90%.

Я.я..." Айн унд цванциг, фюр унд драйциг ", как говорят французы в таких случаях.

напряжение на входных конденсаторах будет 600В, вместо трёхсот, как в обычном ККМ
что вы ожидаете получить на выходе такого ККМ? киловольт?
и какое отношение к ККМ имеет драйвер с высоким КПД?
возьмите прямоход, косой полумост. выберите какой-нибудь комбо-контроллер, ключ выберите лёгкий, постройте компактный преобр с высоким кепеде.
может я неправ, но для меня это - сомнительной эффективности корректор, у которого конденсатор висит сразу после входных диодов. чей косинус фи тут исправлять-то?

я не зря привёл в качестве примера МС33262 - она ещё старее, чем ваш резонансный ППП. И, тем не менее, 2% гармоники, вместо 25 у ППП, максимально достижимый косинус фи 0,99 и поламперами выходного тока можно достаточно эффективно рулить нетяжёлыми ключами.

Не-не, рванёт однозначно. Вот если бы автор описывал её, как двухполупериодный инвертирующий преобразователь, т.е. без фразы "и в то же самое время передается через вторичную обмотку и диод D5 в конденсаторы", тогда она бы работала, но, как Вам уже сказали выше, у такой топологии ключи должны быть как минимум 1000-вольтовые, и к ним ещё нужен соответствующего же вольтажа редкостный полумостовой драйвер, либо на трансформаторе, и т.д.

Вариант автора становится рабочим, если его дополнить одном существенным компонентом:

Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Но хорошего во всём этом всё равно мало, потому что у трансформатора нет "холодного" провода.

Прошу поподробнее про "холодный провод" в контексте конкретной ссылки.

Соискатель после объяснения о "холодном" проводе скажет, что все это лозунги и даст нам приказ на разработку интересующего его конвертора. Добрые советы его только раздражают. Видимо, есть страстное желание "сломать стереотипы" и сконструировать нечто совершенное в нашем 21 веке. Хорошее желание, но снизить бы градус требований к коллегам и все же прислушаться к дельным советам.

И правда, что вы имеете в виду под холодным проводом? В статье получили КПД аж 93% на 250Вт при одном каскаде, что очень неплохо. Хотя и ставили DSP для управления, но это все-таки научная работа, а не серийная продукция.
Я конечно понимаю, что у нас самые специалистые специалисты в мире, но ИМХО можно быть и подобрее к не столь гениальным людям.

ТС, а что вы хотите получить от БП? Если простой токовый источник для светодиодов, то при мощности до 100Вт обычный однокаскадный флай с PFC дает КПД около 90%, пульсации светового потока при разумных выходных кондерах около 10..15%. При желании эти пульсации можно убрать почти до нуля несложным выходным линейным стабилизатором. При этом потери КПД около процента или менее. По такой схеме источники начал делаеть "Аргус-трейд", а к нему и многие другие подтянулись.

Да, мне нужен компактный токовый источник с пульсациями порядка 5%. Я знаком со схемами подавления пульсаций на выходе - в основном, гираторного типа. Но они эффективно работают на достаточно высоких напряжениях и малых токах. На моих задачах на токах 1,8/3,6А и напряжениях 12-50В гираторы не эффективны. У Аргуса я не увидел ничего близкого к тому что мне нужно - сложилось впечатление, что они не готовы работать с большими токами нагрузки. Я в свое время в 2013г. использовал Ирбисовские 100-ваттки на 4А - вот это действительно была бомба и попадалово! - в течении года сдохли все 500 установленных!


Не стоит за меня столь буйно фантазировать, у Вас это очень плохо получается.
Давайте лучше я в Вашем же стиле пофантазирую за Вас: Вам наверно очень нравится получать "лозунговые", неаргументированные цифрами ответы? Удовлетворяетесь самым лучшим и универсальным объяснением в стиле "потому что!"?

Seva from Nord, здесь вам не справочная. Здесь люди делятся своими соображениями и никому ничего не должны доказывть цифрами и фактами.
Но если вам одному двадцать человек скажут одно и то же, думаю факты и цифры будут лишними.

желаете доводов и фактов - покажите пример. Ответьте мне, в чём принцип работы ККМ, в котором конденсатор стоит сразу после входных диодов, минуя дроссель, и как этот ККМ собирается устранять его реактивный ток?

Насколько я понимаю, накопительный конденсатор опирается на входные диоды только в одном плече и это совсем не равнозначно конденсатору, стоящему сразу за полным мостом. Конденсаторы, включенные по схеме умножителя, должны иметь минимально возможную емкость, т.к. именно они ухудшают КМ, но такая же проблема существует и в обычных однокаскадных ККМ - там тоже на входе все равно есть конденсатор который не способствует улучшению КМ.
Я пока вижу несколько немного несовпадающих мнений - от категоричного "работать не будет" до более осторожного "схема работоспособная, но имеет большие перенапряжения на ключах и конденсаторах".

Статья "A_Novel_Bridgeless_Single_Stage_Half_Bridge_AC_DC_Converter" тоже очень интересная, я ее как-то пропустил, когда пытался собрать инфу про однокаскадные ККМ с плавающим полумостом. Но что Plain имел в виду под "холодным проводом" применительно к схеме из этой статьи - таки загадочно.

Я не очень понимаю, что вы имеете в виду по гираторной схемой, но аргусовская схема прекрасно работает при 40В 1.4А, может и больше, может и меньше. Это стабилизатор тока на операционнике и регулирующем транзисторе во вторичке. Обратная связь в первичку по напряжению на этом транзисторе. В зависимости от выбранного напряжения можно снизить пульсации или полностью задавить при чуть-чуть большем снижении КПД. От тока и напряжения зависят лишь номиналы и типы деталей.
Пару лет назад ирбис был полным Г, говорят, сейчас исправился, но проверять мало желающих.

Не исправился. До сих пор пихают наидешевейшую комплектуху (конденсаторы) и заливают блоки твердым компаундом, который при -45С имеет стремление отрывать детали от платы. Аргус их активно закладывает в своих пресс-релизах

Да, у аргуса компаунд жестко-эластичный, по крайней мере в стоваттнике. Когда для интереса их схему скалывал, их компаунд понравился, да и остальное понравилось. Выходной конденсатор 10к часов при 105С, хоть и китайских. Трансы у них только хреноватенько с точки зрения электробезопасности намотаны, ну так и источники у них по I классу, 1.5к транс держит, проверял.

Компаунд у Аргуса силиконовый.
У них если платы собственной сборки, то трансы - из славного города Орел (ООО "КОДО-ТРАНС"). Какой референс-дизайн заказали, то им и намотали. Соответственно, если из Китая - то все китайское. Впрочем и Ирбис на трансы столовается там же, в Орле

Кстати, с китайскими электролитическими конденсаторами нужно быть предельно осторожными - мы сталкивались с случаями, причем в достаточно известных конторах типа Jamicon, что по факту кондеры на 85С и 105С - это одно и то же, только по-разному отмаркированы, причем заводские манагеры этого факта особо и не скрывают!

Сколотой схемой подавителя пульсаций не поделитесь? - а то лень шевелить мозгами...

На схеме может быть глюков немало, для общего развития драл,осторожней...

Если так - хорошо, в Орле хорошо мотают, раньше на свои платы они редкостное г китайское ставили.

Я не хочу потворствовать тому, чтобы и далее на протяжении десятилетий мне же приходить в магазин и не видеть там ничего, кроме подобного инженерного жмыха. Нет никаких проблем сделать правильный и долговечный светодиодный БП, создающий минимум помех для всех и дающий постоянный и линейно регулируемый ток, но нет никаких шансов купить такое изделие в готовом виде в магазине.

маркетинг, сэр.

Спасибо за схемку. Аргус кое-где явно перемудрил с температурной стабилизацией по низкой стороне. Не зря поленился самостоятельно скрипеть мозгами... Я аналогичную этому "электронному дросселю" схемотехнику раньше использовал в качестве отдельного стабилизатора тока для питания светодиодов. Здесь (если не придираться к разного рода защитам по выходу) функционально получается как последовательно включенные стабилизатор напряжения с большими собственными пульсациями и стабилизатор тока с низким проходным напряжением. У меня в своей схеме стабилизатора тока получалось, что наименьшее проходное напряжение было порядка 0,6В при токе стабилизации до 5А или до 10А в сдвоенном варианте стабилизатора.

Надо подумать, можно ли для снижения потерь на лишнем запасе напряжения перед стабилизатором тока сделать схему самого импульсного преобразователя с токовой стабилизацией по ОС и на выход подключить уже линейный стабилизатор. У такой связки должно быть более заметное преимущество, т.к. предполагается, что схема будет стабилизировать ток через светодиоды в достаточно широком диапазоне рабочих напряжений. Можно даже сделать комбинированную схему токового управления по ОС драйвера и линейного стабилизатора с общим токочуствительным резистором.

Зачем? Эта схема и так поддерживает заданное напряжение на линейном стабилизаторе в широком диапазоне выходных напряжений. Схема 350ма 50Вт ихнего источника действительно намного проще, я снимал выходную цепь, но не оформлял схему нормально и выкинул бумажку. Если вам не нужно полностью давить пульсации, то и потеря в КПД будет менее процента при нормальной емкости выходных конденсаторов.
Приложен вполне рабочий вариант. Если заменить транзистор на мосфет, помудрить с правильной обратной связью стабилизатора тока, поставить усилитель напряжения шунта и добавить защит по вкусу, вполне пойдет и для больших токов.

Первый раз об этом слышу. Не могли бы вы поподробнее? Применяю обычно Hitano, пока без нареканий. Если конденсаторы 105℃, маркируют как 85℃, то это не страшно. Если конденсаторы 85℃ со сроком службы 8000 ч., маркируют как 105℃ 2000 ч., то тоже ничего страшного не вижу.

При чем здесь Hitano, если речь шла про Jamicon?
Для вас "ничего страшного" в том, что на 85С и 105С должны применяться разные по составу электролиты? Да там даже зачастую совершенно разные материалы для герметизации корпуса со стороны выводов! Вам не приходилось сталкиваться с потерей емкости из-за банального высыхания конденсатора, т.е. от его разгерметизации? - а ведь это недоразумение не имеет никакого отношения к назначенному (паспортному) ресурсу его работы, а также к расчетам фактического времени жизни в зависимости от температуры, импульсного тока и т.д.!

что вы расшумелись?
китайцев два миллиарда, между прочим, и все они хотят кушать
хотите суперпупернадёжнось - выбирайте производителей и дилеров

у нас на входном контроле отбраковка плат 30%, поступающих от производителя, как вам? тупо меняешь компонент - и плата оживает. Не звонится то, что должно звониться.

В массовом производстве возможно дешевле производить всё как 105С, а при необходимости маркировать как 85С.
И вы сами учтите, если такое соотношение времени работы что конденсаторы 85℃ срок службы 8000 ч., а 105℃ срок службы 2000 ч., то что-то здесь не так, ведь если бы применялись разные по составу электролиты и специальные технологии по корпусировке, то и срок службы был хотя-бы одинаков.

В массовом производстве лишняя мунга затрат на единицу продукции дает в итоге миллионы и миллиарды тугриков ежегодного перерасхода средств. За такое хозяин бизнеса живьем закатает в асфальт. А вот за экономию на перемаркировке дешевых деталей в более дорогие - может и премяшку подкинуть.
Кстати, дешевых конденсаторов на 85С производится значительно больше, чем на 105С - на них сидит вся бытовуха. Так что перемаркировка 105С в 85С - это исключительно самовнушение, не имеющее ничего общего с реальностью.
А в моем примере речь шла как раз о том, что человек заказывал по умолчанию Jamicon серии TK на 105С, а ему прислали какую-то хрень на 85С. Когда он спросил у манагера "шозанах?" - ему ответили в стиле "ой, извините, мы не обратили внимания, что вам их нужно было отмаркировать как ТК 105С". После чего человек выпал в осадок с огромной кучей непонятных конденсаторов в руках... А все эти ресурсы в 2000 часов или в 8000 - насколько я понял, у китайцев это больше цифры для лохов! И единственный способ, типа, "наказать" такого производителя - это ничего больше у него не покупать, ибо стрясти с него компенсацию за убытки - точно не удастся.

Это измышление ни о чем. А то, что хозяин потеряет крупного потребителя из-за отказов это в расчет не принимается?

Все подобные рассуждения применимы к производителям без имени или при покупке неизвестно у кого.
То, что у многих производителей некоторая продукция отличается только маркировкой это нормально. Массовость и хорошие технологии могут позволить иметь меньшую себестоимость даже при более качественном сырье. Или в настоящий момент есть избыток по конкретной позиции, и себестоимость позволяет сбыть этот излишек не в убыток.

Если мелкие объемы и качественная продукция, стоит брать конденсаторы у тех, кому доверия больше. А если объемы большие, то можно и перепроверить за производителем.

Ну, перепроверили Вы за производителем, ну остались с кучей дерьма в руках - а дальше-то что? Будете пытаться выбить из поставщика деньги и компенсацию? Ну-ну... А в это время Ваш собственный заказчик с дрыном придет "попить чаю"...
Судя по моему собственному опыту общения с китайцами и опыту общения многих моих коллег, еще никто из нас ни разу не видел, чтобы китайцы в принципе боролись за покупателя и дорожили качеством своей комплектухи. Наоборот - первые тестовые партии могут прийти очень хорошими, а затем, как правило, - сущее гуано!