У меня тоже вопрос. Как, опираясь только на здравый смысл, без всякой там заумной физики, прикинуть трансформатор для обратноходового преобразователя? Нужно две вторичных обмотки: на +5 В и +7.5 В. Стабилизируется та, что на +5 В. Нужно с обмотки +5 В получить 1.5 А, а с +7.5 В обмотки 0.5 А.

Входное напряжение +12 В, частота преобразования 150 кГц. Делается все с помощью ШИМ-контроллера UC3843. На защите по току ключа стоит 0,366 Ом.

Для трансформатора у меня нет нормального разъемного сердечника со вставкой, поэтому мотаю на тороидах. Сделал две попытки, ни одна не работает. Тороиды были такие:

1) Порошковое железо (ну такой, салатового цвета сердечник из комповского блока питания, мю = 30 или 80, я забыл). Намотал 50 Витков - на холостом ходу все работает как надо, но чуть грузишь (0.5 А нагрузка) - напряжение на второй обмотке (той, что на +7 В) возрастает до +18 В. Смотрю напряжение на стоке ключа - мой флайбэк перешел в режим неразрывного тока (транзистор открыт больше 0.5 периода тактовой частоты). Размер кольца 24*5*8 мм. Индуктивность первички 160 мкГн.

2) Феррит НМ20000 (двадцать тысяч, это не опечатка, но уж что нашлось). Первичка = 25 витков, вторичка 1 = 12 витков, вторичка 2 = 21 виток. Феррит расколол, а потом склеил с зазором 0.5 мм. Опять не угадал. Напяжение на +5 В при нагрузке 0.6 А (недобор), стабилизируется, конечно, но преобразователь переходит в какой-то совсем уж дикий режим (я честно не знаю, как такое называется, но на режим непрерывного тока не похоже). Индуктивность первички 23 мкГн, размер кольца 32*21*9 мм.

Что я делаю не так, почему не получается?

Во втором случае сложно даже сказать, что получилось из сердечника )
В первом:
Предположим, мы хотим режим разрывных токов с D немного меньше 0.5, чтобы еще и компенсацией наклона генератора пилы не возиться.

Зададимся D=0.45 для номинальной нагрузки 1.5x5 + 0.5x7.5. С учетом падения на выпрямителях это 1.5x5.5+0.5x8 средней мощности или, в пересчете на 12В, 1.02А среднего тока.

В первичку нужно закачать, в среднем, столько же + потери на индуктивности рассеяния, допустим около 2%., т.е., округленно, Iэкв=1.04А

Этот средний ток нужно обеспечить за часть цикла T*D, учитывая что нарастает он почти точно линейно, т.е., пиковый ток в два раза больше среднего по интервалу нарастания.
Т.е. за T*D нужно увеличить ток с 0 до Iэкв/D*2=4.6A (ограничение тока очевидно, слишком сильное)

Индуктивность, приложением к которой 12В в течение 1/f*D=3мкс можно получить такой ток равна 3мк*12/4.6= 7.8мкГн (для выбранного режима изготовленная индуктивность слишком велика)

Проверяем в симуляторе по разомкнутой схеме с заданной уставкой по D порядок получающихся величин (с учетом недопотерянных потерь, вроде, где-то-оно). Затем читаем разнообразные ценные указания из даташита по улучшению пока что страшноватого режима работы компонентов и доводим до ума. Вроде бы, таким способом обычно получается как минимум, похоже на работающее

---

Я тут опечатался: в расчетах индуктивностей вторички не хватает напряжений в квадрате

А где в ваших расчетах участвует этот самый сердечник? Почему вы сразу посчитали индуктивность первички и на этом все?

Сердечник в расчетах не присутствует т.к. после оценки его происхождения, его насыщение при таких уровнях индукции сочтено невероятным. ) По хорошему, следует пользоваться методиками и/или программами расчета от производителей или независимых авторов. Вторичка рассчитана прямо на схеме из, вроде бы, не заумнофизического соображения Lперв/Lвтор = (Nперв)^2/(Nвтор)^2 = k^2 )

Со вторичкой все ясно, к ней нет вопросов. А авторы программ и методик, так же как и вы, начинают сразу считать индуктивность первички. Да, я верю, что на трансформаторе, выбранном в проге и собранном все будет работать. Ну а как же быть тем, у кого таких сердечников нет да и сами они с физикой не дружат? На пальцах, в крайнем случае, с помощью гидро примеров там с ведерками, кранами, манометрами и датчиками потока вы смогли бы объяснить эту тему?

С краниками и ведерками поведение материалов магнитопроводов, которое нелинейно и выходит за рамки школьного учебника - вряд ли. Да и точное математическое выражение законов их внутреннего поведения редко публикуется полностью ) В документации на серии сердечников разных производителей часто имеются номограммы : проницаемость/индукция, потери/частота и т.п. Все они, как правило, ориентированы на стандартный метод выбора - когда в качестве исходных данных имееется частота преобразования, уровень тока и рабочий диапазон температур.

Конечно, ведь шим-контроллеру абсолютно всё равно, что находится по ту сторону луны. Его задача - накачать в дроссель энергии до уровня отсечки по току. А это напрямую связано с индуктивностью первички.

Ну а как же быть тем, у кого таких сердечников нет да и сами они с физикой не дружат - ответ прост: первым - идти в магазин, а вторым - взять метлу и идти мести двор. Sad but true.

Сердечник в расчётах не присутствует по одной простой причине - контроллеру нужна только индуктивность, у него нет глаз и он не видит сердечник. Условие - индуктивность должна оставаться индуктивностью до окончания накачки тока и не переходить в состояние гвоздя (должен быть зазор). Ну а в зазоре концентрируется вся напряжённость поля, а сердечнику остаётся гулькин нос. Потому сердечник и не упоминается в расчётах.

Впрочем, вся эта простейшая теория изложена в любой доступной для понимания даже дворниками книжке, и абсолютно непонятно, зачем пересказывать учебники на форумах.

надо понимать, что ломая кольца неизвестного материала ради с потолка взятой величины зазора, вы не сможете заставить электроны бегать по вашим законам и правилам.

В природе есть такие неприятности, как индуктивности рассеяния, сопротивления обмоток и т.п., по причине которых все ведомые выходы требуется подгрузить или ограничить.

Вы все делаете не так и ничего и не должно получиться.
Даже яичницу жарить нужно учиться. Вот так и с источниками питания. Придется таки вникнуть в физику. Ну почитать десяток статей и пару книг.
Рассказывать подробно на форумах то, на что нужен минимум семестр, никто просто физически не сможет.

Никак. Извините, если разочаровал. С полгода назад сам построил свой первый флай. Вход 12 В. Выход 24 В, +-3.3 В, +-5В. Мощность около 10 - 15 Вт. Перед этим месяца два только штудировал литературу (Семенов, Мартин, Браун и разные статьи). Затем недели две работал только с симулятором (Micro-CAP, PSpice, вообще не важно какой). Пытался выводить формулы для расчёта транса сам, опираясь на здравый смысл, и самые простейшие знания физики. Не работает. Даже в модели. Вот тут я задавал свои вопросы.
Флай в итоге я сделал. Где-то методом подбора на реальном источнике. Он работает. Возбуждения по осциллу нет. Мощность отдаёт. Транс не греется. Но в итоге я так и не понял, что я сделал. С другой стороны жизнь от меня больше не требует построения флаев))) Если бы я продолжил этим заниматься, возможно появилось бы и понимание.

В общем, вам правильно говорят, надо читать, читать, и ещё раз читать)

...или читать несколько меньше, но обзавестись простейшим осциллографом и генератором, и экспериментировать )

Это будет приблизительно то же, что мотать на случайных кольцах, гайках, простой колючей проволокой и жугутами. Только затратнее. Эксперименты вслепую.
Пока не уяснится полностью что же там в источнике происходить должно, смотреть что происходит - пользы мало.
Могу посоветовать для начала разобраться как работает повышающий преобразователь. Это даст возможность уверенно отличать дроссель от трансформатора. Потом к обратноходовику будет перейти намного легче.

Ну, в описанном случае и указанными инструментами, в отношении неизвестного сердечника ТС сможет экспериментально обнаружить сначала ту, что по методичке, квадратичную зависимость индуктивности от числа витков провода, выдернутого из комповой витой пары, а потом и момент, когда эта индуктивность начинает сильно отклоняться о предсказываемых тривиальной формулой значений. ) Это явление даст ему возможность независмо от авторов методичек по выбору индуктивных компонентов грубо очертить область применимости керамической железяки. Ну раз есть такое желание. А тут уже и стоит почитать про ток, индукцию, напряженность, проницаемость...

Там ведь, в самом деле нет ничего сложного, все те же законы сохранения, отношения величин и явлений очень похожи на те, что известны в механике, просто сами величины и явления - электрические. )

У автора нет ни желания разбираться в "заумной физике", то бишь в теории работы ИБП, ни подходящих магнитопроводов для воплощения макета в жизнь. Я бы ему посоветовал сэкономить время и подобрать что-то готовое. Всяких регулируемых DC-DC у китайцев - валом. Частота преобразования, правда, может не соответствовать. Но непонятно, исходя из чего автор задался именно приведенным значением. Если это не критичный параметр, то не вижу более разумного пути.

Как-то я не так вопрос задал, похоже.

Пример в первом сообщении с такими точными значениями как раз для того, чтобы попробовать разобраться. Я неплохо представляю себе, как работает флайбэк и переделал их не мало И как оно работает на примере с двумя ведерками (первичной и вторичной обмотками) тоже смогу объяснить. Но вот не приходилось мне раньше делать такой преобразователь на два разных выходных напряжения и сильно разных тока. Почему-то тема косвенной стабилизации в книжках и статьях упорно обходится стороной. И физику (с двумя обмотками - такую физику) я не понимаю хоть на пальцах хоть "заумную".

Попробую еще раз: нужен flyback с входным напряжением 12 В и двумя выходными напряжениями/токами: 5 В 1.5 А и 7.5 В 0.5 А.

1) Вот беру я UC3843 запускаю ее на частоте 80 кГц.
2) Беру кольцо из распыленного железа, мотаю на нем первичку, ну скажем 50 мкГн.
3) Потом мотаю вторичку1 на 5 В с таким же числом витков, как у первички. Обратную связь беру с этой вторички1. Подключаю нагрузку на эти 5 В - все работает. И ток, какой надо, и на нагрузке 5 В.
4) Теперь доматываю вторичку2 на 7.5 В, при этом число витков выбираю исходя из соотношения витки/вольт вторички1. Ну, например, если вторичка1 = 30 втиков, то вторичка2 = 45 витков.
5) Отключаю нагрузку и проверяю на холостом ходу. Пока что все идет как надо: на вторичке1 есть 5 В, на вторичке2 есть 7.5 В, все замечательно.
6) Опять подключаю нагрузку на вторичку1 и тут начинаются проблемы. На вторичке1 опять 5 В, тут все нормально. А на вторичке2, которая пока работает на холостом ходу, получается вылет до 12 В.
7) Меняя нагрузку вторички1 (пятивольтовой) и получаю разные значения выходного напряжения вторички2 вместо 7.5 В - вот это меня сильно смущает.

Так вот и вопрос: как это победить? Возможно ли это вообще в такой топологии? Если не возможно так сделать с флайбэком, то в какой топологии можно? У какого типа импульсных источников косвенная стабилизация лучше всех?

Выкинуть трансформатор и взять нормальный
Возможно, но это зависит по большей части от магнитной связи между вторичными обмотками, а не от топологии.
Можно посмотреть тут - https://www.power.com/sites/default/files/p...t-docs/an22.pdf (раздел Construction to Improve Cross Regulation страница 10)
Еще (IMHO) нужно минимизировать leakage inductance (в добавлении к cross coupling) - см тут https://www.ti.com/seclit/ml/slup338/slup338.pdf

Да нормальное там кольцо, намотать просто надо тоже нормально, похоже так.

Спасибо, интересная аппнота (an22). Похоже, дело действительно в трансформаторе. Я привык, что обратная связь "всегда все вывезет", и с одним выходом оно действительно так. Но тут пишут:

Separate Output Windings - Poor regulation of lightly loaded
outputs due to peak charging.

Stacked Output Windings - Improved cross regulation.

То есть, вторички надо мотать одновременно в два провода. Я правда, не понял, поможет ли это в том случае, если гальванической связи между вторичными обмотками нет (в аппноте разбирается случай с общей вторичной землей). Хотя, должно помочь, магнитная связь при этом улучшается, ну и The quality of cross regulation depends on the coupling between the various output windings.
А еще, похоже, при малых нагрузках конденсатор на вторичке заряжается от пиков, которые тут рекомендуют убрать простым НЧ фильтром. И, продолжая мысль, я так понимаю, это можно поправить небольшой неотключаемой нагрузкой, если места для фильтра не нашлось.
В общем, надо попробовать. По крайней мере, стало понятно, что это вполне реально.

только для многообмоточного дросселя, коим является трансформатор флая, оно (кольцо из распылённого железа) ни разу не подходит, и в даташите (которого у вас отродясь не было) про это и сказано.

слаботочные выходы можно стабилизировать LDO стабилизаторами. Подгружать выходы обязательно.

годную перекрёстную стабилизацию делает прямоход, но это 2 моточных, и я не берусь советовать - вы и с одним справиться не можете (

И что же там сказано, если не секрет? Почему ни разу не подходит?

Ну, они там есть, это все понятно. Но мне интересно все же запилить максимально близкие напряжения и токи к начальным условиям.

Не переживайте так, возможно дойдет дело и до прямохода Причем "с одним моточным" Но спасибо за мысль, что у него косвенная стабилизация лучше.

У флайбэка не получится, как такового, ХХ. При закрытии ключа всегда будет хотя бы минимальный звон, который отразится в вторичной обмотке. При хотя бы минимальной нагрузке вторичек энергия паразитных емкостей/индуктивностей вся утечет в эту минимальную нагрузку, и дроссель начнет работать, в основном, связанной индуктивностью. При отсутствии нагрузки выход будет заряжаться паразитными параметрами, неизвестной заранее величины. В типичных трансформаторах можно наблюдать выраженный эффект скачкообразного улучшения стабилизации при нагрузке выходов хотя бы жалкими миллиамперами, и такого же ухудшения при отключении нагрузки совсем.

В прямоходе снастоящим точным ZVS, вероятно, можно и настоящий ХХ получить. )

похоже

Во-первых, кольцо как типоразмер не подходит для флая, т.к. оно не обеспечит хорошую связь между обмотками. Будет чрезмерно большое рассеивание, которое отразится на выбросах, звоне, КПД и т.д. Хороший трансформатор - это то ещё шаманство. Например, обыденный стандартный нюанс: если обмотка состоит из малого числа витков и занимает мало места по ширине каркаса, её можно распараллелить на несколько проводников, чтобы занять всю доступную ширину намотки. Даже если это слаботочная обмотка питания контроллера. Безусловно, можете так не делать, и наверняка на это забьёте болт, как и на другие особенности изготовления качественного трансформатора, их немало.

Тем более, на кольце так и подавно не сделать.

Во-вторых, во вложении - скрин из паспорта одного из производителей распылённых колец. Ваше кольцо - салатовое с зелёным торцом - материал 52. Жёлтое с белым торцом - 26. Никаких трансформаторов среди перечисленных применений нет.

чтобы сделать правильный прямоход с одним моточным, надо быть джедаем 80лвл. Двухмоточный прямоход тем и интересен, что выходной дроссель обеспечивает отличную перекрёстную стабилизацию нагруженного источника.

Кольцо из железа для обратноходовика не годится. На нем мотают разве что сглаживающие дроссели во вторичных фильтрах. Нужен ферритовый сердечник с зазором. Какой именно и как рассчитать зазор - на пальцах не показать.
Обратноходовик (да и другие топологии тоже) не работает устойчиво на чистом холостом ходу. Его нужно подгружать искусственно на 1-2% мощности хотя бы.
Много выходов удовлетворительно во всем диапазоне нагрузок стабилизировать не получится. Все выходы нужно немного подгрузить, обратную связь заводить с суммы выходных напряжений, если они гальванически связаны по общему проводу. Если развязаны - в развязанных каналах ставить кроме подгрузки и компенсационные стабилизаторы.
Да, прямоходовая топология со связанными обмотками дросселя работает намного лучше, но все равно ошибка будет в пределах прямого падения на диодах. И прямоход стартеру, похоже, не потянуть, тут бы с обратноходовиком как-то разобраться.
Что до джедая 80-го уровня.... Сначала учатся делать простейшие обратноходовики. Потом посложнее. А до тонкостей намотки в семь с половиной проводов и по часовой или против часовой стрелки доходят , обычно, аудиоманы.
Простым смертным и 2-3 уровня достаточно. Самое важное - ухватить чем трансформатор от дросселя отличается. Дальше будет легче.

те, кто в 100-ваттном флае во втором каскаде после PFC давят иголку от рассеивания парой резисторов 1206.

Дискуссия интересная, и, кажется, автору уже дали все необходимые рекомендации. Надеюсь, он свою проблему решит. Но мне, по прежнему, интересна цель.

Почему именно флай, и почему не подходят два независимых модуля? Габариты? Или "спортивный интерес" решения проблемы? Ведь оно вряд ли будет экономически оправданным.

Плата уже изготовлена, и изготовлена под флайбэк. Думалось, что оно будет просто, как раньше, а вышло по-другому. Это всего-лишь тренировочный вариант, но все же. Присутствует и "спортивный интерес" - в следующей разработке понадобиться такое же решение, так что разобраться теперь просто необходимо.

Да кто же его знает? И сам стартер , похоже, не задумывался над этой стороной вопроса..
Возможно, нужна гальваническая развязка. А если нет, то две понижалки вполне бы справились и дроссели можно стандартные применить. Бакбуст тоже сгодился бы,если страшно за пробой ключа.
При 12 вольтах входного даже полностью законченный недорогой синхронный выпрямитель можно было бы поискать. Правда, они часто на слишком большой частоте, аккуратно печать нужно разводить.

Да, нужна именно дешевая гальваническая развязка.

Так вам просчитать вчерне трансформатор? Изготовить сможете? ЕЕ16 или ЕЕ20 ферриты доступны?

Нет, спасибо. Вчерне (или может и не вчерне) я могу посчитать транс прогой Flyback3200. Да, в общем-то вопрос был не о том, как трансы считать, а как это работает (точнее, почему не работает, когда должно вроде бы). А феррит из имеющихся возьму ETD34 с зазором 0.5 мм. Это не совсем то, конечно, но понять что к чему, думаю, мне хватит.

Что можно сказать? Сожалею, но больше ничем помочь не могу...

*упал под стол
прошу, сжальтесь над железом, оно не достойно такого отношения... разберите дохлый компьютерный БП и спаяйте из дежурки EEL19, этот типоразмер идеально подходит для исходных параметров

Так прикол только в том, что я собрался сделать ИИП на 12 Вт с помощью сердечника с габаритной мощностью 100 Вт? Если так, то в данный момент такие нюансы меня совершенно не волнуют Пока что, я просто хочу понять принцип этой самой косвенной стабилизации. То есть, лишь бы как-то заработало для начала.

Или тут есть какие-то принципиальные моменты?

Погуглил на тему EEL19, увидел вот такую картинку:


Ни в одном из трех сгоревших компьютерных БП, что валяются в заначке, такого нет.

Синхронными выпрямителями.

ну, дорогой товарищ, если с поиском информации у вас проблемы, то задача обречена на провал
https://tda2000.ru/pic/foto/big035/Ft035803.jpg

Если по методичке от TDK, то с такими параметрами ~9мкГн получается на 6 витках.
Соответственно, на вторичке какие-то дробные витки?

Но можно намотать всех троих плотно в один слой, чуть-чуть снизив индуктивность утечки..

По току насыщения, естественно, неиспользуемый запас.

Лет пятнадцать я делал flyback на UC2842 c +5В/0.2А и +-12В/0.05А. Вход 15-30В, обратная связь от +5В через TL431 и оптрон. Проверял с различными нагрузками и входными напряжениями - +-12В отклонялись только на +-0,5В от номинальных значений при любых раскладах. Так что я думаю у вас что-то не так в расчетах. Я использую всего пяток формул для расчетов и еще столько же для проверки. Если проверка выдала те же значения - значит транс скорей всего заработает.

Ну и финальная проверка - в схеме. И я не вижу в вашем отчете выше основной диаграммы: формы пилы тока в первичке(снимается осциллографом на шунте).
По ней вы сразу можете определить множество вещей:
- это должна быть четкая пила с линейным нарастанием тока вплоть до завершения цикла. Если в конце она задирается вверх - сердечник входит в насыщение.
- по наклону этой пилы вы вычисляете di/dt и зная входное напряжение определяете получившуюся индуктивность первички. Если она отличается от рассчитанной - тесты можно завершать и перематывать транс.
- Ток, при котором отключается ключ на максимальной нагрузке и минимальном напряжении тоже должен соответствовать расчетному. Если нет - опять пересчитываем.

Отмечусь тут напоследок. В общем, ничего путного из того, что я хотел, у меня не получилось. В смысле, косвенная стабилизация не получилась. Было предпринято около десятка попыток с разными сердечниками, намотками и т.д. и т.п.

Отсюда выводы про косвенную стабилизацию в flyback :

1) Косвенная в flyback стабилизация работает нормально при небольших нагрузках.
2) Так же нормально работает при больших, но одного порядка нагрузках.
3) Если нагрузки сильно разные - жди проблем.
4) Самый главный вывод: не нужно связываться с флайбэком, если нагрузки на вторички отличаются на порядок.

Так что пуш-пулл - наше все в таком случае, ну и вообще те топологии, где трансформатор - действительно трансформатор, а не накапливающий дроссель.

Отмечусь для всех других, кому на самом деле понадобится решить такую же задачу, что положительный ответ в теме есть.

Спасибо, я воспринимаю это как итоговое заключение.
Стартеру давали множество практических рекомендаций, но вникать он в них не пожелал. Его цель - создать нечто принципиально не желая разобраться в том, как это работает.
Такие задачи тут не решают.

Стартер настаивает на продолжении темы.

на уровне бреда сумасшедшего:
если прям так уж гуляют напряжения ненагруженных обмоток, подгрузите их шунтирующими стабилизаторами (регулирующий транзистор между выходом и общим проводом). Он сам замолчит, если нагрузить обмотку, и будет удерживать макс. напряжение на допустимом уровне при отсутствии нагрузки.

Да, греется. Но только на хх.