Давно меня занимает вопрос, как правильно рассчитать параметры резисторно – конденсаторной демпферной цепочки для флая. В популярной литературе (у того же Семенова, например) и в различной фирменной документации производителей соответствующих микросхем все достаточно противоречиво. Расчет по разным методикам дает разные результаты. И главное, хочется понять суть , базис расчета.

Кажется справедливым соотношение
P = (L*I^2)/(2*T ) = U^2/R, где
P – мощность , рассеиваемая на демпф. резисторе R,
L – индуктивность рассеяния,
I – амплитуда тока,
U – напряжение на демпф. емкости C,
T – период.

Естественно, принимаем произведение R*C много больше T.
Практически, это самое U есть т. н. «отраженнное» или «наведенное» напряжение плюс вольт 100..130.
Если считать P константой (при заданных L,I,T) и попробовать уменьшить U, уменьшая R, то фиг вам.
При уменьшении номинала резистора R напряжение U не уменьшается, просто увеличивается мощность на резисторе R.
Т. е. демпф. цепь начинает потреблять энергию не только от индуктивности рассеяния, но и от основной обмотки.

Можно и через энергию, которую в течение периода запасает и отдает демпф. емкость, посчитать..
Все это не отвечает на вопрос, что именно мешает уменьшиться напряжению U при уменьшении номинала резистора R, ведь энергия в индуктивности рассеяния L будет гаситься..
А как Вы думаете?

Я думаю, что это выражение не справедливо, т.к. согласное ему энергия конденсатора определяется только энергией индуктивности рассеиния, а это не так. Ведь выходной диод откроется и начнется процесс перетекания тока во вторичную обмотку только когда напржение на конденсаторе достигнет величины равной напряжению на выходе (пересчитаному к перв.стороне), а до этого момента конденсатор заряжается за счет энергии основной индуктивности. Мало того, даже когда идет процесс перетекания тока во вторичную обмотку заряд конденсатора и формирование выброса напряжения определяются током (энергией) основной индуктивности. Величина индуктивности рассеиния в большей степени определяет время перетекания и уже как следствие величину выброса, а не энергию отдаваемую в конденсатор демпфера.

Все таки, наверное, стоит обратиться к классикам, т.е. в Юнитродовские семинары Там они очень тщательно разжевывают что такое снабберы, с чем их едят и как считают
http://focus.ti.com/lit/an/slup100/slup100.pdf

А, дык этот демпфер есть RCD, а не RC - совершенно разные вещи
Напруга на С9 будет постоянной и определяться во-первых, номиналом R12 (в-основном), во-вторых, паразитной емкостью транса.
Вот здесь посмотрите: http://www.bludger.narod.ru/smps/Flyback.pdf
Стр. 6.
Попробую еще "на пальцах" объяснить Энергия, запасенная в индуктивности рассеяния, рассеивается двумя путями - на резисторе демпфера, и на сопротивлении обмотки транса и проводов. Вторая составляющая обусловлена тем, что энергия из индуктивности рассеяния идет еще и на перезаряд паразитной емкости транса, т.е. если вообще выкинуть демпфер, увидим затухающие колебания на контуре из индуктивности рассеяния и емкости транса. Соответственно, второй составляющей пренебрегаем ввиду сложности ее оценки и того, что она делает все только лучше
Поэтому можно считать, что вся энергия, запасенная в индуктивности рассеяния, должна рассеяться в резюке демпфера. Соответственно, напруга на кондере демпфера будет постоянной, точнее, пульсации на нем пренебрежимо малы. И из равенства энергии в индуктивности рассеяния помноженной на частоту и на резисторе можно найти соотношение между амплитудой выброса и сопротивлением резюка.
Штука запутанная.. Но пока это единственнй известный мне подход, который дает хоть какую то корреляцию с практикой

М-ндя, уже не помню из какой математики так получилось.. Сейчас мне кажется что наверху должно быть (Vmax-Vin)^2 У нас же величина отраженного напряжения плюс шпилька есть величина независимая от входного напряжения, поэтому и напряжение на кондере демпфера будет постоянным. Соответственно, можем задаться какая максимальная напруга допустима на ключе, вычесть из него максимальное входное - и так мы получим напругу на кондере демпфера при любом входе.
То есть по идее мы можем уменьшать сопротивление резюка до тех пор, пока (Vmax-Vin) не сравняется с отраженным, после этого мы уже начнем отбирать ток из полезной энергии, и мощность на резюке возрастать не будет (она все равно равна мощности гоняемой в инд. рассеяния). Ок, завтра попробую проверить в реале
Кстати, если сверху будет (Vmax-Vin)^2, все тоже совпадает с жизнью при любом входе, смотрю на осциллограммы при Vin=300VDC и Vin=200VDC

Не согласен, ведь когда происходит спад тока в индуктивности рассеиния напряжение на обмотке не равно нулю, т.е. если нарисовать упрщенную эквивалентную схему, то она состоит из двух источников, напряжение на конденсаторе и пересчитанное в первичную цепь напряжение на нагрузке. При этом в конденсатор скинется не только энегрия индуктивноси рассеиния, но и та энергия которая потребится (условно) из выходного источника, по сути энергия основной индуктивности.

To Wise :

" Кажется справедливым соотношение
P = (L*I^2)/(2*T ) = U^2/R, где
P – мощность , рассеиваемая на демпф. резисторе R,
L – индуктивность рассеяния,
I – амплитуда тока,
U – напряжение на демпф. емкости C,
T – период. "

Мне кажется что приведенная формула не совсем верна. Ведь напряжение на демпф. емкости определяется не столько выбросом обусловленным индуктивностью рассеяния как ,в основном, энергией
"отраженного" напряжения. То есть даже в случае идеального трансформатора ( когда индуктивность рассеяния равна 0 ) напряжение на демпф емкости не будет равно 0 и будет определяться величиной и скважностью импульсов "отраженного" напряжения на стоке силового транзистора.
Следовательно когда Вы уменьшаете демпф резистор Вы тем самым создаете дополнительную нагрузку для рабочего обратного хода флая выходное напряжение которого стабилизировано.

Но напряжение на кондере у нас больше отраженного, и напряжения разделены диодом. Каким же образом происходит перекачка энергии в демпфер?
На самом деле требуются идеи, потому как практика вопиющим образом расходится с теорией То есть по теории напруга на демпфере должна быть меньше чем видим на осциллоскопе...

Я собственно, об этом и говорю. Если учитывать только энергию индуктивности рассеиния, то будем всегда получать заниженные (часто сильно) значения.
Зачем идеи, просто нужно четко определится с моделью и ее рассчитать.

Сначала попробуйте объяснить механизм перекачки энергии из индуктивности намагничивания в кондер демпфера, учитывая что напряжение на кондере демпфера всегда больше "полки" отраженного напряжения...

Такая вот идея на счет механизма перекачки энергии из индуктивности намагничивания в кондер демпфера:
Когда мы размыкаем основной ключ, ток в индуктивности намагничивания не может моментально переключиться на выход - проходит некоторое время пока нарастет ток в индуктивности рассеяния вторичной обмотки и в паразитной индуктивности выходной части (диод-выходной кондер-монтаж). Соответственно в это время ток, вызванный прекратившемся магнитным потоком вынужден наращивать напряжение на ключе, заряжая емкость трансформатора. Но заряд емкости транса происходит очень быстро, и напряжение достигает потенциала на кондере демпфера, и начинает его заряжать. И это безобразие происходит до тех пор, пока ток в паразитных элементах выходной части не перестанет нарастать и не начнет снижаться, только после этого основной магнитный поток начнет работать на выход, а в кондер демпфера бедет продолжать сливаться лишь энергия из индуктивности рассеяния первичной стороны.
Экспериментальные подтверждения: берем керамический кондер в 1nF и цепляем непосредственно к выходной обмотке транса - напряжение на кондере демпфера падает на 20В (с 580 до 560 при индуктивности рассеяния 23uH, токе в первичке 0,85А и резюке демпфера 75К). То есть мы исключили паразитную индуктивность диода, монтажа и выходного кондера. В результате отыграли 100mW из лишних 300mW потерь в демпфере.
Также, если параллельно выходным кондерам (две штуки 680uF*25V, EXR series by Hitano) привесить хорошую керамику 1206 X5R 4.7uF*16V - тоже видно снижение напруги кондера демпфера, хоть и весьма незначительное.
Соответственно, становится понятен эффект значительного возрастания мощности на резюке демпфера при уменьшении его номинала - меньшее напряжение на демпфере достигается быстрее, и время перекачики энергии из индуктивности рассеяния в демпфер возрастает.
Только пока не могу придумать как это дело посчитать - может, какие идеи?

Как же, мерял ток через кондер, еще вчера-сь.. Никаких там чудес, бросок до амплитуды первичного тока ( у меня 0,85А), и линейный спад. Все по науке...
Индуктивность рассеяния вторички по логике те же проценты, что и у первички, у меня 2,6%, индуктивность вторички у меня 4uH, соответственно, порядка сотни нан - померял - так оно и есть.
Меня смущает нестыкуха в цифрах. Паразитная индуктивность вторички в 100нан зарядится вторичным током в 12А до напряжения 40В за 30нан (что соответствует картинке на осциллоскопе), что составляет 0,3% от выходной мощности 24W, т.е. 72mW. Даже если посчитать, что вся мощность из намагничивания за это время ушла в демпфер, непонятно куда девается еще примерно 250 лишних милливатт...
А нарастание в первичке из-за емкости транса не так несущественно как кажется - если принять емкость транса за 50пик, то до 500В током 0,85А зарядится примерно за те же 30нан, и по идее задержка нарастания тока вообще не должна мешать.
Похоже, что то не так считаю...

Вроде все сраслось
Похоже, что индуктивность рассеяния ПЕРВИЧНОЙ обмотки здесь вовсе непричем - играет роль только индуктивность ВТОРИЧНОЙ обмотки Вот что происходит:
Вырубили ключ, и прекратившийся ток в первичке переключается на вторичку. Там мы имеем последовательно соединенные индуктивность намагничивания Lm и индуктивность рассеяния (плюс паразитную индуктивность вторичной цепи!) Ll. Пусть напряжение на демпфере Vmax, и отраженное напряжение Vrefl. Тогда напряжение на "верхнем конце" Lm будет Vmax/K, соответственно, напряжение на Ll будет (Vmax-Vrefl)/K. В результате ток в Lm будет нарастать как K*Ll*Isec/(Vmax-Vrefl), так же как и ток в Lm. Это равносильно тому, что ток в индуктивности намагничивания первичной цепи за то же самое время спадает от пикового значения до нуля, и этот ток идет в кондер демпфера. На самом деле, если забыть про индуктивность вторичной цепи, то можно пересчитать через К эти соотношения в первичную цепь, будет то же самое соотношение для первичной цепи t=Ll*Ipri/(Vmax-Vrefl) - здесь уже Ll - индуктивность рассеяния первичной обмотки, если точнее, то индуктивность рассеяния вторички плюс индуктивность монтажа помноженное на квадрат K).
Теперь посчитаем среднее значение для треугольного тока, закачиваемого в демпфер для всего периода T, соответствующего частоте преобразования f:
Idc=(Ipri/2)*(t/T), подставив е получим:
Idc=(Ipri^2*Ll*f)/2(Vmax-Vrefl)
Что бы напруга на кондере демпфера была постоянной, ток заряда его должен быть равен току разряда, разряжаемся мы через резюк демпфера током Vmax/R
Отсюда Vmax/R=(Ipri^2*Ll*f)/2(Vmax-Vrefl)
Из чего R=(2*Vmax*(Vmax-Vrefl))/(Ipri^2*Ll*f) - формула из статейки
Вывод совершенно неверный, что нижняя часть формулы есть мощность в Ll - в цифрах она та же самая, но суть ее абсолютно не та!!
На самом деле, данная формула дает несколько заниженное значение R - часть энергии из кондера демпфера отсасывает диод за время, пока он рассосется, и приличную часть - и хрен знает как посчитать, можно только прикинуть:
Id=(Ipri/2)*(Trr/T), где Trr - время рассасывания диода.
Причем энергия через диод сливается в нагрузку
То есть все согласуется с практикой - уменьшение резюка приводит к резкому возрастанию потерь в нем - снижается Vmax, и резко увеличивается время когда энергия из индуктивности намагничивания сливается в кондер демпфера, и если попробуем приблизить Vmax к Vrefl, то вообще вся полезная энергия рассется на демпфере... То есть Vmax - чем больше тем лучше!
Припаял последовательно с выходным диодом индактор в 150нан (рассеяние вторички 100нан), и получил Vmax вольт в 350...

Читайте внимательней - резюк уменьшили сильно, а неапруга снизилась чуть-чуть

Там еще время восстановления диода демпфера играет очень важную роль, даже при очень быстрым диодом с временем восстановления 75нан. Это время восстановления сильно нам помогает, в ближайшее время оформлю с рисуночками, подробными объяснениями и формулами.





Еще раз - физически мощность в демпфере НИКАК НЕ СВЯЗАНА С ИНДУКТИВНОСТЬЮ РАССЕЯНИЯ ПЕРВИЧНОЙ ОБМОТКИ! Эта индуктивность начинает играть роль только во время восстановления обратного сопротивления диода демпфера, до этого она просто работает вместе с индуктивностью намагничивания.
На мощность, запасаемую в демпфере, влияет ТОЛЬКО ВРЕМЯ заряда индуктивности рассеяния ВТОРИЧНОЙ обмотки. И еще раз - время восстановления диода играет очень большую роль, к счастью, в правильную сторону

Понимаю, здесь выглядит сумбурно - завтра постараюсь оформить по-человечески и выложить

Вот здесь изложил видение процесса: http://www.bludger.narod.ru/smps/Clamp.pdf

Это все здОрово. Можно, я без формул?
По-моему, вы забыли, что в обратноходовых преобразователях среднее напряжение на RC-цепочке в RCD-демпфере в первичке определяется напряжением на первичной обмотке и скважностью импульсов. А амплитуда выброса ОХ на демпфирующей цепи (и на первичной обмотке) определяется энергией в индуктивности рассеивания и параметрами демпфирующей цепи.

Имелось в виду разумеется напряжение выброса относительно земли, т.е. Vin+Vcl.
Напряжение на рассеянии первички - пропорционально напруге на намагничивании. У нас в момент t0 магнитный поток в сердечнике разогнан до максимального значения - соответствующего Ipri на первичке или Isec на вторичке. Появившееся напряжение на вторичке начинает разгонять ток в рассеянии вторички от нуля до Isec, соответственно, ток в первичке, загоняемый в демпфер, спадает от Ipri до нуля. Поскольку ток через инд. намагничивания и рассеяния первички один и тот же, напруги на них будут пропорциональны. И если, как мы условились, рассеяния первички и вторички одинаковы (через квадрат К разумеется), то и пилообразный спад тока в рассеянии будет иметь ровно ту же длительность, что и пилообразное нарастание тока (т.е. "заряд
индуктивность") в рассеянии вторички. Очевидно?




Ну, млин.. Ток намагничивания в первый момент вообще не попадает в нагрузку - он начинает линейно нарастать от нуля до Isec на индуктивности рассеяния вторички



Ток через диод прекратился - но диод представляет из себя еще кусок провода, и это позволяет току начинать протекать в обратном направлении. Чем больше обратный ток, тем быстрее он восстановится, у нас ток вообще пилообразный, и сколько он будет возиться, вообще непонятно. Судя по измерениям, чуть больше заявленного в даташите. А направление - "правильное", в нагрузку текет, на рисунке точка не в том месте Не бейте больно, писалось урывками между основной работой.

Соответственно, еще любопытны некоторые практические выводы. Например, индуктивность монтажа растит шпильку - можете проверить . Так же, становится очевидным очаровательно простой спсоб уменьшить напругу на демпфере или поднять КПД - припаять параллельно вторичке кондер и последовательно с ним параллельно соединенные диод и резюк...

очень интересная тема, читал но нигде нету ни слова про Ccl-он что от фонаря берется?

это как это-так? если есть в формуле LI^2/2, то R от этого сочетания зависит...

Примерно так Он на потери в демпфере не влияет. Силшком маленькое значение кондера демпфера приведет к большим пульсациям на нем и увеличению "шпильки", слишком большое значение - будет мешать при переходных процессах, кондер будет большой и дорогой.




Ага зависит! Но греет демпфер вовсе не энергия запасенная в индуктивности рассеяния! А ток намагничивания. И время, которое этот ток будет проходить через демпфер зависит от индуктивности рассеяния вторичной стороны...
То есть циферки то те же самые, но энергия, запасенная в индуктивности рассеяния тут никаким боком ни при чем...

я думаю стоит нарисовать диаграммы тока и напряжения на ключе, что бы всем было понятно, о чем речь. А то я уже слега потерял нить, завтра если время будет сниму и выложу с осцилла

А кто что скажет про такой вот дампфер? Описан в Книге марти Брауна, но очень скудно... В особенности как его считать. Какие Диоды? Индуктивность?

На сайте Володина эту схему называют фиксер - преобразователь с фиксирующей обмоткой, обычно прямоход. Обратноход по этой схеме работает гораздо хуже. Обмотки имеют одинаковое количество витков, начало осн. обмотки внизу, фиксирующей - вверху. На диоде - двойное напр. питания, нижний по идее не нужен.

Нет, Внизу-Это не обмотка. Это из книги Брауна, т.е. во время открытого состояния ключа-напряжение с конденсатора-превращается в ток через ключь-самое то для обратнохода. Зачем сдесь индуктор? Для разряда кондера меньшим током?

Однако.. Так это регенеративный снаббер. Нужен для уменьшения потерь переключения. В принципе годится и для обратнохода, однако работать там будет нестабильно. Дело в том, что тут ему(конденсатору) придется поглощать выброс индуктивности рассеивания. Она дает заряд, пропорциональный пиковому току - а значит, напр. на конденсаторе будет зависеть от этого тока. В отличие от традиционной фиксирующей цепочки, емкость конденсатора здесь критична. Берется такой, чтобы зарядилась пиковым током до пикового напряжения за 0,1-0,3 мкс, смотря какой транзистор. Без дросселя вообще работать не будет. Он с конденсатором образовывает посл. колебательный контур, который перезаряжает конденсатор при открывании транзистора.


Когда транзистор закрыт, на конденсаторе + справа, - слева(напр. питания), как на рисунке. При открывании транзистора на правом конце - ноль, на левом получаетчся - питания Это напряжение прикладывается к дросселю, разгоняя в нем ток вверх, по цепи нижний диод-дроссель-конденсатор-транзистор. Когда конденсатор разрядится до нуля, в дросселе макс. ток - вся энергия из конденсатора в нем. Ток продолжает идти, перезаряжая конденсатор уже в другой полярности(+ питания слева), пока ток в дросселе не прекратится. Процесс идет пол периода рез. частоты этого контура(по формуле Томпсона, корень LC - обычно выбирают 1-2 мкс). Теперь демпфер готов к работе. При закрывании транзистора ток транса идет через конденсатор-верхний диод, а напр. на стоке растет линейно, на протяжении этих самых 0,1-0,3 мкс. В этом и состоит назначение снаббера - в обеспечении мягкого выключения. Т. е., транзистор должен успеть закрыться, пока напр. на стоке не успело нарасти. что касается диодов, они должны выдержать пиковый ток транзистора(в импульсе). Напр., для 50-амперных IGBT в сварочнике ставят HFA16TB60 - 16-амперные диоды.