Собрал тут Flayback Uinmin=8B, Uout= +-24B Iout=1,6A.

Транс на Е30/15/7 N87 g=1мм,
L1=~1,25 мкГн (4 Витка в 2 провода D=1,25мм)
L2/3=(?) мкГн (по 11 Витков D=1мм намотаны одновременно)
Fsw=~44 кГц
Ключ IRFB4410 (100В, 80А, Rdson=0,01Ом)
ШИМ контроллер UC1845 (UC3845) Upit=12V (Dmax=0,5)

Работает вся эта борода в режиме разрывных токов дросселя
Ippk=~50A (Чистый треугольник) транс-дроссель при этом не насыщается.

При полной нагрузке КПД Снижается до 70-68% ~25Bт потерь! Причем почти все потери на ключевом элементе
(+дополнительные потери 2,5Вт на диоде защиты от переполюсовке MBR1645)

Подключаю транс на Е42/21/20 (разумеется параметры обмоток другие... частота преобразования 20кГц ) КПД 80-85%. Но из за недостатка места не могу его использовать

В чем может быть дело? В трансе?
Может я выбрал не ту топологию для данной мощности повышающего преобразователя?

Да, флаю с таким низким входом и такой мощностью тяжеловато.. Я бы наверное пуш-пулл построил бы...
Похоже, у Вас полевик слишком тяжелый, громадная динамика прет. Попробуйте посмотреть на что-нить 30-вольтовое, у них, как правило, значительно лучшие соотношения сопротивления и энергии переключения. Потом, посмотрите что бы в цепи управления не было никаких лишних деталей и паразитных индуктивностей, частота хоть и не высокая, но при таком токе потери будут ощутимыми...
А защита от переполюсовки на диоде - полевичок не хотите поставить?

Угу динамики похоже очень много. Не стоит туда такого слона ставить. Зачем на 100вольт то транзистор запихивать? На 30 вольт сток исток попробуйте, у него заряд затвора значительно меньше будет. Ну и транзистор ещё можно поставить p-n-p чтоб помогать ему закрываться.

Полевик на меньшее напряжение поставить наверное не получится, т.к. максимальное входное напряжение 30В + "отраженное" напряжение вторички ~9B, + выброс на индуктивности рассеяния транса > 100В точно. Итого ~140B. Иголку, которая появляется при выключении транзистора я гашу Transil'ом 1,5КЕ75СА, так при Uin=30B он греется ощутимо 1Вт на нем точно рассеивается (и это не считая энергии в 2-х RCD снабберах на трансе и полевике)

А вообще-то для флайбэка рекомендуют Udsmax не менее 3-4*Uinmax.

Да у IRFB4410 входная емкость 5600pF, но время включения/выключения 24/50nS соответственно при резисторе в цепи затвора 4,1Ом и Ugs=10V (такие тайминги не каждый маломощный полевик имеет)
Я поставил в цепи затвора 4,7 Ом, без всяких цепей заряда-разряда, т.к у UC1845 двухтактный выход, который прекрасно заряжает и разряжает затвор.

Еще я замедляю процесс включения - выключения RCD снабберами, чтобы выбросы на индуктивноси рассеяния были меньше... может не надо снабберы ставить, а гасить выбросы на Transil'е??

Здается мне, что немагнитный зазор 1мм для Е30/15/7 великоват. Ктонить мотал "транс" для флайбэка на маленьком сердечнике с зазором 1мм???

И вот еще, не понимаю я! При минимальном входном напряжении 8В коэффициент заполнения D=0,5 ,
пиковый ток первички Ippk=~55A (чистый треугольник)

тогда Iprms=~23A!!! На сопротивлении открытого канала (0,01Ом) должна рассеиваться мощность
5,3 Вт. Ну плюс потери переключения ~50%!!! получается где-то 8Вт

Транс перегревается градусов на 20 (т.е его температура ~ 50градусов) >> +еще ~5 Ватт

Входной защитный диод 2,5 Вт (кстати хотел я поставить полевичек вольтей на 50 с Rdons=0,006 Ом но потом передумал, по причине.... не заню по какой... )

+выходные диоды 1Вт
+входной кондюк 1Вт

Итого: выходит ~17 Вт, но в реальности теряется 25Вт!!!

Получается,что на транзюке почему-то рассеивается 16Вт. Откуда??!!! Динамические потери?? смотрел осциллоскопом форму импульсов напряжения сток-исток, фронты нигде не завалены.....

В общем я в недоумении....

Ну, 50ns - это время задержки, а нас интересует Rise Time - 80ns. Знаете сколько у Вас будет сеяться даже при таком жутко оптимистичном тайминге на заднем фронте? Порядка 6Вт. На самом деле тайминг - гораздо больше - одни провода до гейта дают нечто хорошее на своей индуктивности (кстати, а что там с датчиком тока то?). Лучше выжать из управления все что возможно - поставить на гейт p-n-p для форсированного выключения как можно ближе к полевику.
Вообще, при низком входе по жизни лучше поставить полевик послабее, но пошустрее, динамика тут доминирует..
Потом - не надо никакие RCD демпферы ставить, их время кончилось одновременно с биполярными ключами. Трансил - удел высоковольтных источников. При низком входе - RC цепь параллельно обмотке транса. Она же снимет немного динамики с ключа.
При 30В на входе 60-вольтового ключа хватает за глаза - даже при отсутствии демпфирования полевик прекрасно сжирает индуктивную шпильку (параметр Repetitive Avalanche Energy).

Хех! Совсем забыл про датчик тока!
У меня сопротивление шунта 0,005 Ом (два чипа 2010 0R01), на них рассеивается 2,6Вт мдее.....

да, действительно, 24nS - это Turn-On Delay

Ну допустим MOSFET 60V IRFP054 - первый который нашел..

Qg - Total Gate Charge____170 nC
tr - Rise Time ____120nS
tf - Fall Time ____110nS
Ciss - Input Capacitance __4080pF

Может есть лучше... но мне кажется практически все мощные полевики имеют такие параметры...

А насчет Repetitive Avalanche Energy, то у IRFB4410 Ear=18mДж

Такого запаса конечно хватит чтобы выдержать выброс напряжения на всех паразитных индуктивностях в цепи и накопительной индуктивности вместе взятых (в моем случае в каждом цикле запасается 0,00189 Дж). Однако без Transil диода (Только с RCD снаббером на трансе и RC снаббером) у меня пробились уже 6 транзисторов поэтому я бы не рискнул на пару циклов отключить выходные диоды от транса.

Значит Вы, Bludger за увеличение скорости коммутации транзистора...
ОК завтра попробую отключить все снабберы и измерить время нарастания/спада фронтов импульсов.


Может насчет транса кто нибудь что-то посоветует (правильно ли выбраны его параметры)?

Зарекся некоторое время назад ставить транзисторы IR с напряжением больше чем 30 В импульсные схемы. Динамические потери... Не было под рукой IXYS - поставил 200 В IR - c сопротивлением в 2 - раза меньше - температура выросла в 1.5 раза.

Обратить внимание надо на индуктивность рассеяния - зависимость КПД от трансформатора, при отсутствии признаков насыщения...

Интересно вы посичтали максимальное напряжение на стоке напр. входа 30вольт + 9 отражённое + иголка = 140 вольт!!! Круто. У меня получается 30+9+иголка. Величина иголки зависит от того как вы её давите 60вольт полевик будет работать без проблем.

Покажите кто рекомендует для флайбэка 3-4*Uвх?????

Ради опыта попробуйте поставить драйвер затвора полевичка, ампера на 2-4 в пике от ирки или техаса. Померяйте КПД.

ИМХО РЦ цепи замедляющие нарастание фронтов ставить на стоит.


Попробуйте проделать всё, что вам посоветовали. Думаю помучаетесь и разберётесь где сеется и почему.

Удачи.

30В + 9В отраженное + иголка = 140В так? (извините, пропустил <В>, а Вы что подумали?)
Греется 75-ти вольтовый Transil висящий на трансе, и напряжение на нем ~82В (это напряжение при его max токе), значит выброс на паразитной индуктивности транса, дорожках ПП, ногах транзистора + трансформированное напряжение вторички > 75В. В конце концов мне было не трудно включить осциллограф... у 6-ти транзисторов, о которых я упоминал выше? пробой был именно потенциальный.
(Наверное все дело в дросселе слишком уж велик зазор для этого типоразмера... )

Не смотря на это я все таки убрал снабберы с первички и с транзистора, поставив параллельно последнему Transil на 100В (Ном.) и посмотрел на фронты импульсов Uси. Время выключения транзистора примерно как в datasheet'e. По крайней мере на развертке 1uS (учитывая, что Fsw=40kHz) весь фронт Toff едва ли был больше 0,1 деление т.е 0,1uS.
При этом выброс на транзисторе (с учетом Ucc, Ureflected) был на уровне ~80-84В при питании 17В.
Ток потребления без снабберов упал на 30mA (Ну собственно понятно почему...)
Поэтому 60В полевик ну никак не выстоит. (Uav=1,3*U(br)ds)
Есть еще IRF8010 b IRC540, но у них динамические потери на Rdson более чем в 2 раза больше чем у IRFB4410

Что касается формы импульсов Ugs, то там тоже все в порядке. Это я к тому, что ставить 2-3А драйвер на 40кГц не имеет смысла (тем более прилаживать на проводах, или собирать на макетке девайс с Ipk=50A).




Ну, от снабберов я избавился, полевика на 60В у меня нет, эксперименты с драйвингом затвора, как мне кажется, к улучшению не приведут (хотя..., есть у меня IR2110 с подпаленым верхним драйвером, возможно и попробую...).

Может посоветуете что-нибудь по оптимизации дросселя(трансформатора)?

Немагнитный зазор в сердечнике Е30/15/7 ---> 1 мм - что несомненно больше эффективного зазора для феррита этого типоразмера, первичка - 4 витка D=1,25мм в 2 провода(1слой), вторички по 11 витков намотаны вместе в 2 провода D=1??мм, поверх первички (1 слой).
Может намотать первичку в 4-ре провода D=0,8 (в один слой) вместо 2х1,25, всетаки 40кГц...
Или попробовать фольгой...

Может перейти к непрерывному току дросселя, там Ippk поменьше будет...

Время выключения транзистора по фронтам импульсов Uси можно и не определить. Предположим, что транзистор закрывается "равномерно" в течении 10мкс, при этом максимальный ток через него падает от 10А до 0А. Ток через дроссель 7А. В этом случае через 3мкс на Uси будет скачок напряжения, фронт которого определяется емкостями (в том числе сток-затвор транзистора), а дальше ток через транзистор будет падать от 7А до 0, хотя на вид ни чего не будет происходить.

Проблемы, возможно, вовсе не в токе, выдаваемым драйвером, а в паразитных элементах! Еще раз (по-моему, третий): поставьте p-n-p непосредственно на полевик. Причем с гейта на соурс, в обход датчика тока. У Вас каждые 10нан времени переключения добавляют больше полуватта, а при таких токах набрать лишнюю сотню нан как нефиг делать...
Смотрите - ток течет через датчик тока и полевик. Есть паразитная индуктивность в этой цепи, и изменяющийся в ней ток создает напряжение, вычитающееся из управляющего напряжения. Если мы хотим оборвать ток с 50А до нуля за 100нан, то, допустим, при разнице между напряжением управления и напряжением плато миллера в 3В паразитная индуктивность составит всего 6nH. Представляете? 6nH - и сразу порядка 6Вт потерь на ключе... А у Вас наверное, еще и проводники километровые, и транзистор на длинных ногах, и датчик тока...

Обратите все-таки внимание на индуктивность рассеяния Вашего трансформатора - штатного. Большой выброс и/или избыточный нагрев трансила говорят о плохой связи между обмотками.

В данном случае это вряд ли поможет. Если, к примеру, снизить индуктивность рассеяния до 1% от индуктивности намагничивания (а лучше вряд ли получится), то это 12,5 нГн - тут уже проводники на печатной плате могут стать индуктивностью рассеяния.

(Lstray*I^2/2)*F - вот Вам потери из-за индуктивности, считайте.

P.S. Только обратил Lprimary=1.25 uH???? И это при 44 кГц?

Да это ток в импульсе должен быть ампер 35!!!!

В общем дело было так.....

Пробой транзистора происходил после пробоя одного из выпрямительных диодов (50SQ100 Urrm=100V)
Совсем забыл про них! А обнаружил я это после того как кончилисть рабочие платы (4 штуки было).
В самом начале я не расчитывал на входное напряжение >15V.
При коэффициенте трансформации N= 2,75 и Uinmax=15V Uout=24V, обратное напряжение на диоде, во время накопления Ur=107V (без учета паразитных выбросов). Конечно болше максимально допустимого, однако диод прекрасно с ним справляется. Но вот когда Uinmax=30V обратное напряжение на диоде уже 148V !!! Естественно, после пробоя диода вся нагопленная в сумме с Uin прикладывается кбедному полевику.

Что касается потерь на IRFB4410, то при длительности имульсов tи<=60uS, Idmax=50A, Tj=120градусов, Udsmax=~0,87V, после нехитрых вычислений Idrms=~20A и Udsrms=~0,5V(примерно прикинул, т. к. напряжение не треуголник) Pd=10Вт - потери на Rdson + немного динамики....

Что касается
Bludger


Из p-n-p нашел только КТ6127 и BC857... пойдет?

Bludger


Да скорее всего насчет 60В полевика Вы правы.
Поставлю IRFB3306 / IRFB3206 или какй-нибудь 75 вольтовый... (какой найдку)
Кстати, затворы у них не менее "жирные" чем у IRFB4410 или IRFB4110

А на счет 3-4Uinmax в каком-то журнале видел...

Bludger


У меня есть платы с разной топологией, на одной плате при Ipk=~55A (Pout=74W) иголка ~30В, на другой при Ipk=30A (Pout=30W) иголка (clamped RCD snubber C=0,01uF R=75Ohm) ~50V - пример неудачной трассировки.



К сожелению трансы уже намотаны

P.S. у многих в связи с моими весьма преблеженными вычислениями возникнет вопрос, почему так?
Дело вот в чем... Значение максимальной выходной мощности 80W выбрано условно, т.к. эти 80W будут потребляться не постоянно (нагрузка - импульсный УМЗЧ 100-5000Гц для рупорных громкоговорителей 2х25W) и в штатном режиме ничего не греется. КПД не хуже 80-85% необходим для проверки АЧХ звуковоспроизводящего тракта синусоидальним сигналом. Утюг корпусе объемом 1дм^3 - это плохо...

Уморились читать?

Вопрос в догонку

Что лучше поставить в выпрямители максимальное обратное напряжение на диоде ~148V без учета выброса


SCHOTTKY на 150В типа:

10CTQ150 Uf@10A=0,6V .... или др.

или 200 вольтовые диоды с Ultrafast Recovery Time типа:

MURB820-1 trr@25/125=22/34nS Uf@8A=0,975V
MUR1520 trr@25/125=22/39nS Uf@15A=1,05V

при том, что пиковый ток через диод ~18-20A.

Кто же систему проектировал так - Ipk/Iav больше 5-ки? Конденсаторы не греются случаем?

Какие-то тут цифири непонятные - обратное напряжение на диоде равно сумме входного, умноженного на коэффицинт трансформации, 15*2,75 и выходного 24. Откуда ж берётся 107V? У меня такое ощущение, что диод пробивался именно выбросом, а значит ему может помочь цепочка из ограничителя и быстрого диода.

Мдее.... прошу прощения сам не пойму как так получилось думаю одно пишу второе получается
3-е

это при 30V

RC цепи стоят 2,2nF+51Ohm

(почему-то картинка не постится, а то бы осциллограмку запостил)


Lonesome Wolf


Греется тольо выходной конденсатор входного LC фильтра (не сильно) да и то при постоянной потребляемой мощности 74W

RC цепь тут вряд ли поможет - пока конденсатор заряжается с постоянной времени 100 нс, диод Шоттки будет в одиночку бороться с выбросом. По-моему, лучше диод с ограничителем, это и быстрее и потери на них небольшие - им ведь нужно рассеять только энергию выброса.

Какое обратное напряжение на диодах выпрямителя со средней точкой во время прямого хода?

Как картинку с локального компа запостить?

Присоединить файл (обзор-->добавить файл). А то, может, мы чё-то не понимаем с этой средней точкой

Вот схемка выпрямителя



На диодах во время прямого хода импульсы 100V при Uin=21V

Вот осциллограмма с выпрямительных диодов
Масштабы: U=20V/div, t=5uS/div

Вх. напряжение Uin=20,7V, Вх. ток Iin=4,68A

Uout=47V (+-23,5V) Rload=30 Ohm Cout - 2x2200uF LESR

Пиковый ток через ключ Ippk=60A (измерен на шунте Rш=0,005 Ом)

Добрый день!
Абсолютно согласен с вашими предложениями. От себя добавлю: драйвер на затвор транзистора в данном случае обязателен; в качестве датчика тока необходимо применить трансформатор тока и схему перевести в режим непрерывных токов. А лучше применить другую топологию - прямоходовый.

Может для уменьшения пиковых токов частоту преобразования увеличить?

Ну и что. будет то же самое но на более высокой частоте.

Здравствуйте!

По совету Bludger'a поовесил на затвор полевика разряжающий p-n-p транзистор (ВС857+LL1448) - время выключения полевика у меньшилось примерно в 1,5 раза, а могло быть и лучше...
Всему виной выброс напряжения на паразитной индуктивности в цепи исток-GND, достигающий 3В (если не гасить его диодом) - всему виной неправильная трассировка платы.
Это хорошо видно на осциллограммах тока (резистивный датчик в цепи истока Rш=0,005Ом)
Однако на осциллограммах Uзи снятых непосредственно на ногах транзистора никаких особенных выбросов не видно....???
В общем в результате манипуляций с p-n-p транзистором в цепи затвор-исток КПД вырос на 1,5-2%
Сейчас oбщий КПД системы УМЗЧ + Flyback порядка 50-59% (при напряжении9/24В соотв. и выходной мощности усизителя ЗЧ Prms = 50W).
попрет, как думаете?

А вот собственно и осциллограммы, если кому все еще интересно...

Товарищи! Поделитесь опытом.
Какие операционники Вы используете для усиления сигнала токового датчика.

В своем Flyback'e я поставил LM2904 (LM358), на 40кГц он как-то криво работает...
Может кто нибудь знает усилок в SO8 c ногами как у 2904 & Unity-gain bandwidth > 2 MHz ????

Трансформатор тока там обычно ставят...

Несомненно!

Ставят еще магнитные датчики и current sensing MOSFET'ы и т.д.

Но пара резисторов 0R01 стоит 5 р. + 2,60р усилок....

Вот я и интетесуюсь какие усилки используюет народ. Может есть такой же дешевый но более широкополосный операционник о котором я не знаю....

Посмотрите серию TLC2xxx от TI.

Вы всерьез полагаете что если бы можно было так сделать за два рубля - так бы все равно никто не делал? Можете снизить потери на ДТ, подмешав пилы с четвертой ноги через эммитерный повторитель, рекомендуется процентов 20, но можно и до 50...

Кстати, делать биполярный выход на флае со средней точкой - не стоит. Лучше сделать два положительных канала и соединить их ПОСЛЕ выпрямителя. А то лишние емкостные токи - много шума и лишнее тепло...

Добрый день!
Нужно использовать внутренний компаратор микросхемы. Внешние операционные усилители, как правило не используют, у них нехватает быстродействия.

Можете в 2 раза снизить порг срабатывания компаратора смещением CS
от REF, с помощью соответствуюшего резистора включенного между ними.
Соответственно уменьшается сопротивление токового датчика.
Чуствительности компаратора хватает.

А он так и должен быть

Я бы не делал Flybuck - из-за невозможности получить высокий КПД, а попробовать можно:
1. Forward Active Clamp Reset на контроллере LM5026 или полумост LM5035
2. Сначала понижающий синхронник до 8В, а после него некоторое подобие Forward Active Clamp Reset, но без выходного дросселя, но с синхронным выпрямителем - КПД будет за 90%, но полевичков чуть побольше, зато они низковольтные.