Для флайбека в выходным напряжением 5В и током до 1,5А сейчас применяется диод Шотки (31DQ05) c падением напряжения 0,65В. Получается на нем рассеивается до 0,975Вт, что составляет порядка 20% от полезной мощности !

Собственно вопрос к людям работавшим с синхронными выпрямителями типа STSR3.

Поучится ли на нем меньшая потеря мощности если применять полевик (как исполнительный элемент) с сопротивлением канала порядка 0,05Ом?

Скорость срабатывания у него ниже чем у диода Шотки? Сильно ли это овлияет на КПД?

Электрическая мощность считается по закону Джоуля-Ленца P=U*I=I^2*R=U^2/R. Как видно из формулы выделяемая на диоде мощность прямо пропорциональна сопротивлению и в квадратичной зависимости от напряжения находится. Так что при уменьшении сопротивления выпрямителя КПД конечно же увеличится.
Насчет STSR3. Почему именно эта м/с? Если вы сами разрабатываете ИБП, то лучше заложите дополнительную обмотку и сделайте синхронный выпрямитель на любом подходящем по параметрам полевике.

За формулу конечно спасибо

У диода в открытом состоянии потеря мощности пропорциональна не квадрату напряжения, а току, т.к. падение напряжения на диоде практически постоянно.

Интересно другое. Как на потерях скажется время задержки переключения полевика как выпрямителя ?

Кстати, а что просто обмотку подключить к затвору ?

Зачем же благодарить за формулу, если вы ее пропустили? Квадратичная зависимость мощности и от напряжения и от тока. Другое дело, что ток определяется нагрузкой. И падение напряжения на диоде отнюдь не постоянно, а тоже зависит от протекающего через него тока.

А что там с временем-то? Есть полевики с типовым временем включения порядка нескольких наносекунд. В любом случае это не хуже какого-нибудь ulta fast rectifier.

Угу. Только посчитайте чтобы напряжение на обмотке было не менее, чем минимальная величина treshhold при максимальном коэффициенте заполнения ШИМ и соответственно не превышало максимально допустимую величину Vgd для конкретного транзистора. Либо примите доп. меры чтобы ограничить это напряжение.

IR1167 - контроллер синхронного выпрямителя для обратноходового. КПД синхронника обязательно будет выше, чем на Шоттки. А просто запитать затвор от той же выходной обмотки можно только в прямоходе с активным сбросом в первичке, что самый хороший вариант, по-моему.

Небольшой выигрышь можно получить, но все равно эктра-КПД получить не удастся. ИМХО, если есть возможность, лучше не трахаться, а подобрать диодик получше, с меньшим падением. Как показывает практика, это возможно - помнится, у меня лучшие результаты были на MBRS240 в корпусе SMA.
Если уж ставить синхронник, то лучше поставить че-нить гораздо более низкоомное, в районе десятка миллиом.
Вообще, не обязательно использовать этот чипак, вполне все реализуется на индуктивном датчике тока (впрочем, один чорт получается примерно, так что как нравится). А вот селф-драйв использовать сомнительно - пульсации тока в трансе всегда будут одинаковыми (т.е. даже на холостом ходу все равно будет везде гоняться тот же ток, что и при максимальной нагрузке), и всегда будет гарантированный континус со всеми вытекающими неприятными последствиями. В результате, выигрыша КПД вообще скорее всего не будет, или будет совершенно незначительный, а гимора - завались...

Тут у меня моделька случайно попалась. Сравнение Шоттки с Синхронником. Выигрыш с 85 до 90% - в полтора раза уменьшились потери. По-моему, хорошо. Можно еще поработать.

А задержки кто будет формировать?




Диод Шоттки надо оставлять.
Транзистор чуть позже включится (включается) и раньше вЫключается ( должен).
Т.е не всё так просто. Особенно в регулируемых пуш-пулах и прямоходах...

А на низких напругах полевик перключается очень быстро, и коротыши в десяток-другой нан никому не мешают, поскольку пожираются паразитными индуктивностями. В прямоходе селф-драйв работает великолепно, но во флае селф-драйв очень гимороен по другим причинам...



Почему то по жизни не удается получить такой хороший результат, смотрел на модуль 24V->5V, 1A - с хорошей шотткой и резистивным датчиком тока на первичке КПД 85,5, с синхронником и ТТ на первичке не удалось выжать больше 89...
Там надо тщательно разбираться, может, еще какой фактор не учтен.
В модельке - ИМХО, забыт провод от "плюсового" коллектора эмиттерного повторителя на выходной плюс
И еще - по жизни там еще диодик маленький нужен, иначе при некоторых переходных процессах эта схема впадает в клинч...

Я смотрю, мнения разделились

во флае селф-драйв очень гимороен по другим причинам...

Если не сложно расскажите или дайте где почитать.

Ну, например вот здесь: http://focus.ti.com/lit/ml/slup204/slup204.pdf

На самом деле еще не учтены все потери в трансформаторе, так что КПД ниже будет немного.
Провод от 'Плюса' я не забыл - конденсатор заряжается через прямой переход база-коллектор в несколько циклов. Питания внешнего не надо поэтому. Но моделька упрощенная.
При большей мощности выигрыш будет больше, но там уже нужен прямоход. А, значит, можно будет применить активный сброс и управление синхронником упрощается, хотя для точного формирования импульсов управления нужны датчики тока каждого ключа синхронника (постепенно складывается такое мнение).
Вывод - из-за 500 мВт выигрыша не стоит наворачивать сложнее Шоттки.
Вывод2 - надо все равно, стараться сделать прямоход с активным сбросом и синхронником.
За ссылку спасибо.

А попдробнее можно? Нафига за током следить? Другое дело - задержки правильные вводить... Но гимора море, а выиграть можно только какие то крохи.

С выводом согласен на все сто

Я имел ввиду активный сброс и синхронник. Ток обоих выходных ключей имеет трапециидальную форму и нарастание зависит от рассеяния трансформатора. Если управлять напряжениями со вторичной обмотки, то в начале и в конце импульса полевик выключен и ток протекает черех обратный диод, значит в это время мы несем ненужные потери.
Можно сделать фиксированные задержки под конкретную схему, но в этом, видимо, тоже заключается гимор.
Третий вариант - мы берем ток самого ключа, превращаем его в напряжение управления с помощью трансформатора тока, и в области максимальных токов получаем нормальные импульсы управления, что и сделано в моей модельке. Еще одно преимущество - это двухполюсник, то есть можем реплэйсить диод в любом месте. Узел самодостаточен в некоторой области токов и длительностей импульсов. При малых токах схема работает как диод, но нас это устраивает. То есть, мы получаем от применения датчика тока автоматически нужные задержки.

500 мВт - это 10% от КПД ! - это раз.

Второе.
Напряжение на входе может меняться от 90В до 400В, т.е. в 4,5 раза. Мощность в нагрузке можкт меняться в 10 раз. Т.е. нужно 45 кратное перекрытие.
Мне почемуто всегда казалось, что с таким перекрытием лучше делать обратноходовик.

Если не сложно, на пальцах, чем прямоход будет лучше ?

В эктив клэмпе задержка возникает только перед открыванием основного ключа, и то только на части задержки первички - пока напруга на силовом ключе не достигнет напряжения питания. Но это и хорошо - есть время закрыться синхронному ключу дабы избежать сквозняка. Да и длительность этой задержки мизерна. В конце концов можно зашунтировать синхронники шотточками, можно маленькими - но по жизни выигрыша от них не заметно.
В-принципе, синхронник форварда очень похож на синхронный бак - но там задержки вводятся принудительно контроллером. И теоретически некоторое время ток течет через боди-диод нижнего ключа, и рекомендуется его шунтировать шотточкой. Но по жизни - влияние шоттки становится мало-мальски заметным только при совсем низких выходных напряжениях - где то ниже 2,5В.
И последний аргумент - что будет больше - потери в дополнительном датчике тока или от протекания тока через боди-диод?
А во флае мы просто вынуждены смотреть на ток - иначе не понять когда пора выключать синхронник. В форварде с синхронником мы тоже работаем всегда в континусе, но там ток гоняется только по вторичке, и практически не мешает на малых нагрузках, а во флае это дело очень и очень неприятно - ток начинает бегать по всей схеме...

Во вложении схема из приведенного документа..... не вижу ни одного датчика тока.
Или так всетаки нельзя применять ? Хотя у них дальше пример практической схемы с таким же решением.

Ток не может бегать по всей схеме у него ног нет.

Если даже и использовать датчик тока (STSR3), то потери на его питение не более 100мВт, т.е. выигрыш есть порядка 400мВт, т.е. около 8% от полезной мощности.

Приведенная схема - так называемый Self-Drive, т.е. когда синхронник управляется непосредственно от обмотки транса. Во флае это работает, но хреново - пульсации тока в транса всегда одинаковые, что при максимальной нагрузке, что на ХХ. Проблема в том, что для получения режима разрывных токов нам надо знать момент, когда ток во вторичке стал равен нулю, и в этот момент выключить синхронный ключ. Но по напряжению на трансе этого не видно, и синхронник выключится только в начале следующего цикла, а до этого будет продолжать гнать ток уже в отрицательную область.
Поэтому нужен элемент, "видящий" ток - или трансформатор тока, или этот самый чипак.
Вопрос лишь в том, согласны ли Вы ради несчастного полуватта платить деньги и тратить место - может, проще будет ту же самую мощность выиграть на трансе увеличив его размеры?

Как открытый ключ может гнать ток? Но не является источником тока.
Первичная обмотка отключена. Энергия запасенная в трансе уже рассосалась в нагрузку. Напряжение на вторичке при этом начинает спадать до 0. Вот тут и закроется ключ.

Кроме того если применять квазирезонансный режим, то почти сразу после начала спада напряжения во вторичке, опять откроется силовой ключ в первичной обмотке и напряжение во вторичке вообще станет отрицательным.

А вообще спасибо за полемику. В споре рождается истина... или хотябы проверяется позиция.

Да нет же! Когда синхронник включен, выходная обмотка транса через его канал (фактически накоротко) подсоединена к выходному кондеру. Ток во вторичке линейно спадает, доходит до нуля - но полевик все равно открыт, поскольку он же сам и коротит обомтку транса на потенциал выходного кондера. Поэтому ток продолжает течь в том же направлении, но уже разряжая кондер и намагничивая транс уже в область отрицательной индукции. Что бы вывести систему из этого состояния надо убодать этот ток внешним воздействием, т.е. открыв ключ на первичке.

Простой прямоход лучше только тем, что кпд побольше будет из-за лучшего трансформатора.
А 'примочка' в виде Active Clamp к прямоходу позволяет не только 'убрать' потери в первичке, но и применить коэффициент заполнения больше 0.5, что увеличивает диапазон вниз, а также применить простое управление двумя полевиками синхронника. Можно попробовать. Давно пора производителям делать Active Clamp с интегрированными ключами для маломощных применений (типа TOP-LNK).

Можете дать ссылку на практический пример схемы с управлением от доп. обмотки, пожалуйста?
Все контролеры для управления полевиком в обратноходовом, как я пока понял, измеряют падение на открытом полевике с некоторым гистерезисом. Можно назвать это током.

Я в качестве датчика тока использовал... сопротивление открытого канала ПТ. Ведь нам не нужно точно знать величину тока в каждый момент времени, достаточно определять его полярность.
Точка смены полярности тока определялась при помощи быстродействующего компаратора.
Надо сказать, что данный способ весьма гемороен в том смысле, что измерение нужно делать аккуратно: по плате помехи импульсные бегают - будь здоров, а сигнал весьма слаб.

Дык этот самый чипак именно так и поступает Только он хитро делает - компарирует некоторый уровень, не помню уже сколько именно, и через некоторое время выключает полевик, считая, что за это самое время задержки ток как раз и успеет достич нуля

В принципе, ошибка определения этой точки не так уж и важна - "недолёт" и "перелёт" особого влияния на КПД не окажут, т.к. ток в этот промежуток времени минимален... Я вообще никаких специальных задержек не вводил - они и так существуют в системе полевик - драйвер его затвора. Порог срабатывания компаратора при этом устанавливался выше 0 на несколько милливольт.

Выше по теме Bludger http://electronix.ru/forum/index.php?showt...37852&st=0# привел документ. Там в конце пример схемы с расчетами.



Как раз - квазирезонансный режим

С прямоходовым придется еще разбираться а времени как всегда мало (собственно это пока и останавливает). Но я обязательно попробую.

Кстати (хоть и не по теме), подскажите где почитать про критерии применения разных топологий, чтоб не на собственных ошибках, а на чужем бесплатном опыте

Нашел. Действительно, работает в непрерывном режиме.
Про прямоходы полно всего, даже не знаю какую ссылку дать. Вот здесь много всего: http://www.rompower.com/ и патенты есть
И в производителях, особенно в Unitrode (TI)

Еще про историю прямоходовых.

... спасибо за ссылку, интересно...

Мне бы по сравнению топологий. У меня через несколько месяцев будут еще задачи с другими условиями, возможно придется применять что-то еще (мост например). Хотелось бы узнать где какая топология применяется, а главное ПОЧЕМУ, т.е. обоснованно, а не так типа "зуб даю"
Я не сторонник религиозных предпочтений в схемотехнике...

Интересно, что Вы сами думаете про это.
Как я думаю, так все эти топологии - понятие довольно условное. Разработанные топологии - это когда есть устоявшаяся методика расчета и устойчивые серийные продукты.
Но если начинать разработку с 'нуля', нужно исходить всего лишь из того, что есть 2 компонента для накопления энергии. Это емкость и индуктивность. Их качество и определяет КПД. И второе - есть диоды и полевики. К диодам отношу также и IGBT. Это когда P-N переход есть. У полевиков - канал, сопротивление которого стремится к 'нулю'. Очевидный вывод напрашивается сам собой - полный отказ от p-n переходов, то есть от диодов и от IGBT. Это компоненты 'временные' и были введены на то время, пока полевики не научились делать хорошими. Интересно бы получить универсальную формулу определения качества полевиков. Я, например, квадрат напряжения делю на сопротивление канала и полный заряд затвора. И по этим подсчетам IPB60R099 - самый лучший полевик в мире на сегодня. На полевиках можно получить почти 100% КПД. На диодах и IGBT нельзя. Утрирую, но тенденция к расширению мощности источников на полевиках есть. И, естественно, уменьшение габаритов за счет повышения частоты.
Двухтактный лучше прямохода и, тем более обраноходового. Потому. что требуется меньше феррита и провода. Если, конечно, разрулить по управлению и насыщению феррита (например, 'дырка Гиратора').
Исходя из такого поверхностного анализа мне болше всего нравится в первую очередь, синхронный выпрямитель, и еще active clamp reset, так как они при одновременном применении закрывают все дырки по потерям.
Но кроме энергетических соображений есть еще и ЭМС, электробезопасность, ... и цена.

Я сам... ?

Про уход от диодов к полевикам - согласен.
Про накопление энергии, тоже ничего нового не придумаю... (хотя мало ли...)


На счет утверждения про "двухтактный лучше...". Вот тут и хочется обоснований...

Открываю новую тему для обсуждения проблемы выбора топологии. http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=38064

Выключается он не по времени, а по снижению до второго уровня.
Кстати, вопрос всем. Использовал ли кто практически эту мсх (IR1167)?