Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Уменьшение напряжения на силовом ключе в форварде
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Силовая Электроника - Power Electronics > Силовая Преобразовательная Техника
Yuri Arkhipov
Добрый день.
Подскажите, пожалуйста, можно ли в форварде сделать напряжение на силовом ключе < 2*Uп? Какие способы существуют?
Спасибо.
orthodox
Включать покороче, разряжать подольше(и больше витков в размагничивающей обмотке), но радикально использовать косой полумост.
Прохожий
Цитата(Yuri Arkhipov @ Nov 12 2007, 11:37) *
Добрый день.
Подскажите, пожалуйста, можно ли в форварде сделать напряжение на силовом ключе < 2*Uп? Какие способы существуют?
Спасибо.

Попробуйте так, как описано ниже:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
однако, наилучший результат можно получить только с косым полумостом, как верно указал уважаемый orthodox.
Yuri Arkhipov
Рассмотрел 2 варианта схемы размагничивания сердечника в форварде.
1. http://focus.ti.com/lit/ml/slup108/slup108.pdf
fig.3 (RCD)
2. http://electronix.ru/forum/index.php?act=A...st&id=15259
fig.4

Возник вопрос, какую схему лучше использовать для DC/DC (18-80В)->5.5В 6А. Частота 500 кГц.
Вариант с дополнительной размагничивающей обмоткой трасформатора не рассматривается.

Заодно подскажите, пожалуйста, какую роль выполняет С7 на рис.6 в п.2.

Может еще какие-нибудь полезные ссылки на статьи по построению подобных конверторов посоветуете?

Спасибо.
Bludger
Цитата(Yuri Arkhipov @ Nov 12 2007, 17:19) *
Рассмотрел 2 варианта схемы размагничивания сердечника в форварде.
1. http://focus.ti.com/lit/ml/slup108/slup108.pdf
fig.3 (RCD)
2. http://electronix.ru/forum/index.php?act=A...st&id=15259
fig.4

Возник вопрос, какую схему лучше использовать для DC/DC (18-80В)->5.5В 6А. Частота 500 кГц.
Вариант с дополнительной размагничивающей обмоткой трасформатора не рассматривается.

Заодно подскажите, пожалуйста, какую роль выполняет С7 на рис.6 в п.2.

Может еще какие-нибудь полезные ссылки на статьи по построению подобных конверторов посоветуете?

Спасибо.


Так называемый Active Clamp Forward Converter - на сегодня одна из самых удачных топологий.. Плюсы - резко сниженая энергия переключения силового ключа (или вообще ZVS), небольшие и предсказуемые перегрузки по напряжению, автоматически получаемый Self-Drive синхронник на выходе.. В итоге великолепный КПД и низкий шум при относительно невысокой стоимости...
посмотрите вот здесь, мало правда, но тем не менее: http://www.bludger.narod.ru/smps/ActCl.pdf
Из чипаков - посмотрите из серии UCC2891-2894, в Вашем случае лучше использовать p-channel в качестве дополнительного ключа, что бы не трахаться с управлением...
Yuri Arkhipov
Цитата(Bludger @ Nov 12 2007, 18:26) *
Так называемый Active Clamp Forward Converter - на сегодня одна из самых удачных топологий.. Плюсы - резко сниженая энергия переключения силового ключа (или вообще ZVS), небольшие и предсказуемые перегрузки по напряжению, автоматически получаемый Self-Drive синхронник на выходе.. В итоге великолепный КПД и низкий шум при относительно невысокой стоимости...
посмотрите вот здесь, мало правда, но тем не менее: http://www.bludger.narod.ru/smps/ActCl.pdf
Из чипаков - посмотрите из серии UCC2891-2894, в Вашем случае лучше использовать p-channel в качестве дополнительного ключа, что бы не трахаться с управлением...

Файл не скачивается, к сожалению. Можно здесь выложить?
Bludger
quote name='Yuri Arkhipov' date='Nov 12 2007, 18:42' post='322572']
Файл не скачивается, к сожалению. Можно здесь выложить?
[/quote]

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Надеюсь, приаттачелось! Если нет, могу на мыло скинуть!
Прохожий
Цитата(Bludger @ Nov 12 2007, 18:50) *
Надеюсь, приаттачелось! Если нет, могу на мыло скинуть!

Практическая реализация не просто сложная, а очень сложная. Очевидных преимуществ перед однотактным мостом не обнаружил. Допускаю, что плохо прочел статью, может чего и не увидел.
gyrator
Возможен и такой вариант

Или такой, что обсуждается здесь http://valvol.flyboard.ru/topic151.html
Bludger
Цитата
Практическая реализация не просто сложная, а очень сложная. Очевидных преимуществ перед однотактным мостом не обнаружил. Допускаю, что плохо прочел статью, может чего и не увидел.


Еще раз про преимущества:
- Резко сниженая или нулевая энергия переключиния - очень низки динамические потери и все очень хорошо с EMI
- Можем работать на DC>0.5 - на практике до 60-65%, соответственно транс и дроссель используются гораздо лучше, и меньше импульсные токи.
- Индуктивность рассеяния есть полезный фактор, что дает бОльшую свободу в конструкции транса, важно для сетевых источников.
- Автоматически получается селф-драйв синхронник на выходе
- Транс работает по симметричной, или смещенной вниз петле гистерезиса. Правда, сейчас, когда индукция определяется потерями, а не насыщением, не очень важно.
- Напряжение на стоке предсказуемо, и относительно невелико (по сравнению с вариантом с размагничивающей обмоткой). По сравнению с косяком - раза в полтора больше, но в косяке два транзистора включены последовательно, и неизвестно где выигрышь по статическим потерям.

По реализации - в данном случае добавляется один дохленький p-channel, и керамический кондер вольт на 200. Но - другой контроллер, бакса в полтора обойдется smile.gif По сравнению с косяком - гораздо проще, не нужен драйвер верхнего уровня.
В случае сетевого источника, и здесь, и в косяке нужен драйвер верхнего уровня, разница в контроллере. Но - в косяке два силовых ключа, и два диода, а здесь - дохленький полевичок.. И плюс великолепный КПД и никаких проблем с EMI. Не зря же вайкр в обход всех законов продлил патент на эту топологию smile.gif
wim
Цитата(Bludger @ Nov 13 2007, 09:52) *
Еще раз про преимущества:
... Автоматически получается селф-драйв синхронник на выходе ...

Я дико извиняюсь, но каким образом будет работать "селф-драйв" в диапазоне входных напряжений, обозначенном автором (18-80 В)?
Bludger
Цитата(wim @ Nov 13 2007, 10:04) *
Я дико извиняюсь, но каким образом будет работать "селф-драйв" в диапазоне входных напряжений, обозначенном автором (18-80 В)?


Да легко! Ограничительная цепочка из кондера, сдвоенного диода и стабилитрона на гейт, и все.. Ну, или эммитерные повторители с выходного напряжения на включение, но это уже вольтах на 12 полезно и замечательно работает smile.gif
Yuri Arkhipov
Цитата(Bludger @ Nov 12 2007, 18:26) *
Из чипаков - посмотрите из серии UCC2891-2894, в Вашем случае лучше использовать p-channel в качестве дополнительного ключа, что бы не трахаться с управлением...

Спасибо за помощь.
Из контроллеров пока мне доступен к использованию только LM5020, трансформатор только 749196500 (pdf прикрепил).
Поэтому пока все-таки склоняюсь к RCD варианту, т.к источник не особо мощный.
Active Clamp буду позже пробовать.
А с ранее заданным вопросом по поводу 2-х вариантов размагничивания не поможете?
Bludger
Цитата(Yuri Arkhipov @ Nov 13 2007, 11:47) *
Спасибо за помощь.
Из контроллеров пока мне доступен к использованию только LM5020, трансформатор только 749196500 (pdf прикрепил).
Поэтому пока все-таки склоняюсь к RCD варианту, т.к источник не особо мощный.
Active Clamp буду позже пробовать.
А с ранее заданным вопросом по поводу 2-х вариантов размагничивания не поможете?


Про С7 то? Этот кондер замыкает паразитный емкостной ток через трансформатор, необходим для снижения EMI до приемлимого уровня. Ставить как можно ближе к трансу на жирных проводах!
Кстати, а не хотите построить банальный флай? Если КПД не колышет, то почему бы и нет? Гораздо проще...
Yuri Arkhipov
Цитата(Bludger @ Nov 13 2007, 12:00) *
Про С7 то? Этот кондер замыкает паразитный емкостной ток через трансформатор, необходим для снижения EMI до приемлимого уровня. Ставить как можно ближе к трансу на жирных проводах!

Понятно. Спасибо. И еще по поводу 2-х ссылок вопрос в том же посте, если не трудно...
Цитата(Bludger @ Nov 13 2007, 12:00) *
Кстати, а не хотите построить банальный флай? Если КПД не колышет, то почему бы и нет? Гораздо проще...

Уже склоняюсь к этому варианту. Кстати, а какая разница в КПД получится между форвардом с RCD и флаем в DC/DC (18-80В) -> 5.5В 6А?
Bludger
Цитата(Yuri Arkhipov @ Nov 13 2007, 12:18) *
Понятно. Спасибо. И еще по поводу 2-х ссылок вопрос в том же посте, если не трудно...

Уже склоняюсь к этому варианту. Кстати, а какая разница в КПД получится между форвардом с RCD и флаем в DC/DC (18-80В) -> 5.5В 6А?


По первому вопросу уже ответил - лучше Active Clamp, т.е. вариант 1 smile.gif Кстати, национальные полупроводники и для него чипак делают, LM5025, он как раз до 100В может работать...

По поводу КПД... Ну, оптимизированные варианты если, то Active Clamp Forward - 91-92%, RCD Clamp - наверное где то порядка 89% если с синхронником, флай - 83-85% с диодами и 87-88% с синхнонником...
wim
Цитата(Bludger @ Nov 13 2007, 12:29) *
По первому вопросу уже ответил - лучше Active Clamp, т.е. вариант 1 smile.gif Кстати, национальные полупроводники и для него чипак делают, LM5025, он как раз до 100В может работать...

Если речь идет о первом вопросе, заданном автором - "...можно ли в форварде сделать напряжение на силовом ключе < 2*Uп?", то в Active Clamp Forward при D=0,5 как раз получаем удвоенное напряжение на ключах.

Цитата(Bludger @ Nov 13 2007, 10:07) *
... Ограничительная цепочка из кондера, сдвоенного диода и стабилитрона на гейт, и все.. Ну, или эммитерные повторители с выходного напряжения на включение, но это уже вольтах на 12 полезно и замечательно работает smile.gif

Если не секрет - как Вы выбираете емкость этого кондера? Он ведь образует делитель с емкостью затвора полевика, для которой, как правило, дается некое "типовое" значение. Вообще, у меня такое ощущение, что селф-драйв хорошо использовать при низких выходных напряжениях и не таком большом диапазоне входных напряжений.
Bludger
Цитата
Если речь идет о первом вопросе, заданном автором - "...можно ли в форварде сделать напряжение на силовом ключе < 2*Uп?", то в Active Clamp Forward при D=0,5 как раз получаем удвоенное напряжение на ключах.


Тут, наверное, важно другое... Нам хочется получить минимально возможное напряжение на стоке. Да, при DC=0.5 удвоенное входное - но такой коэффициент заполнения наблюдается далеко не при максимальном входе, при максимальном входе DC гораздо меньше, и соответственно, общее напряжение на стоке получается адекватным. Там обычно выбирают коэффициент трансформации так, что бы напряжение на стоке было одинаковым и максимальным в двух точках - в начале, и в конце диапазона, тогда стоковое напряжение в середине диапазона будет всегда меньше, и все получается оптимально...

Цитата
Если не секрет - как Вы выбираете емкость этого кондера? Он ведь образует делитель с емкостью затвора полевика, для которой, как правило, дается некое "типовое" значение. Вообще, у меня такое ощущение, что селф-драйв хорошо использовать при низких выходных напряжениях и не таком большом диапазоне входных напряжений.


Обычно 0,1мк впаиваем smile.gif Дабы входная емкость полевика была пофиг. Селф-драйв с эммитерными повторителями с выхода великолепно работает и при 12-вольтовом выходе... Вообще, на удивление некапризная штука, селф-драйв то, работает всегда smile.gif
Yuri Arkhipov
Цитата(wim @ Nov 13 2007, 14:49) *
Если речь идет о первом вопросе, заданном автором - "...можно ли в форварде сделать напряжение на силовом ключе < 2*Uп?", то в Active Clamp Forward при D=0,5 как раз получаем удвоенное напряжение на ключах.

С этим разобрался. При 80В на входе, DC у меня получается порядка 15%, поэтому напряжение на стоке, не считая выбросов за счет индуктивности рассеяния, будет около 100В.

Цитата(Bludger @ Nov 13 2007, 12:00) *
Про С7 то? Этот кондер замыкает паразитный емкостной ток через трансформатор, необходим для снижения EMI до приемлимого уровня. Ставить как можно ближе к трансу на жирных проводах!

А исходя из каких соображений С7 выбран на 1.5кВ в той схеме?
wim
Цитата(Bludger @ Nov 13 2007, 15:03) *
Тут, наверное, важно другое... Нам хочется получить минимально возможное напряжение на стоке. Да, при DC=0.5 удвоенное входное - но такой коэффициент заполнения наблюдается далеко не при максимальном входе, при максимальном входе DC гораздо меньше, и соответственно, общее напряжение на стоке получается адекватным. Там обычно выбирают коэффициент трансформации так, что бы напряжение на стоке было одинаковым и максимальным в двух точках - в начале, и в конце диапазона, тогда стоковое напряжение в середине диапазона будет всегда меньше, и все получается оптимально...

А что мешает контроллеру выдать максимальный DC при максимальном входном напряжении? Например - при включении питания. Наверное, мешает какая-нить схема мягкого запуска. А вот в косом полумосте макисмальный DC=0,5 безвреден, поскольку напряжение на ключах не больше входного. Кстати, есть ещё одна топология с ПНН - несимметричный полумост, там напряжение на закрытых ключах, как и в косом, - не больше входного.
Bludger
Цитата(wim @ Nov 13 2007, 16:15) *
А что мешает контроллеру выдать максимальный DC при максимальном входном напряжении? Например - при включении питания. Наверное, мешает какая-нить схема мягкого запуска. А вот в косом полумосте макисмальный DC=0,5 безвреден, поскольку напряжение на ключах не больше входного. Кстати, есть ещё одна топология с ПНН - несимметричный полумост, там напряжение на закрытых ключах, как и в косом, - не больше входного.


Нее... Там чипаки умные, у них DC ограничен принудительно! smile.gif Работал с этой топологией - и поэтому очень ее люблю! Все там очень хорошо работает и вообще вкусно! smile.gif
wim
Цитата(Bludger @ Nov 13 2007, 16:30) *
Нее... Там чипаки умные, у них DC ограничен принудительно! smile.gif Работал с этой топологией - и поэтому очень ее люблю! Все там очень хорошо работает и вообще вкусно! smile.gif

Ограничен на уровне, который ему принудительно задает разработчик smile.gif
В апликухах все красиво, но там диапазон входных напряжений 36-72 и максимальный DC примерно 0,6. В данном случае диапазон входных напряжений в два раза шире, следовательно, надо или увеличивать DCmax или уменьшать DCmin. Увеличивать опасно - таки надо уменьшать DCmin?
Slash
Цитата(Bludger @ Nov 13 2007, 09:52) *
Не зря же вайкр в обход всех законов продлил патент на эту топологию smile.gif


Не подскажите, какие топологии применены в таких модулях:
http://www.vicorpower.com/documents/datasheets/ds_vi-200.pdf
http://www.vicorpower.com/documents/datash...maxi-family.pdf

Для одного указана ZVC/ZVS топология, для другого ZCS и частота 2МГц. Это тот самый Active Clamp Forward?
Bludger
Цитата
Ограничен на уровне, который ему принудительно задает разработчик
В апликухах все красиво, но там диапазон входных напряжений 36-72 и максимальный DC примерно 0,6. В данном случае диапазон входных напряжений в два раза шире, следовательно, надо или увеличивать DCmax или уменьшать DCmin. Увеличивать опасно - таки надо уменьшать DCmin?


Ага, придется... Как правило, DC ограничивается внутри чипака, обычно где то 65-70%, поэтому эту величину надо заложить для Vin(min), а наверху диапазона - маленький DC, но здесь уже ничего не поделать, это в любой топологии будет происходить....

Цитата
А исходя из каких соображений С7 выбран на 1.5кВ в той схеме?


Из требований электробезопасности для конкретного случая. В случае сетевого преобразователя этот кондер должен быть Class Y1.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.