Привет!

Извините за возможные глупые, некорректные или надоевшие вопросы. Опыта почти нет, а помощь очень нужна

Итак, к делу...

Мне нужно было разработать следующий блок питания:

1. Вход: трехфазная сеть Vac=208...480 В (Vdc=294...750 В)
2. Выход: 24 VDC, 4 A (100 Вт)
3. Изоляция вход-выход, зашита от КЗ на выходе

Почитал литературу, выбрал флайбэк топологию, как самую простую и подходящую в данной ситуации.
Сваял схему, руководствуясь в основном этими трудами:

http://bludger.narod.ru/smps/Flyback-R00.pdf
http://www.st.com/stonline/products/literature/an/13127.pdf

В итоге схема работает, прилагаю ее тут внизу в PDF.
Но есть проблемы и вопросы:

1. Очень сильно греются (дымятся) резисторы (R8 и R9) в цепи снаббера. Жжет он у меня, похоже, процентов 10 накопленой энергии. Что можно было бы сделать тут, чтобы этого избежать? Может ли стать выходом использование TVS Zener Diode (или как его там?) снаббера в данной ситуации?

2. Из-за чего могут возникать пропуски тактов и нестабильная работа PWM? Обратная связь? Наводки?

3. Если есть замечания по схеме, то буду очень благодарен, их узнав!

Спасибо!

в данной ситуации лучше бы применить понижающий преобразователь
на D8 и D9 желательно уравнивающие резисторы
R8 и R9 - добавьте еще резисторов, что бы они мощность могли рассеивать
сколько кпд этого устройства? какая частота?

а что с пропуском импульсов? он генерит или сбивается?

1. Обратную связь желательно взять с С5, а не с С6 как у Вас.

2. Резисторы R3...R6 постоянно греют воздух.

3. Ну а чтобы уменьшить нагрев снабберов - уменьшайте индуктивность рассеяния транса(конструкция).

P.S. Проверьте правильно-ли рассчитан трансформатор.

http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps_e/spw_smps_e.html

P.P.S. Ещё нашёл вот это, может пригодится http://www.power-e.ru/2004_01_62.php

параллельно с диодами? они же сделают снаббер постоянно "включенным" - т.е. и на прямом ходу тоже



кпд 70-80%. частота 50кГц



напряжение держиться на выходе нормальное: 24 В. Преобразователь "звенит" (думаю, это дроссель), а на осцике вижу, что PWM не может установить постоянный duty cycle - меняется все время (см. картинки).

Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

это под полной нагрузкой или ХХ?
резисторы большие порядка сотен килоом, ток через них должен быть больше чем ток утечки диодов

я бы все-таки попробовал прямой ход на вашем месте, тем более, что переделок минимум.

Это у Вас обратную связь корректировать нужно, или сбои схемы управления (разводка).

это была средняя нагрузка 10 Ом, ток, соответственно, 2.4А через него...



насчет разводки - может быть, так как никакой разводки пока нет. собрал на макетной плате (тёрка).
с обратной связью попробую что-нибудь... пока только не знаю что
напишу, если что-то получится.......

чтоб не генерило попробуйте зашунтировать выходыне электролиты и по питанию микросхемы керамикой, посильнее заинтегрируйте обратную связь (R17C12, если видите колебания выходного напряжения с определенной частотой постоянную времени этой цепи выберете примерно равной периоду колебаний, С8 то же можно поиграть), увеличте выходную емкость, уменьшите ток заряда черезе R3 R4 R5 R6

Добрый день!
1.Лучше примените однотактный входной выпрямитель (три диода), это уменьшит входное напряжение.
2. Питание цепи оптрона лучше взять до дросселя.
3. Конденсатор с нижнего плеча делителя надо убрать, он вводит запаздывание.
4. Выходной конденсатор для этого тока маловат, лучше применить 2-3 штуки таких какие установлены у Вас.
5. Далее надо будет подобрать элементы обратной связи.

Спасибо большое за ответы, все учту. Я попробую еще поиграть с обратной связью и устранить помехи.

Вот еще хотел спросить: может кто-то все-таки посоветует что-нибудь про снаббер с TVS. Или мне решать проблему греющихся резисторов R8 и R9 исключительно за счет увеличения их количества?

Читал тут, кстати, тему по поводу снабберов во флайбэке: http://electronix.ru/forum/index.php?showt...51&hl=clamp
Все совсем не так уж однозначно. Народ, по-моему, так и не пришел к общему мнению. Я тоже пытался считать его, но с практикой пока ничего не совпало...

Может, вот по предложеной статье получится: http://www.power-e.ru/2004_01_62.php, надо попробовать.



Спасибо большое за ссылки!

Хотелось узнать по поводу расчета транса.

Онлайн расчет, что Вы, MM_Andrey, мне предложили, советует транс, с которым блок переходит в режим неразрывных токов при малых (от 300В примерно до 550В) входных напряжения. Имеет ли смысл конструировать трансформатор именно так? Сейчас мой транс расчитан таким образом, чтобы всегда быть в режиме разрывных токов.



И я все-таки рискну спросить - чем форвард в данном случае лучше флая?

тем, что в ключе меньше потери динамические и снаббер шреться так не должен, сколько у вас выброс на ключе кстати?

У Вас на картинке очень большие иглы. Если транс изготовлен правильно, то снабер греться не не должен.
Первичку и вторичку транса нужно уложить в один слой каждую, от щечки до щечки каркаса. Это даст Вам мин. индуктивность рассеивания. Если не получается сделать это одним диаметром провода, тогда положите 2а в параллель, больше не нужно. Я так понял преобразование на частоте 50кГц, здесь можно применять провод 0.58 мах.
Вы меряли индуктивности, основную и рассеивания?
По топологии, если связь между стоком полевика и и трансом длинная, то это тоже будет давать дополнительный выброс, ее нужно сделать МАХ КОРОТКОЙ. 0,5..1см, чем меньше тем лучше.
C9 поставьте побольше, 1нФ, соответственно R14 измените.

Сейчас мой транс расчитан таким образом, чтобы всегда быть в режиме разрывных токов.

В ссылке которую я Вам дал

http://www.power-e.ru/2004_01_62.php

говорится что, энергия накопленная в индуктивности рассеяния, прямо пропорциональна квадрату тока, который достигается при выключении силового транзистора. Поэтому, чем меньше этот ток будет при выключении(а это достигается непрерывным режимом и уменьшением пульсации оного,естественно в разумных пределах), тем меньше будет энергия накопленная индуктивностью рассеяния , и как следствие, меньшая величина выброса на силовом ключе.

При максимальном входном напряжении 750В выброс на стоке около 1400В по расчетам. На практике не проверял, т.к. пока не придумал, где взять 750В. Мне тут советовали попробовать однополупериодный выпрямитель на входе поставить, чтобы уменьшить напряжение входа - думаю попробовать это сделать.



индуктивность рассеивания мерил так: подключал измеритель индуктивности к первичной обмотке, а вторичную закорачивал. Получилась величина - около 6% от индуктивности первички.


Сейчас обобщу, что мне посоветовали и, когда в понедельник выйду на работу, попробую внести изменения. Посмотрим, что получится. Всем большое СПАСИБО за помощь!

Спасибо большое! Изучу обязательно!

А по поводу демпферов с TVS ничего нет? А то мне их тут расхваливали однажды, но я еще сам не пробовал.

Что тут расхваливать, ясно только одно чем меньше энергии запасается в паразитных параметрах, тем меньше рассеивается в защитной цепи. На относительно большие мощьности (более 30...50 Вт) параллельно трансилу нужно ставить RC, так надежнее.


E=LI^2/2.Если величиной тока оперировать нельзя, остается индуктивность. На Ваших осциллограммах величина выброса соизмерима с величиной полезного сигнала и даже практически равна.Над этим стоит задуматься. Или неправильно изготовлен транс, или некорректная разводка.

Э-э, простите, уважаемый, но, судя по картинкам, у Вас неправильно включен транс.
Поменяйте местами выводы вторички (или первички), и снаббер гореть перестанет.

Если бы он был включен неправильно, то горел бы не снаббер , а силовой ключ
Посмотрите внимательно на осциллограммы, там виден один период , когда ток в трансе спадает до 0.

Это не так.
В схеме предусмотрена защита выходного ключа по току.
Гореть должен именно снаббер.
Обратите внимание на фазы напряжений. Я исхожу из предположения, что они берутся относительно "земли", в данном случае, общей для первичной и вторичной цепей.

Там видно аж 6 или 7 таких периодов. Но это ни о чём не говорит: энергия намагничивания дросселя рассеивается на многострадальном снаббере, а БП перед этим уходит в защиту - видны "игольчатые" процессы на стоке и во вторичной цепи.

Согласен, при условии что нижняя осциллограмма - это напряжение на вторичной обмотке. Получается что транс работает на прямом ходу, а весь ток намагничивания первичной обмотки уходит в снаббер, очень похоже на правду.

вообще-то не подписано, что на осциллограммах, но схема нарисована верно ^^

Верхняя осциллограмма - это напряжение на стоке ключа, а нижняя - импульсы на затворе. Извиняюсь, что сразу забыл это указать.

вот видете, надо верить людям =)

А на вторичной обмотке напряжение совпадает по фазе с напряжением на стоке силового ключа ? Если совпадает , то обмотки включены правильно.

кстати судя по осциллограмме у вас на зватворе более 20 вольт, это нормально?

так что, пробовли конденсаторы, номиналы обратной связи?

я бы еще на транзистор снаббер повесил, что бы уменьшить время и мплитуду осцилляций на стоке транзистора

Да, тоже подумалось... Импульсы на нижней осциллограмме из-за этого за выход вторички принял...
Тогда ещё нужно напряжение на вторичке. А также на токосъёмном резисторе R12 (или, лучше, на С7).

ЗЫ. Земли при измерении напр-я на вторичке нужно соединить непосредственно на БП.
И ещё: непосредственно на ножки 5 и 7 микросхемы очень желательно кондёр керамический повесить, от 0,1 мкФ.

Нормально, у этого транзистора +-30 В max.
А входное напряжение какое при этих диаграммах?

По моим прикидкам при 300V DC на входе, напряжение на закрытом ключе будет в районе 800V, а мы имеем около 500V. Отсюда вывод - (если правильно подключена вторичная обмотка) неправильно рассчитан трансформатор. А на чем он у Вас сделан, надеюсь про зазор не забыли ?

смотрел в даташите на транзистор - написано, что он выдерживает напряжение до +/-30В затвор-исток



Совпадало, вроде... но надо будет еще раз удостовериться. Только вот уточнение одно себе позволю: а что значит - "совпадает по фазе" в данном случае? Это чтоб знать точно, что проверять... (извините за глупые вопросы)



Еще нет, т.к. я сейчас не на работе, а все у меня там. С понедельника все обязательно проверю и попробую!

Если на стоке напряжение идет вверх, то и на вторичной обмотке(на том конце которая идет к диоду), тоже идет вверх.

Ещё одно замечание, у Вас на входе применён выпрямитель по схеме Ларионова , так вот на его выходе совсем не обязательно нужны такие большие конденсаторы. Я бы их совершенно спокойно уменьшил раз в 5, так как частота пульсаций в этой схеме составляет 300 Гц.

http://elhelp.h1.ru/shema/vipryam.htm

сниму, сфотаю и выложу



А зачем земли соединять?



Выходно напряжение постоянно и равно 24В. Смотрел на осцике - оно гладкое.

Зазор не забыл. Хотя с этим тоже у меня вопросы есть. По расчетам зазор был около 1,6мм. Я делаю транс на ETD39. Не стал пилить зазор на средней ноге, т.к. просто напросто жалко - он у меня один. Стал прокладывать бумажки вместо этого. Только вот теперь получается, что суммарный зазор состоит из трех частей, соответственно, и равен где-то около 3мм. Индуктивность расчетная получилась, равна 1.4мГн примерно.
Материал сердечника тут на всякий случай: http://www.kaschke.de/pdf/material/K2006.PDF

C бумажками конечно хорошо, только в этом случае сильно возрастает индуктивность рассеяния, которая и греет усиленно Ваш снаббер
Поэтому желательно зазор делать в центральном керне и улучшать связь между обмотками.

P.S. А сколько у Вас витков первичка и вторичка ?

У меня получилось следующее: чтобы получить режим разрывных токов(только зачем это надо?) при 50кГц, минимальном входном 300В и токе нагрузке 4А - нужна индуктивность порядка 3,5 мГн, коэффициент трансформации 21, что соотвествует пиковому току через ключ около 1А. В Вашем случае(1,4мГн) пиковый ток достигает 1,7А, спрашивается зачем ? Это только приводит к дополнительным потерям в сердечнике и на снаббере.

первичка - 120, вторичка - 12 витков

Дак эта.. Я думал, что инд. рассеяния дает поле, которое прошло между первичной и вторичной обмотками.. А сердечник практически ни при чем. С бумажками зазор получается из двух частей покороче, поле не так из него вылазит и не так греет провод.. Насчет влияния зазора на рассеяние - проверить просто. Закорачиваешь вторичную обмотку, меряешь инд. первичной, засовывая и высовывая феррит.
Насчет снаббера что хотел сказать - выброс, который он жрет, не зависит не от питающего напряжения, а от пикового тока транзистора. Так шо мерить можно при любом питании, а именно -напр. на конденсаторе С4. Про медленные диоды в снаббере - действительно прикольно. В статье писали, что благодаря медленному диоду удавалось увеличить сопротивление снаббера в 3 раза при том же выбросе, соотв. падала его мощность.
Тебе должны подойти 1N4007. Писали также, что они медленнно открываются, получается короткий выброс на стоке. Можно в параллель 1N4007 оставить твои UF, только посл. им - стабилитрон вольт на 5-10. Тогда вначале откроются UF, потом отдадут ток 1N4007. Ну а вообще 6% рассеивания - это довольно много, вероятно, из-за высоковольтной изоляции и отступа обмоток от края. Вполне может сожрать 10% энергии. Медленные диоды могут спасти. Непрерывные токи - еще тот геморрой. В их случае очень желательно, чтобы D10 был шоткой.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Эта ОС была у меня в самовозбудном блочке на 15 Вт, 24 В, 120-160 кГц. Немного пищала в некоторых экземплярах при малой нагрузке.

Емкость конденсатора 330 мкФ.

Да согласен, 6% это много, если хорошо постараться можно получить порядка 3%.

http://forum.qrz.ru/thread6312.html

http://www.rom.by/files/first_scool.pdf

http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/9085.html

А можно узнать, как Вы считали? Потому что у меня вышло по-другому:

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Индуктивность Lpri хоть и не равна 1,4 мГн (т.к. я округлил частоту и скважность тут до 50кГц и 0.5 соответственно), но и не 3,5 мГн.
Или я в чем-то ошибся?

Я всегда пользуюсь вот этим, ещё никогда не подводило:

http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps_e/spw_smps_e.html

тем более там всё наглядно и можно поиграть параметрами.

Пользовался раньше Эраносян С. А. Сетевые блоки питания с высокочастотными преобразователями
очень толковая книга, рекомендую. В сети она есть.

Вот ещё очень полезная книга, написано доходчиво Марти Браун Источники питания Расчёт и конструирование
http://rapidshare.com/files/86439055/IP_raschet.rar.html

Мои варианты по поводу возбуда.

1. Обратная связь может начать звенеть, если некорректно (через длинный вывод) смотреть осциллограмму на стоке или на первичке. Антеннка на "прыгающем" потенциале может сбивать PWM. Сюда же относится и возможное наличие некоротких соединений таких "прыгающих" цепей в Вашем макете или расположение относительно них цепей обратной связи.

2. Выпрямительный диод D10 не задемпфирован.
Во-первых, применять на 24-Вольтовом выходе 150-вольтовый диод без цепочки при Вашей, как я понял не очень хорошей индуктивности рассеяния, очень рискованно, посмотрите на нем выброс, особенно при Uвх макс - он будет либо больше 150В, либо без запаса.
Во-вторых, токи при переключении этого диода без демпфирующей цепочки могут сбивать обратную связь.
И, в-третьих, хорошо подобранная цепочка на выпрямительном диоде значительно улучшает ЭМС преобразователя в высокочастотной (5-30МГц) области.

3. Для повышения стабильности ШИМ-регулирования эффективно помогает подмешивание пилы генератора на 3-й вывод юсишки. Чаще подключают эмиттерный повторитель базой на 4-й вывод и через резистивный делитель подмешивают примерно 200-300мВ пилы генератора на 3-й вывод. Пилообразность сигнала на 3-й ноге и связанную с этим устойчивость PWM прибавляет и правильно настроенный токовый сигнал. Для этого защита по току не должна быть сильно загрублена. Продемонстрировать это поможет осциллограмма на 3-й ноге.

4. Я, к сожалению, не умею рассчитывать "полюсы" и "нули" обратной связи, но из своего опыта могу сказать, что из-за большого сопротивления резистора R17 (470к) в обвязке TL431 конденсатор в этой цепочке почти не работает. Попробуйте подобрать цепочку из резистора 1-3кОм и конденсатора 0,01-0,47мкФ.

5. Из Ваших осциллограмм видно, что иногда проходит очень короткий, как иголка, затворный импульс. Это значит, что в момент коммутации (открывания) ключа, помеха от мощного импульса напряжения или тока сразу же захлопывает выход юсишки. Через какую ногу она приходит – через 1-ю, 2-ю или 3-ю помогут определить осциллограммы на этих выводах. Я бы завел ОС по напряжению не на 2-ю, а на 1-ю ногу юсишки, подключив транзистор оптрона между ней и землей, и зашунтировав его RC-цепочкой. 2-й вывод при таком подключении соединяется с землей.

6. Керамика между питанием юсишки (7-й выв.) и землей ОБЯЗАТЕЛЬНА. Располагать ее надо в непосредственной близости от выводов.

все-таки посмотрите выходное напряжение с coupling AC и разверткой в 100мВ например, развертку по времени покрутите от минимума до максимума, затем посмотрите на первой ноге микросхемы, если периодических колебаний в виде синуса\пилы не наблюдается, то у вас скорее всего где-то что-то наводится\сбивается.

Привет всем! Выкладываю, как обещал, осциллограммы старого варианта блока питания, а сам приступаю к модернизации. Постараюсь внести изменения, которые мне посоветовали здесь.

Осциллограммы:

1. Сверху - напряжение на стоке относительно земли, снизу напряжение на токоизмерительном резисторе R12 после конденсатора фильтра C7.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

2. Сверху то же, снизу - напряжение на вторичке.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

3. Сверху то же, снизу - напряжение на выходном диоде D10 (земляной вывод шупа цеплял к концу вторички).

Нажмите для просмотра прикрепленного файла


При снятии осциллограмм блок продолжал пищать, а PWM сбиваться (что собственно видно и из картинок). Отключение щупов осцика не устраняло писка.

Похоже, действительно нестабильность в петле ООС... Но снаббер только по причине этого гореть не должен.



Что-то "иголки" плохо у Вас фильтруются... Из-за этого, вероятно, и происходит преждевременный обрыв циклов. Проверьте элементы фильтра, и, при необходимости, увеличьте номиналы резистора и коньдёра.

Так и происходит. А если еще не вешать резистор клампера целиком на рабочее напряжение, а емкость клампера через него разряжать тоько в паузе - то еще лучше. На 150-ваттный флай вполне хватит резистора 5 вт и он будет при температуре около 90-100. Если нндуктивность рассеяния вогнать в процента 2 примерно...



Насчет выброса так, однако параллелить не получится - к этому надо быть готовым. Все на себя возьмет быстрый диод... Увы... Пробовал. Вопрос решается совместным использованием клампера и снаббера. То есть, и верхушку подрезать, и скорость нарастания на выключении притормозить

Я, кстати, лажанул немного, сняв все сигналы для 2-го канала с АС режимом.

Вот нормальные:

(Канал 1 - всегда напряжение на стоке относительно земли)

1. Канал 2: напряжение на токовом резисторе R12 после С7:

Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

2. Канал 2: Напряжение на вторичке:

Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

3. Канал 2: Напряжение на выходном диоде D10.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

4. Канал 2: Выходное напряжение:

DC вход осцика:

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

АC вход осцика:

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

А Вы попробуйте соедините земляной щуп с центральным и ткнитесь в "землю". Если иголки останутся , то Вы видите то , чего нет на самом деле

Я так делал. Иголки и вправду остаются. Я так понимаю, что это - наводки на щупы. Но я подозреваю, что не все иголки у меня - это наводки, есть и реальные выбросы. Вопрос только в том, как их отличить?

Впрочем, сейчас я занимаюсь переделками, в том числе и транса. Посмотрим, что из этого выйдет...

Я???

2 hbot
Щупы нужно использовать с "короткой землёй". А земли схемы соединить, как я и писал ранее.

Y-конденсатор между первичной и вторичной "землями" должен помочь в борьбе с помехами.

Синфазный транс на вход осциллографа. Несколько раз продеть кабель через ферритовое кольцо. Можно на Ш-обр. сердечник намотать. Чем больше витков и чем больше сечение феррита, тем более низкие частоты давит.

Я имел ввиду, что иголки, это синфазная составляющая попадающая на вход осциллографа. А с короткой землёй и ферритовым кольцом на кабеле щупа я полностью согласен.

P.S. Тут наткнулся на полезную статью, как раз про снабберы. Может будет полезно.

http://www.berdnikov.org/papers/08071502.html

а что с сигналами в цепи ОС и на выходе? гармонических колебаний нет?
как-то мне не верится в эти иголки, еще ни разу у меня не было что бы иголки эти что-то сбивали, всегда это была петля ос (совместно с вых. фильтром).
кстате для информации - гляньте частотку усилителя ошибки и компаратора, если мне память не изменяет, они больше мегагерца и не увидят.

и питание оптрона перенесите до L1 как уже предлагалось

Сигналы на выходе я выложил ранее. Обратную связь забыл посмотреть, а теперь поздно, т.к. я уже "разломал" плату и сейчас занимаюсь доработкой. Когда будет готово, обязательно напишу о результатах.