Полная версия этой страницы:
ИБП 100 вольт на TopSwitch
Опишу мои изыскания при попытке сделать ИП, может быть кому-то будет интересно, а если
кто-нибудь поможет, буду благодарен.
Нужно было сделать источник питания на выходе 100в и -12в с током 1.5а.
На вопрос к консультантам powerint.com мне бодро ответили что можно.
Основным выходом должен быть выход 100в. Хотелось сделать стабилизацию получше, поэтому
выбрал с TL431.
Возникли сомнения , а можно ли применять схему стабилизации стабилизации с TL431, поскольку
из ДШ максимальное напряжение на катоде 37в.
Далее я воспользовался программой PiExpert7. Как известно PiExpert7 всё считает для
непрерывного режима, что она и сделала. В программе к сожалению не сделано проверок на
превышение максимального напряжения на катоде, как и нет проверок стабилизации по
отрицательному напряжению, что наводит на размышления о её качестве.
Если при расчете для 12в никаких проблем у программы не возникло.
А для 100в была введена цепочка "Use Phase Boost Network", что не помогло и было
предупреждение, что фазовый сдвиг не достаточен (27гр.) вместо положенных не менее 45.
Схема была примененена классическая + я заложил 3 варианта стабилизации.
1. от 100в с TL431,
2. от 100в со стабилитроном,
3. от -12в с TL431 с учетом полярности.
Понадобился TOP249Y, трансформатор я взял ETD39.
В первом варианте я рисковал здоровьем TL431, но он выдержал около 50в, при подключении
нагрузки 0.5-1а напряжение на катоде резко падало до нескольких вольт, а выходное напряжение
со 100в падало до 75, из чего я сделал вывод что схема не работает как надо.
Во втором варианте варианте схема работала, при подключении той же нагрузки напряжение на
выходе падало на 2-3в что неплохо, по -12в тоже падало на 3-4в.
В третьем варианте стабилизация тоже работала, просадка по -12в составила 0.2в, напряжение
на 100в повысилось на 2-3 в.
Но рабочие варианты работали в прерывистом режиме. Как только схема подходила к границе
прерывистый-непрерывный режим стабилизация срывалась и TopSwitch уходил в режим рестарта.
Вопросы:
1. Не будучи силен в теории спрашиваю, если схема считается для работы в непрерывном режиме,
то это для расчетного тока, при меньших токах, допустима ли работа в прерывистом режиме?
(Собственно я это и наблюдаю.)
2. Ток при котором схема переходила из одного режима в другой получился равен 1а. По мере
прогрева моя схема неотвратимо "подползала" к этой границе и стабилизация срывалась. Чем
определяется это подползание к границе.
3. Для слабой нагрузки характерны колебания в первичной цепи восле закрывания ключа. Для
борьбы с этим служит демферная цепочка RCD + Transil. Всё это расчитывает PiExpert. Если я
выпаивал конденсатор (10н), то колебания затухали гораздо быстрее?
4. Ну и последний вопрос, как заставить схему работать в соответствии с расчетом.
Не оставьте без внимания, уж очень долго излагал.
Рестарт может происходить из-за того, что в первичной обмотке трансформатора слишком большой пиковый ток и у TOPа срабатывает защита. Традиционные советы - измерить индуктивность первичной обмотки, посмотреть форму тока в ней (включить последовательно малоиндуктивный резистор и на нем посмотреть "пилу") и т.д. Может быть и другая причина - если напряжение на входе управления TOPа упадет ниже 4,8 В, он тоже выключится. Надо осциллографом потыкаться, посмотреть, что там и как.
Рестарт с устойчивостью в нормальном режиме работы никак не связан, рестарт - это аварийный режим. Что касается собс-но устойчивости, то в режиме прерывистых токов с ней даже полегче, чем в режиме непрерывных (передаточная функция проще).
Проверить что в схеме "прогревается" можно паяльником - погреть по очереди микросхемы, стабилитроны и т.д. Главный подозреваемый, конечно, оптопара. Очень полезно при этом смотреть сигналы - что же при этом меняется.
RCD и Transil делают одно и то же - ограничивают выброс напряжения обусловленный индуктивностью рассеяния. А "колебания в первичной цепи", если я правильно понял о чем речь, - это нормальный процесс в режиме прерывистых токов, они практицки ни на что не влияют.
Цитата(wim @ Feb 5 2009, 23:32)

Рестарт может происходить из-за того, что в первичной обмотке трансформатора слишком большой пиковый ток и у TOPа срабатывает защита. Традиционные советы - измерить индуктивность первичной обмотки,
Индуктивность первичной обмотки считал PiExpert и равна 200 мкГ я её проверил.
Цитата(wim @ Feb 5 2009, 23:32)

Рестарт с устойчивостью в нормальном режиме работы никак не связан, рестарт - это аварийный режим.
Но отсутствие устойчивой обратной связи - это тоже аварийный режим. Ведь всё работает до границы с непрерывным режимом, я это вижу по колебаниям во вторичной (первичной цепи), после окончания пилы тока вторичной цепи.
Уход в рестарт по перегреву возможен, но температура радиатора терпима, рукой держать можно.
Цитата(wim @ Feb 5 2009, 23:32)

RCD и Transil делают одно и то же - ограничивают выброс напряжения обусловленный индуктивностью рассеяния. А "колебания в первичной цепи", если я правильно понял о чем речь, - это нормальный процесс в режиме прерывистых токов, они практицки ни на что не влияют.
Мне не понятно почему колебания больше с конденсатором.
Цитата(smi-pp @ Feb 6 2009, 11:34)

Индуктивность первичной обмотки считал PiExpert и равна 200 мкГ я её проверил.
При такой индуктивности коэффициент заполнеия в режиме непрерывных токов должен быть очень маленьким. Допустим, средний ток первичной цепи 0,4 А. Тогда в граничном режиме D=200*0,132*0,8/300 - примерно 7% (импульс длительностью 0,5 мкс). Если больше - это уже режим разрывных токов. А что реально наблюдается? Надо тыкаться осциллографом, сравнивать то, что есть с тем, что должно быть.
Цитата(smi-pp @ Feb 6 2009, 11:34)

Но отсутствие устойчивой обратной связи - это тоже аварийный режим. Ведь всё работает до границы с непрерывным режимом, я это вижу по колебаниям во вторичной (первичной цепи), после окончания пилы тока вторичной цепи.
Отсутствие устойчивости обычно не приводит к рестарту, даже при переходных процессах. Рестарт означает, что режим силовой части близок к предельному. Однако, для исследования устойчивости могу выложить оркадовскую модель.
Цитата(wim @ Feb 6 2009, 14:26)

При такой индуктивности коэффициент заполнеия в режиме непрерывных токов должен быть очень маленьким. Допустим, средний ток первичной цепи 0,4 А. Тогда в граничном режиме D=200*0,132*0,8/300 - примерно 7% (импульс длительностью 0,5 мкс). Если больше - это уже режим разрывных токов. А что реально наблюдается? Надо тыкаться осциллографом, сравнивать то, что есть с тем, что должно быть.
PiExpert считает Пиковый ток первичной цепи, он равен 4.8а, среднеквадратичны1 ток 1.7а при максимальной скважности 33%, что я и наблюдаю на осц.
Цитата(wim @ Feb 6 2009, 14:26)

Отсутствие устойчивости обычно не приводит к рестарту, даже при переходных процессах. Рестарт означает, что режим силовой части близок к предельному.
Разрыв обратной связи приводит к рестарту, я проверял.
Цитата(smi-pp @ Feb 6 2009, 16:12)

PiExpert считает Пиковый ток первичной цепи, он равен 4.8а, среднеквадратичны1 ток 1.7а при максимальной скважности 33%, что я и наблюдаю на осц.
Что-то тут не так - при напряжении в сети 220 В это он 0,5 кВт потребляет? А нагрузка при этом 100 Вт?

Надо смотреть форму тока в первичной цепи.
Цитата(smi-pp @ Feb 6 2009, 16:12)

Разрыв обратной связи приводит к рестарту, я проверял.
Разрыв ОС это и есть аварийный режим. Рестарт происходит из-за того, что напряжение на управляющем выводе TOPа падает ниже порога.
Andrew Tiger
Feb 19 2009, 13:32
Цитата
Схема была примененена классическая + я заложил 3 варианта стабилизации.
1. от 100в с TL431,
2. от 100в со стабилитроном,
3. от -12в с TL431 с учетом полярности.
Понадобился TOP249Y, трансформатор я взял ETD39.
В первом варианте я рисковал здоровьем TL431, но он выдержал около 50в, при подключении
нагрузки 0.5-1а напряжение на катоде резко падало до нескольких вольт, а выходное напряжение
со 100в падало до 75, из чего я сделал вывод что схема не работает как надо.
Выход TL431 вместе со светодиодом оптопары надо питать от стабилитрона, а его в свою очередь через
мощный резистор от +100В. На входе TL431, разумеется, измерительный делитель от 100В.
Такая схема обеспечивает абсолютную точность при стабилизации +100В, хотя по 12В
будут отклонения в зависимости от соотношения текущих нагрузок по обоим выходам.
Кстати, мощный резюк для стабилитрона облегчает работу TOP при полном сбросе нагрузки,
т.к. обеспечивает минимальное неотключаемое потребление.
Microwatt
Feb 19 2009, 16:05
Цитата(Andrew Tiger @ Feb 19 2009, 17:32)

Выход TL431 вместе со светодиодом оптопары надо питать от стабилитрона, а его в свою очередь через
мощный резистор от +100В. На входе TL431, разумеется, измерительный делитель от 100В.
Такая схема обеспечивает абсолютную точность при стабилизации +100В, хотя по 12В
будут отклонения в зависимости от соотношения текущих нагрузок по обоим выходам.
Кстати, мощный резюк для стабилитрона облегчает работу TOP при полном сбросе нагрузки,
т.к. обеспечивает минимальное неотключаемое потребление.
Я совершенно ага с этим оратором.
smi-pp
Feb 26 2009, 10:51
Сделал источник на 249Y, но работает только в прерывистом режиме, получаю 1.5а, но греется ключ.
Решил попробовать на UCC28C44 + IRFB9N65 в надежде, что ключ будет меньше греться. За основу взял схему из flayb_r01.pdf. Но возникли проблемы - выбивается контроллер. Напряжение на Vcc нарастает до рабочего и при первом же срабатывании ключа, контроллер пробивается по питанию (звонится 2-4 Ом). Поставил стабилитрон 16в по питанию, сначала отсутствовал, не помогло. Питание со вторички убрал, всё равно пробивается. Стартовое сопротивление 2*390к. Трансформатор нормальный, работал с Топом и не грелся, частота та же. Но нет мягкого старта и демфирующая цепочка осталась от Топовой схемы.
Посоветуйте что делать.
Microwatt
Feb 27 2009, 12:22
Цитата(smi-pp @ Feb 26 2009, 13:51)

Сделал источник на 249Y, но работает только в прерывистом режиме, получаю 1.5а, но греется ключ.
Посоветуйте что делать.
Почитать теорию обратноходовика, рассчитать и собрать его не "на глазок".
И все там заработает как надо.
Цитата(smi-pp @ Feb 26 2009, 13:51)

... выбивается контроллер ... что делать.
Запитать контроллер от отдельного источника, хоть от батареек, и спокойненько смотреть что происходит на обмотках трансформатора.
smi-pp
Feb 27 2009, 13:18
Цитата(wim @ Feb 27 2009, 15:53)

Запитать контроллер от отдельного источника, хоть от батареек, и спокойненько смотреть что происходит на обмотках трансформатора.
Запитать от батарейки можно, но не понятно от чего контроллер может выбиваться. У него на питание подается 300в через 800к, на питании стабилитрон, вторичное питание с трансформатора отключено. Подсоеденены выход на затвор через 20 ом и вход токового усилителя через 470 Ом, и все. Вижу при включении напряжение на Vcc дошло до момента открывания ключа, тут же сбросилось и тишина. Лучше бы что-нибудь нагрелось или взорвалось. Трансформатор работал хорошо в схеме на Топе.
Чем он может выбиваться, бросьте идею.
Цитата(smi-pp @ Feb 27 2009, 16:18)

Запитать от батарейки можно, но не понятно от чего контроллер может выбиваться. У него на питание подается 300в через 800к, на питании стабилитрон, вторичное питание с трансформатора отключено. Подсоеденены выход на затвор через 20 ом и вход токового усилителя через 470 Ом, и все. Вижу при включении напряжение на Vcc дошло до момента открывания ключа, тут же сбросилось и тишина. Лучше бы что-нибудь нагрелось или взорвалось. Трансформатор работал хорошо в схеме на Топе.
Чем он может выбиваться, бросьте идею.
Например, по выходу out. Обычно при этом мосфет тоже горит, но могут быть нюансы. Собственно, запитка от отдельного источника - это метод деления схемы "пополам". Из двух цепей, по которым может прийти бяка, оставляем одну.
Цитата(Andrew Tiger @ Feb 19 2009, 16:32)

Выход TL431 вместе со светодиодом оптопары надо питать от стабилитрона, а его в свою очередь через
мощный резистор от +100В. На входе TL431, разумеется, измерительный делитель от 100В.
Такая схема обеспечивает абсолютную точность при стабилизации +100В, хотя по 12В
будут отклонения в зависимости от соотношения текущих нагрузок по обоим выходам.
Кстати, мощный резюк для стабилитрона облегчает работу TOP при полном сбросе нагрузки,
т.к. обеспечивает минимальное неотключаемое потребление.
Приблизительно по такой же схеме, с ТОР250 имеем 264В и ток 1А(220В).
Это все серия, никогда проблем не было, нужно только правильно сделать транс и поработать над гашением выбросов
Цитата(zard @ Mar 3 2009, 11:30)

Приблизительно по такой же схеме, с ТОР250 имеем 264В и ток 1А(220В).
Это все серия, никогда проблем не было, нужно только правильно сделать транс и поработать над гашением выбросов
А какой ток на выходе и в каком режиме DCM или CCM работает блок? Расчет делался на PiExpert?
1. Выбросить TL431 (она кроме прочего ещё и возбуждаться может), оставить обычную схему со стабилитроном.
2. Пересчитать транс вручную, правильно выбрать зазор.
3. Особое внимание уделить схеме рекуперации в первичной обмотке, правильно выбрать там RCD.
Цитата(wave48 @ Mar 5 2009, 14:16)

... Выбросить TL431 (она кроме прочего ещё и возбуждаться может) ...
А мужики-то (в Power Integration) не знают, лепят свои апликухи на TL431. И как оно только у них работает. Прям колдунство какое-то.
Цитата(wim @ Mar 5 2009, 14:56)

А мужики-то (в Power Integration) не знают, лепят свои апликухи на TL431. И как оно только у них работает. Прям колдунство какое-то.

Дело в мощности, разводке платы плюс дополнительных компонентах типа емкостей вкруг неё. Эти мужики предлагают нам самим решать такие вопросы.
Цитата(wave48 @ Mar 5 2009, 15:03)

Дело в мощности, разводке платы плюс дополнительных компонентах типа емкостей вкруг неё. Эти мужики предлагают нам самим решать такие вопросы.
С чего бы это TL431 возбуждаться, если у нее есть местная ООС? И как это связано с мощностью? Разводка платы, конечно влияет, но она на все влияет, вплоть до полной неработоспособности девайса. Чем тут TL431 не угодила - решительно непонятно.
MikeSchir
Mar 5 2009, 13:35
В примерах на сайте PI я не нашёл ни одного источника (из EPR), работающего в непрерывном режиме. При переходе из прерывистого режима в непрерывный, фильтр из однозвенного превращается в двузвенный (как бы) и естественно меняется его АЧХ и преобразователь может оказаться неустойчивым (если неправильно посчитан). Желательно чтобы преобразователь всегда (при всех входных и токах нагрузки) оставался в одном режиме - прерывистом (я так дууумаю). Иначе всё будет очень трудно.
И вообще "...нам бы схемку аль чертёж..."
А нашу птичку - TL431 попрошу не трогать, её просто нужно научить летать

Аналогичные Lm431 и FOD2712 по-норовистей будут, а их изготовители в своих аплах дают много лет одни и те же рекомендации
Цитата(wim @ Mar 5 2009, 16:22)

С чего бы это TL431 возбуждаться, если у нее есть местная ООС? И как это связано с мощностью? Разводка платы, конечно влияет, но она на все влияет, вплоть до полной неработоспособности девайса. Чем тут TL431 не угодила - решительно непонятно.
Опыт разработки таких источников такой вот и выше мощности. Возбуждается очень даже реально и при хорошей разводке, потому что, по сути, это генератор на одном опере. Смотрите её схему внимательнее. Ставьте, я не против.
Цитата(MikeSchir @ Mar 5 2009, 16:35)

В примерах на сайте PI я не нашёл ни одного источника (из EPR), работающего в непрерывном режиме.
EPR34 - при 220 В в сети непрерывный режим, при 110 - разрывный.
Цитата(MikeSchir @ Mar 5 2009, 16:35)

При переходе из прерывистого режима в непрерывный, фильтр из однозвенного превращается в двузвенный (как бы) и естественно меняется его АЧХ и преобразователь может оказаться неустойчивым (если неправильно посчитан). Желательно чтобы преобразователь всегда (при всех входных и токах нагрузки) оставался в одном режиме - прерывистом (я так дууумаю). Иначе всё будет очень трудно.
Двузвенный фильтр - это не самое страшное, с ним можно бороться и побеждать.

Главная неприятность в режиме непрерывных токов - нуль в правой полуплоскости. Вездесущий Ридли придумал способ как от него избавиться:
http://pearlx.snu.ac.kr/Publication/00066413.pdfНо это - так, экзотика.
Цитата(wave48 @ Mar 5 2009, 16:44)

Опыт разработки таких источников такой вот и выше мощности. Возбуждается очень даже реально и при хорошей разводке, потому что, по сути, это генератор на одном опере. Смотрите её схему внимательнее. Ставьте, я не против.

Только смотреть, считать не надо?

В типовой схеме включения TL431 обратная связь - это конденсатор или RC-цепочка. Это 90 град. (больше ну никак не получится). А для возбуждения надо еще 90. Но, конечно, если постараться, то можно возбудить. Только надо хорошо стараться.
Цитата(wim @ Mar 5 2009, 17:49)

Только смотреть, считать не надо?

В типовой схеме включения TL431 обратная связь - это конденсатор или RC-цепочка. Это 90 град. (больше ну никак не получится). А для возбуждения надо еще 90. Но, конечно, если постараться, то можно возбудить. Только надо хорошо стараться.
Стараться не надо там, где нет никаких C в обратной связи, только R. Нарушение баланса входных токов опера плюс импульсные токи и помехи....
Цитата(wave48 @ Mar 5 2009, 18:20)

Стараться не надо там, где нет никаких C в обратной связи, только R. Нарушение баланса входных токов опера плюс импульсные токи и помехи....
C где-нить обязательно нужно - это ж интегрирующее звено. Даже туалетный бачок без интегратора не обходится.
MikeSchir
Mar 6 2009, 07:24
Цитата(wim @ Mar 5 2009, 17:49)

EPR34 - при 220 В в сети непрерывный режим, при 110 - разрывный.
Приехали! С чего бы это? Скорее наоборот.
Действительно при напряжениях ниже 150 В DC он должен перейти в безразрывный режим при полной мощности.
Цитата(MikeSchir @ Mar 6 2009, 10:24)

Приехали! С чего бы это? Скорее наоборот.
Действительно при напряжениях ниже 150 В DC он должен перейти в безразрывный режим при полной мощности.
Да, напутал малость.

Конечно, наоборот.
smi-pp
Mar 11 2009, 18:53
[quote name='MikeSchir' date='Mar 5 2009, 16:35' post='556855']
преобразователь может оказаться неустойчивым (если неправильно посчитан).
/quote]
То есть предлагается не доверять PiExpert ?
[quote name='MikeSchir' date='Mar 5 2009, 16:35' post='556855']
Желательно чтобы преобразователь всегда (при всех входных и токах нагрузки) оставался в одном режиме - прерывистом (я так дууумаю). Иначе всё будет очень трудно.
/quote]
Получается что все расчёты делаются на постоянную нагрузку и переходы не желательны. Это из вашего опыта, или об этом где-то написано?
Microwatt
Mar 11 2009, 21:49
Цитата(smi-pp @ Mar 11 2009, 22:53)

Желательно чтобы преобразователь всегда (при всех входных и токах нагрузки) оставался в одном режиме - прерывистом (я так дууумаю). Иначе всё будет очень трудно.
Получается что все расчёты делаются на постоянную нагрузку и переходы не желательны. Это из вашего опыта, или об этом где-то написано?
Я согласен, что самое неприятное - переход из режима в режим. Это нужно исключать, хотя бы в режиме от 50 до 100% нагрузки..
А в одном режиме вроде все на практике работает устойчиво. И разрывный и непрерывный в сотнях экземпляров.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста,
пройдите по ссылке.