Здравствуйте все!
Мне надо _быстро_ сделать источник питания минус 120 В мощностью 10 Вт, на печатной плате. Входное напряжение +5В.
Посоветуйте, пожалуйста, готовый модуль или простую схему.
Есть вариант взять четыре модуля на 3 Вт вроде TRACO на +-15В с гальванической развязкой и соединить их последовательно, но некрасиво и дорого.
Заранее признателен.

Вроде флайбэк напрашивается, но если бы мне нужно было один, без стабилизации и быстро, я бы, пожалуй, чашечку намотал и к генератору Ройера приладил. Чтобы не совсем уж расточительно по КПД, можно на насыщающемся дроссельке.

Извиняюсь, не написал: стабилизацию надо.

так быстро, на коленке, собрать этот источник проблематично... Лучшее решение еще поискать нужно.
Я бы бустером попробовал поднять напряжение до 15-20 вольт и далее подать на нерегулируемый двухтактник (хотя бы на пушпул на основе IR2153). Выходная обмотка - с удвоением, чтобы меньше витков. Обратную связь завел бы оптроном на бустер. Регулировка шла бы снижением 15-20 вольт питания пушпула.
Вроде видится стандартный дроссель-гантелька и колечко миллиметров 12-15.
Работать оно будет, может даже с неплохим КПД. но возни... и время нужно.

Есть готовые контроллеры люминесцентной подсветки, где примерно так и сделано, но с ними с непривычки повозиться-таки придётся. Да и на колечке 12мм вряд ли реально.

Не совсем понятно, нужна ли гальваническая развязка. Если нет, то можно попробовать в лоб на инвертирующем преобразователе. С +12В в -120В как раз на 10Вт делали на MAX1847 с внешним ключом (просто для примера).
Как знать, с +5В в -120В может быть тоже получится. По прикидочным расчетам в режиме разрывных токов на частоте 100кГц и индуктивности 10мкГн максимальный ток в импульсе 4.5А, коэффициент заполнения 0.89. Хотя конечно могу ошибаться в расчетах. Но это в любом случае внешний ключ и сильно низкоомная индуктивность. Утверждать, что это проще и быстрее остальных вариантов не берусь.

Спасибо большое. Гальваническая развязка не нужна, внешний ключ годится, индуктивность - лишь бы самому не мотать, никогда этого не делал. Главное, чтобы я мог это быстро сделать, не имея опыта. До сих пор я собирал импульсные источники только по схемам из datasheet.
А если на входе будет +12В, а не +5В, это заметно упростит задачу?

Да. Потому что ток по первичной стороне сравнительно большой и низковольтное питание приводит к повышенным потерям на сопротивлениях ключей, индуктивности. Соответственно растут габариты, снижается КПД. Но это всего лишь рассуждения. Жаль, что готовой схемы для повторения посоветовать Вам не могу. Я бы попробовал собрать Flyback на UC2572, но уж больно скупой у неё даташит, потребуется хоть некоторый навык в расчётах и макетирование...

Флай(буст), или сепик - делаете индуктивный бросок и далее через транс увеличиваете. Я так делал до 3 кВ. В вашем случае транс может получится 1:1.

В общем случае не рекомендуется делать импульсник с заполнением менее 0.2 и более 0.8. Напрямую от 5 вольт получить 120 с обмотками 1:1 нужно иметь заполнение около 0.96. и ключ 200-вольтовый.
Флай в разрывном режиме -весьма сомнительная топология для низковольтных схем. Амплитуда тока очень велика, а на 5 вольтах каждые 0.1В потерь в ключе - КПД. Флай в непрерывном режиме - видел в кино, но не в жизни. Вернее, разок в жизни столкнулся - больше не хочу.
Нужно любыми способами добиваться при низковольтном питании двухтактной работы с прямоугольными (трапеция) токами, чтобы уменьшить потери на тепло, выйти на более высокое напряжение.
От 5 вольт сложновато контроллер питания запустить. Можно Ройер, как ЗГ собрать на 5-мм колечке и от него запустить пуш-пул на полевиках килогерц на 70-80. А уж стабилизировать можно и по высокому, посмотреть какой-нить LINK со стандартным дросселем. Кудряво для 10 ватт, но что поделать?

..Конечно, это push-pul. И, конечно, от 12 вольт. От 5-ти вольт – уже будет некоторый эксклюзив, особенно, для первого раза.

..Мощность вполне маленькая, 10 ватт – это фигня..
..Примеры схем – да их полно. Во многих радиолюбительских журналах, то и дело, от автомобильного аккумулятора получают 220 вольт, для питания аппаратуры на природе, за городом.. Любая схема, для питания мощного автомобильного УНЧ – там, из 12 вольт делают +/- 80..

..Считаем входное напряжение стабильным. Тогда, если ток нагрузки тоже постоянен, можно использовать один из драйверов от IR, со встроенным генератором. Такие схемы без ОС, поэтому, если нагрузка изменяемая, потребуется выоковольтный аналоговый стабилизатор по выходу.

..Но, я бы посоветовал контроллер TL494. Это ничего, что он старый.. АК тоже не молод..
Этот контроллер идеально подходит для вашей ситуации.
..Так как, гальванической развязки не надо, оптрон для цепи ОС не потребуется.

..В качестве опорного, используйте все 5 вольт встроенного источника TL494. Поскольку, выходное напряжение 120 вольт, и отношение верхнего резистора ОС к нижнему, получается довольно большим, используйте «фишку», которую я часто применяю.

..А именно: оба резистора выберите одинаковыми, и чтобы мощность рассеивалась небольшая. Учтите, что верхний – относительно высоковольтен, (из двух 1206, лучше, его составить).
Вниз, на землю, от средней точки, включите источник тока. Падение напряжения на верхнем резисторе, от этого тока, даст требуемое смещение. А по пульсациям, коэффициент передачи такого делителя всего 0,5. Расчетную формулу вывести легко.
..Источник тока может быть простейшим токовым зеркалом на двух транзисторах, входной ток для него – от того-же опорного 5 вольт.

Такую схему вы легко сможете отмоделировать в Микрокапе, модель TL494 я брал на сайте Амелина.

..Единственное, что, трансформатор придется намотать. Двойным проводом первичную обмотку, чтобы две равных половинки получились, и вторичную. На стандартном Ш-образном феррите (и каркасе) это не сложно. По выходу поставите мост.
..В принципе, такая схема будет работать даже на 50-ти герцах (при соответствующем трансформаторе)..

..Думаю, этот путь самый прямой, самый логичный и хорошо считаемый. Схем, для примера, уже сказал, много..

P.S. Хороших низковольтных ключей, N-типа, тем более, сейчас большой выбор. Надо посчитать, может быть, и сборка SO-8 подойдет..

P.P.S. ..Пропустил.. Вам же "минус" 120 вольт надо.. Надо понимать, относительно "земли" входных 12 вольт.
Тогда, моя "фишка" не пройдет, полярность выхода не та, оптрон придется ставить.. Ну, убирать текст не стал, кому-то может пригодиться..

Та отмоделировать-то можно. Если не работает ТЛ-ка или полевик от 5 вольт, можно в модели это легко поправить...

..Полевик, работающий от 5-ти вольт, найти легко, если что.
А вообще, написано, ведь:


..Недавно только, моделировал синхронный понижающий преобразователь, с перестраиваемым выходным напряжением, модель TL494 от Амелина.
Развел плату, спаял - все совпало..

..Хотя, есть у модели этой некоторые недостатки, зато, другой модели нет..

То есть, Вы предлагаете регулируемый пуш-пулл? Наверное, можно, но из-за возможности несимметричного перемагничивания придётся брать сердечник с запасом по сечению.

Да, можно, наверное, и без оптрона обойтись. А "фишка" любопытная, но не проще ли "верхний" резистор делителя конденсатором шунтировать?

..Большая часть схем, когда надо повысить напряжение, да и с неплохой мощностью, сделана именно пушпульно.
Повторюсь, те же преобразователи, для питания автомобильных УНЧ. Ни одного не видел, по классической схеме "дроссель - ключ"..

..Что касается "фишки", мне она приглянулась, когда надо сделать регулируемое, от ручки на передней панели, выходное напряжение БП. Тащить к такому потенциометру провода ОС - плоховато.. А так, можно простой RC-цепью отфильтровать все наводки и управлять источником постоянного тока. Своего рода, "электронное управление".

..Конденсатор, говорите, подключить? Это, наверное, не эквивалентная замена. Эквивалентной заменой был бы стабилитрон, то есть, цепь, частотно независимая..

Дык от 12 вольт это даже не в три раза легче, чем от 5. Было бы хоть чем контроллер стартонуть 8-12вольт миллиампер 20...
Если схема не подвержена кз, то на хорошем полевике автогенератор однотактный ради смеха можно было бы попробовать...
Но там уже сердечник Е20, наверное, нужен. Вольт-виток. Иначе - мотать-не перемотать...

Спорить не стану. Но для мощных, да когда ещё двухполярное питание нужно, действительно альтернативы нет. Только там регулировка ни к чему: выходные каскады УМЗЧ нестабилизированным питать вполне приемлемо.

Ну, если частота фиксирована, то есть конвертер с ШИМ, а не ЧИМ, то вполне. Я пользуюсь.

..Я тоже, но, редко. Дело здесь не в ШИМ/ЧИМ. На выходе, ведь, "постоянка"? Теоретически, пульсации на выходе может не быть вовсе, кажется..
Конденсатор (дополнительный), в цепи обратной связи, смещает, там, полюса и нули, всякие..
Загенерировать может. Или иные последствия..

..С этой "примочкой", у нас нет реактивности в цепи ОС; даже очень большой (требуемый для обычного делителя) "коэффициент деления" не увеличивает ошибку; и можно регулировать, как бы, "отвязанно"..

..Это только идея (практически проверенная); не настаиваю.. Как и на применении пушпула. Просто, я бы делал примерно так.

..Если же 12 вольт автор темы не найдет возможным изыскать "на стороне", тогда, лучше из 5-ти вольт, все-таки, получить 12-15. Это уже можно сделать обычным повышающим преобразователем с дросселем и стандартной, ориентированной на это, микросхемой.
..Конечно, такой вариант не порадует глаз, деталей многовато, и КПД не ахти, зато, и первая и вторая схемы вполне просты и понятны, хорошо считаются и макетировать там нечего. То есть, для первого раза, вполне..
..Плату можно рисовать сразу, с учетом обычных особенностей таких плат ИБП.

..А для второго раза, можно было бы пушпул реализовать и прямо от 5-ти вольт. Не такие уж и страшные токи, при выходной мощности в 10 ватт, получаются.. И контроллер найдется, низковольтный, и на "рассыпухе" - не бином Ньютона..

..А вот автогенераторный - если только сетевой..

М.мм... Сетевые ватт на 15 я делал. Чисто аналоговая схема на полевике и маломощном биполярном, флай, "самообрывный ключ".
Там все удовлетворительно, кроме работы при КЗ. При выходном напряжении более 5-10 вольт защита отработать не успевает.
В принципе, и от 5 вольт можно ее запустить. Амплитуда тока в первичке, конечно, будет ампер 5-6, придется ТТ в датчике ставить, и хороший полевик. Но все остальное вроде получается относительно просто - и стабилизация, и полярность на выходе.
Обмотка ОС обеспечит требуемое напряжение на затвор, от 5 вольт ключ должен лишь чуть-чуть приоткрываться для старта...
Как по-другому с такого низкого напряжения получить в одну ступень со стабилизацией и разумным числом простых компонентов... что-то не вижу пока.

..Это наш старый спор про сетевые автогенераторные и КЗ их выхода.
..Надо будет мне найти мою схему и выложить. Заказчик специально закоротил выход и включил.. он любит такие штуки.
Не помню точно, кажется, около часа ситуация простояла, плата стала коричневая, жутко все нагрелось, когда сняли КЗ - заработало..

..Что касается, "как с низкого напряжения.." - так же, как и с "высокого", с 12 вольт. Никакой принципиальной разницы. Ну, какие там токи, для двухтактника - 80 мА выходных умножаем, пусть, на 25 - 2 ампера получается.. Пусть, чуть больше.. Хоть 3-и ампера.. Так, они же, для ключа, делятся пополам.. В смысле, мощность, рассеиваемая на ключе, при таком токе. И ОС через оптрон.
Потери в ключах, статические, примерно, будут равны потерям динамическим - напряжение малое..
Хотите, я найду подобную схему, на "рассыпухе", где-нибудь, в журналах Радио 90-х годов..?
..Вот, если бы выходная мощность нужна была бы ватт 50, тогда, да - 5 вольт маловато.. А 10 ватт - вполне нормально..

..Впрочем, я только стажер, ИБП меня никогда, особенно, не интересовали, к их проектированию подхожу прагматично.
Так получилось, просто, что последние несколько лет, вдруг, пришлось этим заниматься.
Однако, то, что здесь усвоил и практически закрепил - с этого меня не сдвинуть. Только переубедить, доказательно.
Навязывать мнение свое не буду, нет ни смысла, ни желания..

Не со мною, наверно, спор был...
Кто же тут навязывает что-то? Обмениваемся мнениями и ищем решение... Я однозначного ответа на постаавленный стартером вопрос пока не увидел. Стоило бы попробовать пару -тройку вариантов.

..Спор был с вами, мог бы я и ветку найти, но, ..щас не об этом.. (С).
Конечно, никто ничего не навязывает, согласен.

..Я не очень понимаю, почему пушпул, при входных 12 вольтах, считаете приемлемым, а при 5-ти вольтах, уже нет. Мощность выхода одинаковая, 10 ватт. Токи в первичных цепях, в обоих случаях, еще не становятся критичными. Выбор ключей - обширен. Можно найти и контроллер, и на "рассыпухе" не видно проблем..
..Вариант одного ключа, "а ля флай", явно проигрывает, при 5-ти вольтах входа.. Хоть автогенераторный, хоть какой.. Как и простой повышающий..
И что у нас остается..?

..Сколько понял, у автора темы нет времени разбирать варианты, смысл топика в том, чтобы ему категорично посоветовать, хотя бы, что-то одно.
Это же так часто бывает, что времени нет, и надо выбрать, хотелось бы, правильно.. Чтобы достичь цели, пусть, не совсем оптимально.

Большое спасибо всем. Надо сделать побыстрее, но чтобы работало Пришлось взять входное питание +12 В. TL494 - вещь заслуженная, конечно, но готовой схемы я не нашёл, а там описаний десятки страниц. Потому остановился на MAX1847, большое спасибо Самураю.
Посмотрите, пожалуйста, на схему: нет ли там лажи? Особенно в корректирующей цепи. Я запутался в расчётах и взял готовые номиналы из похожего варианта в datasheet.
Заранее признателен.

На вскидку, великовата индуктивность...

Конечно, если КПД не важен, то работать скорее всего будет. А так уже был совет



Автотрансформатор я бы сделал 1:3 или 1:4.

З.Ы. Не бойтесь мотать руками - несколько витков на кольце и все.

А почему?

КПД не важен, надо, чтобы было и работало.

Ага, только сначала надо узнать, что за кольцо, почему именно оно, где его взять, что будет, если взять другое, и ещё туча вопросов, если это делаешь впервые. А так - да, несколько витков...

Почему велика индуктивность? А что там от 12 вольт за ток по приращению будет при рабочей килогерц 100? При 330мкГн он почти не изменится. Это значит, что энергия будет почивать в дросселе, не преобразовываясь. Оптимальным считается приращение в 30-50%, если это не флай.
Навскидку там раз в 8-10 меньше индуктивность можно. Это значит, что при том же сердечнике и провод толще и подмагничивание меньше из-за меньшего раза в три количества витков.
Однако, если Вы сочли возможным так легко перейти по входу с 5 вольт на 12, то это существенно может поменять решение.

Я очень извиняюсь: а что такое "ток по приращению"? У меня 150 кГц.
Я считал индуктивность так, как советуют в разделе "Choosing Inductance Value" из datasheet http://datasheets.maxim-ic.com/en/ds/MAX1846-MAX1847.pdf.
На 12 вольт перешёл не очень легко, пришлось много другого перерисовать, но так спокойнее.

За время включения ключа ток в индуктивности должен заметно измениться. L= UT/delta I
Трудно еще будет р-канальный полевик на такие токи найти.
Если у Вас есть питание 10-14 вольт теперь, то посмотрите еще простой флай на простой 38ХХ.
Грубо там получается при 100кГц амплитуда тока ключа 4А, индуктивность первички 12мкГн, коэффициент трансформации 12.7 -13. Трансформатор Е20 материал N87, зазор 0.2 первичка 8 витков.
Придется только ТТ для КПД поставить, наверно. Но где-то 75% должно получиться легко.

А вот формула из datasheet, по которой я считал:
L = (VIN(MAX) / IRIPPLE) x (DMIN / fOSC)
Интересно, их можно как-то сопоставить?
И чем хуже вариант с MAX1847? Только КПД? Там потери, в основном, в катушке? Я их посчитал, получилось меньше четверти ватта, не раскалится катушка.
Чем лучше толстый провод? Только КПД?
Для меня всё равно очень много непонятного в самодельном трансформаторе. А тут готовая катушка, и всё.

+1 Очень хорошее решение - 3843 или 3845.



КПД автору не важен - обычный резистор (2-5вт). Зато проще и понятнее. Схема практически типовая.

Формула скорее всего правильная, а вот цифирьки были подставлены верно? Такое впечатление, что вместо 150КГц подставлено 15. Где-то ошибка "порядка" на порядок (Во залудил, даже стирать жалко).

А чем Вас не устроила LM3478, чип работает от 3В, ну сделайте флай и транзистор низковольтный поставить можно и по моему Вы уже на форуме обсуждали эту ИМС....

Я не умею делать флай!

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Да формулы эти не противоречат друг другу. Ток пульсаций и там и там участвует. У меня время включения, у Вас частота и коэффициент заполнения в неявном виде, которые все равно сводятся ко времени.
Дык а как же переплыть соленый океан, коли плавать не умеем...
При таком уровне знакомства с источниками дать готовую рассчитанную и разведенную схему - не будете знать что в ней смотреть.... Вы полагаете, что "готовый дроссель" или "готовая микросхема" сильно облегчат задачу?
Купить бы готовый DC-DC на 10 ватт, это дорого, но надежно. Но на 120В выхода их нет в природе.
Как тут помочь - не знаю...

Кстати там же (http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps_e/smps_e.html) есть расчет Buck-Boost'а :
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
но эти картинки для установившегося режима, вопрос как до него доплыть.

в атаче найдете все нужные формулы. Один совет выходную обмотку если получится намотать в один слой, если нет - тогда каждую полуобмотку в один слой и соеденить черездиоды последовательно.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

..Для примера. Здесь два ключа лишние, при мощности 10 ватт.
И схема без ОС - надо добавить оптрон.

Второй рисунок - пример с оптроном - неизвестно почему, не грузится.
При том, что лимит указан - 10 метров, а рисунок всего 0,5 метра..
Всегда у нас что-то глючит..

..Этот рисунок из книжки Семенова "Силовая электроника". Там же найдете некоторый комментарий.
Книжка на троечку, так что, осторожно..

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

..Вот, только в gif прицепился..

..Все для примера, только, и компиляции..
Лучше, как писал, сделать на TL494, и без драйвера..
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
..Древние индийские математики часто пренебрегали вербальным доказательством, и просто писали: смотри..

..А это классический пример понижающего преобразователя, на TL494, который (преобразователь), вам, наверное, знаком.
Дабы легче соотнести внутренности м/мы с её возможностями.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

..Все. Больше времени выделить не могу.

Да, из книги Семёнова повторять конструкции нужно с осторожностью. Вот и в схеме, показанной Wise, есть принципиальная ошибка, перечёркивающая наличие рисунка печатной платы в книге. 12 и 13 выводы DA1 нужно повесить на +, а сигнылы на 10 и 12 выводы DA2 нужно подавать с выводов 11 и 14 DA1, пустив их на землю не напрямую, а через резистор 470 Ом. М/сх CA2524 найти практически невозможно, ставил в таком преобразователе SG2524 - аналог. Всё остальное работает без замечаний. Если сделать как на схеме - одновременное открытие обоих ключей со всеми вытекающими:-)

Спасибо большое.
А всё-таки, чем плоха любовно нарисованная мною схема на MAX1847? Она менее надёжна? Намного меньше КПД? Частота вроде примерно та же, на размерах не сэкономить. Теперь-то я уже много знаю про TL494, спасибо большое, может, и нарисовал бы на ней, тем более, что видел справочные данные на готовые трансформаторы
Для меня сейчас главное - чтобы включил, а оно сразу заработало, как мои любимые TPS62110 или LM3488.

Виртуозно играя на балалайке или тромбоне, струнный квартет исполнить нельзя.
Это контроллеры хорошие, но ограниченного применения. только как понижающие. Изучайте другие топологии и 384Х или TNY станет такой же понятной - включил и все работает. 384Х - дама в солидном возрасте, несколько много потребляет (20мА), но ничего лучше по цена-качество на сегодня нет.
Есть ее КМОП версии, но дороговато и плоходоставаемо. То же про все-все MAXIM и LT. Последнее - громадный набор всего, что только можно сочинить на тему низковольтных источников. Но по цене - кусается, при серии сто раз подумать нужно.
А 494... достаточно архаичное творение, хотя за ним и целая эпоха, не стоит к ней возвращаться. На крайний случай, можно посмотреть ее улучшенные модификации с нормальным драйвером по выходу для полевиков. Но и это улучшение популярности былой ей не принесло. Это контроллер для журнала "Радио" на сегодня.

а как у нее ОС реализуется, когда на выходе минус? нужно же проинвертировать сигнал

Как везде - оптроном. Если у Вас развязанный гальванически выход (обратноходовик, флай), то полярность выхода особого значения не имеет.
Грубо можно регулировать по обмотке обратной связи, используемой для питания самого контроллера. Оно не так уж и грубо получается, проблемы только на холостом ходу, для этого нужно выход хоть на 5% подгрузить....
Существуют и схемы сдвига уровней на паре биполярников с использованием внутреннего опорного 384Х. Для положительных сигналов (бакбуст) применял успешно, для отрицательных - разок посмотрел и не стал возиться. Сложновато и погрешности большие.

так в теме речь идет о не развязанном питании, потому и вопрос. с оптроном понятно, я думал, что у 384х есть какое-то штатное решение для этого вопроса... ну там референс подпереть сигналом ОС или еще что...

Дык развязать а потом связать никто же не запрещает. У флая оно принципиально развязано, отдельная обмотка.

..Значимость или бесполезность информации не зависит от того, откуда она взята – из дэйтшита, журнала «Радио» или журнала «Мурзилка»..
..Журнал «Радио» вполне заслуженный, отношение к нему может быть лакмусом для профессионала..

..Архаичности у 494 не больше, чем у 3842 или 34063.. Странно похвалить одно и похаять другое.
..Вообще, архаичность, она, как и разруха, в голове..

494 жива благодаря цене $.10 даже за чип от TI (что уж говорить о нонэйм производителях?), при том в ней два доступных снаружи опампа-компаратора, которые можно пристроить по вкусу, опять же сэкономив.

Да не экономили бы Вы на спичках.
Выходного драйвера там по сути нет, нужно ставить дополнительные компоненты. Старта на малом токе с гистерезисом тоже, прямо от сети не запустишь нужен вспомогательный источник питания.
Быстродействие кромпараторов дохловато, рассчитано на 30-40кГц. Куча обвязки и 16-выводный корпус. 10 центов вырастают в 5 баксов, если посчитать кучу лишних паек, компоненты обвязки и площадь платы.
Все это делает ее плохим контроллером для универсальных применений.
Ее еще выпускают только из-за компьютерных ноунейм блоков питания на биполярниках.

хехе, не экономили бы, былоб как в украине - $5 за компоненты обвязки и площадь, т.е. никакого (ноль) производства.