в общем простейшая схема push-pull 12->60В 1А 400кГц на uc28025 (аналог 3825) ничего интересного, схема по даташиту, полевики irfh5006, на вых. индуктивность на выходе 3.3мкГн, но возникла проблема, не могу понять что творится.
изначальная схема на холостом ходу выдает 60В, все ок.

пробую дать нагрузку порядка 100мА начинаются проблемы - ширина импульса порядка 100нс, напряжение на выходе 20В, транзисторы греются. на датчике тока 0,1Ом импульс до 2В, т.е. ток порядка 20А.
начинаю искать проблему - увеличение выходной индуктивности до 100мкГн эффекта не дает.
замена выходных диодов UC1G (35нс) на диоды шоттки STPS2150A 2A 150В приводит к тому, что перестает работать даже на холостом ходу - те же 20В и греются транзисторы
отключаю выходные обмотки - меандр разворачивается на полную, все холодное, токи мизерные.
трансформатор на сердечнике EFD20 N87 2х3витка вход, 2х20витков выход. обмотки намотаны бифилярно. индуктивность первички 6мкГн, вторички 440мкГн, фазировка правильная. пробовал удвоенное кол-во витков во всех обмотках, картина та же.

неохота по элементам схемы персчитывать - частота какая?

"Возвратный" диод к L4 пробовали?

кроме неправильно сфазированных выходных обмоток, трудно что-то и придумать...

читаем внимательно первую строку - 400кГц


еще не пробовал, но думал об этом. поможет?


смотрел осциллографом - все нормально. кроме того, тогда бы на холостых не работало. даже пробовал отключать одну полуобмотку - результат идентичен.

Угу, все симптомы... Осцилограмки бы посмотреть.

сейчас только одна осциллограмма на х.х. под руками, завтра на работе сниму еще.
Желтый - затвор одного из транзисторов, зеленый выход трансформатора на одной из обмоток.
да, еще один момент - та плавная синусоида через несколько минут работы пропадает и остаются только короткие импульсы

КЗ у вас где-то на выходе. Микросхема в защите по току, т.к. на вход ILIM приходит аш 2 вольта! при пороге в 1В. При 1.4 В на входе ILIM микросхема вообще должна была уже в софтстарт уходить. А импульсы короче 100nS uc3825 вроде как выдавать и не умеет.

нет кз. время разряда выходной емкости 10мкФ порядка 500мс после снятия импульсов. емкости проверял и пробовал выпаивать. при отключенной ОС и полностью раскрытом ШИМ напряжение на выхоже порядка 110В. транзисторы слегка теплые.

Да, чудеса!
Осциллограмки тока глянуть бы через дроссель и через транзисторы в первичке.

Да, извините, частота Вами приведена, я просто проморгал.
Первое впечатление - кз где-то. Или в монтаже или диод полярностью не так или еще что-то. Впрочем, если на холостом ходу работает... нет индуктивности в силовом контуре. Ток сразу нарастает до порога отключения.
Однако, 400 кГц... довольно высокая частота для двухтактника.
Регулировка источника всегда начинается с осциллограммы тока через ключи. Дайте напряжение на токовом датчике R44.

Может, сердечник насыщается из-за ухода импульсов в одну из сторон?

да уже сам голову сломал, даже тупо менял все подряд
с индуктивностью Вы скорее всего правы, не могу понять куда девается. причем на быстрых диодах (Шоттки на выходе) те же проблемы уже на холостом ходу. да, еще момент - под нагрузкой выходные диоды тоже греются, следовательно ток течет через них
осциллограмму завтра сниму
400кГц из-за ограничения по габаритам, необходимо не менее 60Вт прокачать через EFD20.

При 100мА греются, я правильно понял?

да правильно, при 100мА в нагрузке (20В на примерно 200 Ом) пиковый ток транзисторов порядка 20А и диоды выпрямителя горячие.
они же греются на хх если ставить Шоттки

Это не пушпул, это короткозамкнутые проволочки где-то в моточных. Раз ток ключей 20А, то куда-то же он уходит? Значит, ничего его не сдерживает?
Неохота пересчитывать подробно, но индуктивность дросселя во вторичке 3.3мкГн маловата кажется. На порядок бы больше.
Коэффициент трансформации 6.6 тоже на пределе, немного бы больше.
Витки для первички по индукции 100мТ вроде 2, у Вас 3 - может и нормально. Индуктивность только при 3 витках у EFD20 в районе 10мкГн получается, а у Вас 6. Ну, может зазор есть или сам собою получился.
Ток намагничивания (1.2мкс *10В) /6мкГн =2ампера... многовато. обычно процентов 10 от рабочего (у Вас 6 ампер) берут. Т.е индуктивность первички явно мала.
Смотрите трансформатор. попробуйте проверить индуктивность, Вы ее измерили или 6 мкГн по расчету получили? Может, там в зазор магнитопровода что-то попало или он треснул...
В конце-концов, уберите трансформатор и запаяйте 10-омные резисторы в стоки. Хоть меандр по стокам на активной нагрузке будет? Может же быть какой-то монтажный хомут и очень простой....
Сам когда-то не мог полдня понять причину внезапного полного отказа источника. Смотрел-смотрел, звонил-звонил, сравнивал карту сопротивлений с работающим, проверял пусковые конденсаторы на утечки, контроллер сменил..... оказалось, просто впопыхах из кучи вилок на столе стал включать в розетку совсем не источник, а паяльник на соседнем столе.
Можно было искать хомут этот до пенсии....

Извините за наивный вопрос. Витки у Вас в трансформаторе, как расположены?

Ага, а как это -"бифиллярно"? Это значит - их вообще нет? Только проволока?

три разных транса пробовал, 6мкГн индуктивность ПОЛУОБМОТКИ первички. 440мкГн вторички. пробовал 6+6 на 40+40 витков, картина та же, только ток чуть положе нарастает. если бы кз по виткам, сразу бы проявилось.
при отключенной ОС на холостом ходу меандр разворачивается на полную, на выходе порядка 110В, ток в первичке - пила с пиком порядка 0,1А. при отключенных вторичках картина аналогична, только тока естественно нету.

А R44 проверяли на соответствие номиналу?

проверял и даже менял
ниже осциллограмма токов транзисторов (желтый), зеленый - напряжение на затворе. Режим - нагрузка на выходе 200Ом, выходное напряжение порядка 20В пульсаций почти нет < 1В и те по иголкам включения/выключения транзисторов.

Можно конечно, поэкспериментировать с задержками на датчике тока (полагая, что его разводка сделана идеально), но 4nF входной емкости полевиков и 400кГц явно требуют коррекции одного из слагаемых.

Может быть вся проблема в этих 100 нсек, это 10 МГц? У Вас 1,5 клетки переключение транзистора, 0.25 открытое состояние, фактически работа на одних переходных процессах.

а каким они здесь боком? понимаю там потери на переключение и т.д. но куда деваются 20А?


а может быть и понятно, мощность на одном полупериоде - интеграл по току на 10нс при 12В получается порядка 2.5Вт
а на выходе 60В на 200Ом на 1.25мкс порядка 2.2Вт
буду думать

Нет . Просто видел такое включение, но уже понял что не в нем дело. 

А по-моему, всё вполне закономерно. Именно так он и должен работать. Фильтр начинается с дросселя, диоды выпрямителя закрываться не успевают. Это подтверждают эксперименты по их замене. Частота огромная. Регулировать выходное напряжение пытаемся, нарушая симметрию...
Отключите выпрямитель и попробуйте нагружать источник на переменном токе, непосредственно.

неа, было бы так просто замена на более быстрые диоды решило бы проблему, а тут проблема быстрыми диодами усугубляется. а вот с частотой еще подумаю

А Вы всё-таки попробуйте.

Судя по осциллограммам всё логично. Не хватает индуктивности дросселя .
Напряжение на дросселе L*di/dt
Тем более что ток не с нуля начинается, а с выброса ампер так в 40 на ключе, может из-за выходных диодов или медлительных силовых транзисторов или и того и другого ...

ваша замена на 150 вольтовые шоттки не пролазит по обратному напряжению для них . На хх в ваших картинках видно что 200Vpp имеет место быть, это не нравится низковольным шотткам, а поскольку они имеют свойство пробиваться на разных обратных напряжениях (пусть и весьма близких) , то в выходном контуре возникает подмагничивание транса, и это может быть причиной неумеренного потребления ключами.
Откуда 200 Вольт ? - там у вас некий резонансный процесс во вторичке , что на ХХ видно по синусоиде, плюс большая /огромная индуктивность рассеяния вторички, из-за этого Ктр не строго соответствует виткам. Вобщем надо рыть еще . Приведите осциллограммы обеих выходных обмоток на высоковольтных диодах при нагрузке. Также интересно что на стоках ключей и что на средней точке первички.

в общем пробовал еще ставить irfp5020 с емкостью затвора 1нФ, время включения/выключения уменьшается и все, по выходу ноль реакции. выходная индуктивность от 3,3мкГн до 100мкГн тоже практически не влияет. Завтра перемотаю трансформатор, там посмотрим

Ну что ж, удачи. Наверное, всё это проще и быстрее, чем отпаять диоды...

чесно говоря не пойму что это даст. при просто отключенных обмотках без нагрузки ШИМ раскрывается на полную, все холодное.
нагузку подключить просто между противоположными концами вторички?

Очень дельный совет. Если на активную нагрузку будет работать с полным ШИМ - ищите в выпрямителе.


Да какая разница? На полобмотки, на всю обмотку - главное резистор нагрузочный должен нагружать все хоть на 50-70% расчетной мощности.

Конструкция трансов засекречена?

Мне тоже кажется, что дело принципиально в этом. Когда нагрузки нет - выходная цепь является пиковым детектором, ток через L4 не идет. Если же есть нагрузка - ток через L4 идет, и за время периода выключиться не успевает, вызывая глубокие провалы после выпрямителя и не позволяя закрываться диодам. Поставьте сразу после диодов выпрямителя хоть какую-то емкость - хоть микрофарад, например, но лучше ту же пару, что на выходе.

Если трансформатор намотан бифилярно - нужно быть уверенным, что не пробивается. Но тогда, правда, на холостом ходу проблема бы оставалась.

У вас повыш. Транс. по моему в етом и есть разница.
Я бы попробовал подключить Конд емк. 5-10мкф (MKP, MKT) перед L3 - т.е на выходе выпрямителей.

оригинально...


Еще оригинальнее!

попробовал сделать, итого что получилось -
на активной нагрузке на выходе трансформатора 100Ом от края до края вторички при полностью развернутом ШИМ макс.ток стока порядка 6А, на выходе 125В, т.е. мощность порядка 150Вт.
транзисторы греются, трансформатор тоже греется.
ниже осциллограмы, наводят на кое-какие размышления
ЗЫ резистор в истоке 0,033 Ом
ЗЫЫ соврал, 130Ом на выходе, 120Вт соответственно нагрузка

и осциллограммы для нагрузки ~300Ом. т.е. мощность адекватная, но транзисторы все равно греются
картинки по порядку - выход полуобмотки, сток, исток.

а РСВ не отвратительная-ли часом?

вот с трансформатором есть возможность проблем, а с платой маловероятно.
по крайней мере сделана по всем правилам:
широкие полигоны, выделенные короткие пути возврата тока и т.д. не первый раз на таких частотах макетировать на проводках бесполезно, в качестве макета сразу делал нормальную двухслойную плату. на этой же плате процессор стоит, хотя пока не чем путевым не занят, кроме моргания светодиодом, не сбоит

Ну, вот и ответ. И сейчас всё логично. Повышающий преобразователь на 400кГц с внешними ключами и самодельным трансформатором очень тяжело сделать с высоким КПД: ёмкости затворов, межвитковые ёмкости, индуктивности монтажа и рассеивания трансформатора умножают динамические потери многократно. Поэтому не удивляйтесь нагреву. Довести такую конструкцию до ума - нужен терпеливый грамотный подход и немалый опыт. Я так думаю...

в нормальном режиме уже все работает, сейчас еще трансформатор соптимизирую, 4 витка в первичке маловато, 8 много. на данный момент пергерев силовых элементов - трансформатора, транзисторов, диодов не более 10грС - температура около 40гр при 30 в комнате. это при мощности в нагрузке 45Вт без теплоотвода.

прошу не бить по голове, в общем прикол с диодами STPS2150 оказался в том, что монтажник вместо них запаял туда SS24 , а диоды US1G слишком медленные и по току на пределе. в общем, контроль и перепроверка, как завещал Иосиф Виссарионович.

особое спасибо уважаемым Herz и Microwatt. проверка на активной нагрузке помогла понять некоторые нюансы.

в серию возможно поставлю перед полевиками LM5111 чтоб снизить потери на переключение, сейчас фронт и спад на стоке порядка 30нс, многовато.

Не улучшите Вы драйвером существенно ничего. 30нс - нормальный фронт, лучше и желать нечего.
Перерегрев в 10С - считаем, что его вообще нет, нормальный расчетный перегрев 30С.
Вы подумайте как все-таки с 400кГц спуститься хотя бы до 200.
Похоже, Шоттки все-таки не пройдут. А на 400кГц даже очень быстрые диоды дадут забот... Да и все паразитные параметры потребуют не раз плату развести и повозиться со снабберами. В итоге, кажущееся уменьшение габаритов вроде и будет, но КПД на 400кГц будет хуже и тепло потребует габаритов.

хорошо, значит драйвер не буду ставить, проблем меньше, но хотелось таки 10-15нс
на полной мощности порядка 30градусов и будет, пойдет

над частотой думаю, до 300 буду понижать, судя по опытам с активной нагрузкой трансформатор пропустит.

по шоттки - частную задачу в узком диапазоне питаний 11,5-13,2В вполне решают, над остальным буду думать. быстрые диоды тоже не панацея, только если напряжение на выходе повышать, для следующих каскадов до 75-120В можно, даже лучше будет по ряду параметров, но начинаются другие проблемы, помимо увеличения емкости вторички... например кто-то может руками залезть
со снабберами - вообще забыл поставить , в серию конечно буду ставить, сейчас просто поверх повешаю, все таки макетка

А зачем Вам вообще пуш, я так и не понял. Развязка не нужна. Почему не степ-ап? Хотя бы и очень похожий на пуш: двухфазный, например.
У Вас удвоенное напряжение источника (то что на первичке) уже пропадает зря...

он регулируемый на самом деле, с перекрытием диапазона 1:20 желательно. минимальная 1:12. мощность нагрузки естественно разная, примерно пропорциональная напряжению. уже по этому критерию step-up не проходит. хотя с ними все хорошо отработано, использую в других схемах. но и в 6 раз поднимать step-up не кошерно имхо, а уж тем более в 10 раз. потому как по выходам еще посмотрю может придется поднимать до 90В.
ну и габариты + уровень ЭМИ очень важно, поэтому двухтактник. ну и естественно в серии будут снабберы и экран на трансформатор

про удвоенное спасибо, не додумался возможно имеет смысл применить, надо подумать, посчитать, есть дополнительный потребитель ватт на 6-10. поставлю тогда полумост вместо моста от 12В.

Чтобы такую частоту использовать, вообще-то было бы лучше применить последовательный резонанс по выходу.
Как он там транзисторы разгружает - не очень будет важно, если регулировка в таком диапазоне скважностью - практически это не работает. Разве что на максимальной мощности потери снизит. Тоже неплохо. Или регулировать пропуском тактов, если любите сами контроллеры разрабатывать. Я люблю.
Но вот выпрямлять диодами станет гораздо проще. Помнится, на 50 кгц мне хватало диодов с временем восстановления (жесткого) - 800 нс , и без проблем. Ничего не грелось. Кроме того, неплохо тогда идет схема с удвоением напряжения по выходу, меньше мотать вторичку и резко снижается ее емкость, что доставляет. На 400 в выхода и 12 в входа точно доставляет.

Вот передо мною колечко R22 сечением 0.33cм кв. Прожевывает в пушпуле 50 ватт на 70-80кГц особо не разогреваясь. И выпрямляется мостом UF5408 - далеко не лучшие диоды.
Отчего Вас упорно на 300-400кГц тянет - непонятно.
Быстрые диоды вместо Шоттки мною обозначены вовсе не как панацея, а как необходимость при таких напряжениях на вторичке..
про узкий-широкий диапазон у Вас что-то непонятно изложено. Уточните входное.
Без развязки вполне можно было и бакбуст сделать, а если нет в нагрузке КЗ (Ваша нагрузка, известная, не случайного прохожего), то и буст. Это проще, и Шоттки пройдут там.


А вот тут у меня пшик получился. Выбросил полсотни плат. Повышал пушпулом нерегулируемым с 12 до 240 вольт.
Разбаланс емкостей (а это всегда будет и в сильной степени) приводит к подмагничиванию сердечника. Пушпул идет вразнос с прогревом. Нужно вводить зазор и строгое потактовое ограничение. Стоило удвоение заменить мостом - все заработало даже на сердечнике вдвое меньшего сечения.
Кто-то тут повторяет, что дьявол кроется в мелочах.... Поднял исходную плату, макет. Ведь работала же с удвоением долго, в разных режимах гонял. Промерял конденсаторы - идеальное совпадение!!
Тот случай, когда разовое везение идет в большой вред при повторении.

колечки нетехнологично а еще помимо сечения мощность от магнитной проницаемости зависит, входных напряжений и т.д.
узкий диапазон означает что при максимальном входном напряжении не превысит допустимое напряжение на диодах, а при минимальном будет достаточно для получения требуемого выходного
напр. при коэф. трансформации 6 и 11 входного получаем 66В на выходе, а при входе 13 получаем 78В, т.е. 152В на диоде, уже перебор - примерно так, точнее считать сейчас лень.
про буст знаю, как уже писал -
у меня требования по перекрытию выходного напряжения 1к12 минимум, т.е. для 60В максимального надо регулирвоать от 5 до 60В, просто буст уже не проходит. бэк-буст - сильно усложняет, тем более, что бустом повышать в 6 раз - не очень хорошая идея, в 3-4 раза, да, без проблем. + еще нет уверенности что 60В будет достаточно, возможно надо будет 75-120В. пуш-пул с этой стороны гораздо гибче.