это пока у вас основной источник помехи - контур тока между этими деталями. Площадь его минимизирована в разводке ? раз он у вас такой вредный - его просто необходимо демпфировать.
это сечас не требуется, звон от незадемпфированного контура, хоть и ослабленный листом, будет мешать и вам покажется что лист - это лишнее.

Да, площадь минимизирована. В финальной будет ещё меньше, здесь изза "макетности" платы чуть больше чем хотелось бы, но всёравно достаточно маленькая (сравниваю с трассировкой серийных образцов БП и рекомендуемыми от PI).
Демпфировать... как?

Сейчас ковырялся, всёже немогу однозначно найти ответ на вопрос.
В чём разница, между так называемой "cancellation winding" (экранирующей обмоткой) и экраном из фольги (1 не замкнутый виток)?

Обратил внимание на RDK-242 от Power Integrations, там именно вначале идёт обмотка экранирующая, затем первичка, затем экран из фольги.
Когда я на днях мотал свой "суперэкранированный трансформатор" - просто незадумываясь повторил. Но вот сейчас стало интересно, существует ли разница между обмоткой из обычного провода и витком фольги..

Подскажите кто-нибудь, пожалуйста

Так как на данный момент считаю тему практически исчерпаной (за исключением некоторых вопросов), подобью промежуточный итог.

1. Меняю диодный мост. Впрочем в этом даже вопрос не стоял, я в любом случае его намеревался заменить.
2. Переставляю ОС до выходного дросселя, положусь на опыт Microwatt - вы меня убедили.
3. Корректирую расчёты под вход номиналом 370-390В - из расчёта на PFC.
4. Схему снаббера делаю RCD + Zener; последний всёже вопреки рекомендациям оставлю.
5. Если входной каскад выдержет импульс 850В без разрядников - убираю разрядники.
6. Добавляю снаббер на выходной диод.
7. Бусины выбрасываю нафиг, оставляю только 10мкГн дроссель.
8. Рекомендация от тау - зашунтировать каждый диод моста конденсатором. Не уверен в целесообразности, ведь этого практически никто не делает. тау, пожалуйста, прокомментируйте немного этот совет
9. Трансформатор экранируем, разумеется. Дополнительно, электрически замыкаю половинки сердечника на экран (непомню где видел эту рекомендацию, представляется логичной). При сертификации проблем с точки зрения электробезопасности быть не должно? Из-за сердечника, электрически замкнутого на контакт силовой части.
10. Оптимизирую трассировку платы, это также было в планах изначально.

Иголки определяем как шум, наведенный на щуп, который практически не существует в реале и, следовательно, априори - безвреден для схемы. Дополнительно, вероятно, имеет место особенность осциллографа, изза которой АЦП вертикальной развёртки неадекватно преобразовывает амплитуду (возможно - какой-то резонанс входного контура осциллографа).
Тем не менее, для упрощения измерений остаётся актуальным вопрос - как правильно мерять, чтобы не ловить шум. Не выйдет всегда щупом тыкать с земляной "пружинкой" - земля не везде рядом есть...

Дополнительные тесты которые я намереваюсь провести, но которые пожалуй уже не повлияют существенно на результат. Так же, не уверен со сроками, когда получится всё это попробовать. Тем не менее:

1. Было предложение от shewor - оставить у вторички только керамику, а электролиты ставить после дросселя. Честно говоря, на первый взгляд немного сомнительно, но всёже из интереса попробую.
2. Температурная стабильность оптрона - проверю. Хотя до этого блоки работали разогреваясь до 75 градусов (завёрнутые в одеяло) и всё было окей...
3. Попытаться запитать осциллограф от аккумулятора, затем от изолирующего трансформатора. Сравнить результат измерений.
4. Подложить под всё это дело металлический лист, включительно с осциллографом. Сравнить результат измерений.

И наконец, оставшиеся без ответа вопросы:

1. тау говорил о демпфировании контура первичной обмотки. Пожалуйста, тау, опишите подробней, что вы предлагаете сделать.
2. Если кто-то может прокомментировать, пожалуйста, опишите различие между экранирующей обмоткой (мотается в 1 полный слой, один конец оставляется не подключенным, второй замыкается на "-" первички) и экранирующим витком фольги (также не замкнут, один конец замыкается на "-" первички). Живой пример - RDK-242 (документ RDR-242) от Power Integrations.

Вроде бы ничего не упустил.
В очередной раз, благодарю всех за участие Всёже мне помогли разобраться с проблемой которая мне не давала покоя

Очень могут быть. Большинство каркасов небольших размеров рассчитаны на соблюдение "clearance margin" с учетом никуда не подключенного магнитопровода. Если посадите на заземляющий провод, то выверяйте все зазоры с учетом требований страны в которою поставляете.

Я не знаю причин совета ТАУ, но могу сказать из собственного опыта. Очень давно в домашний паяльник поставил первый попавшийся диод для уменьшения нагрева. В результате телевизор на некоторых каналах стало невозможно смотреть. Тип диода был неизвестен, вероятно, высокочастотный. Пришлось блокировать конденсатором.

Диоды шунтируют емкостями, иначе ЭМС бывает трудно пройти. Дело в том что когда диоды выключены , они представляют из себя весьма малую емкость, иногда образуя вредный резонансный контур с паразитной индуктивностью пленочных конденсаторов , параллельных линиям сети , плюс подмешанная индуктивнсоть рассеяния двухобмоточного синфазного дросселя может сказаться. Начальный толчок для возникновения ВЧ колебаний возникает в момент закрытия диодов при их принудительном рассасывании пачками с частотой преобразователя но на вершинах входной синусоиды. Иногда этот звон можно увидеть осциллографом до моста , синхронизированный к максимумам сети. Я видел, многие слышали в радиоприемниках. Зависит от фазы луны.

Демпфирование паразитного контура первички (не путать с клэмпером) строится по такой вот схеме (вложение) , хотя иногда упрощают до RC или даже просто С (в тепло при этом на полевике и в трансформаторе). В тяжелых случаях применяют нондиссипативные снабберы (вам такие не надо , имхо). Демпфированна цепь первички испытывает в работе меньшее значение dI/dT и dU/dT что благоприятно против помех.

Различие между экранами такое: Экраны в виде обмоток тонким проводом - фтопку. не вижу отличий от самой обмотки, одним концом прицепленным к выводу первичного питания. Другое дело экраны в виде незамкнутой полоски меди , такой экран разделяет обмотки , существенно на порядки уменьшая проходную емкость между ними, и уменьшая напряжение пульсаций на межземельной емкости, с которыми далее призван бороться синфазный дроссель помехи. В Вашем случае светильника - экраны излишество нехорошее и неоправданный рост цены транса , с одновременным ростом L расс.

Заземление сердечника - имхо излишество , их землят разве что параноики. Также давно не землят КЗ виток из медной полоски вокруг транса с обмотками. Хотя иногда и встречается , но погоды это заземление не делает. Внешний экранирующий виток поверх собранного транса - должен быть замкнутым , я не понял где Вы там увидели что внешний виток разомкнут.

Экран в виде полоски меди конкретно греется в области зазора. Экран в виде обмотки греется меньше, но и работает хуже.

в зазор , к зазору впритык, его вообще ,имхо, лучше не ставить - ну уменьшим паразитную емкость к объему феррита (она невелика , ибо каркас заметно толще межобмоточной изоляции + воздух там есть) , незначительно уменьшив проходную емкость между обмотками (если там нет экранов). Плюс проблемы с нагревом, о которых Вы упомянули, плюс нетехнологичность , вобщем экран к сердечнику в подавляющем большинстве - неоправдан . имхо.

тау

Я вас понял, благодарю за объяснение.

Виток фольги поверх сердечника - замкнут, всё верно, возможно я забыл уточнить.

Суть схемы вполне ясна, обязательно попробую и, скорее всего, поставлю.
Если не трудно, пожалуйста, уточните порядок номиналов элементов висящих на силовом ключе. Я попробую сейчас погуглить ещё, но хотелось бы услышать из первых рук, так сказать

halfdoom, gte, Integrator1983

Спасибо, буду иметь ввиду.

To ТАУ:

Я имею ввиду межобмоточный экран - решили как-то совместить в трансформаторе квазирезонансного источника собственно трансформатор и резонансный дроссель, для чего пропилили зазор по центральному керну (сердечник - большой PM). Ток первички - 100 А пик, 90 кГц. Также туда всунули экран Фараддея. В общем, это счастье жутко грелось, когда его разобрали - на экране посредине (в области зазора) увидели коричневую с переливами полосу отожженной меди в оплавленной изоляции. Выкинули экран (вернее, сделали его поверх феррита) и немного изменили намотку - стало все нормально.

Есть... нашел. Вижу же, знакомая цепь)

Вырезка из документа TOP252-262_rev F_0109.indd:

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Здесь чуть-чуть другая конструкция, но суть совершенно та же. Понятны номиналы деталей. Хотя, если быть откровенным, на вскидку я ожидал ёмкость порядка единиц нанофарад...
Всё же по-прежнему интересно мнение тау.

Да, по поводу вырезки схемы от PI - неужели при 120пФ там будет столь огромная рассеиваемая мощность, что они поставили аж 3 резистора по 2 Ватта?

порядок С 100-1000pF , R рассчитывается из того чтобы С на прямом ходу успел разрядиться процентов на 90. Но и малое значение R нельзя выбирать, так как при замыкании ключа внутри TOP может сказаться импульсный ток разряда C через R. Емкость чем меньше тем лучше- КПД выше, но надо чтобы она работала эффективно уменьшая dI/dT, вобщем компромисс ищется между помехами и КПД.


понял, бывает же такое , сильные поля видимо. Спасибо.



а Вы посчитайте , да еще с учетом 380 вольт на входе + отраженное на первичке на ОХ.
CU2/2 *F . С нанофарадами вообще много для вашего случая.

Посчитал, "прикидочно", в самом деле вышло близ 7 Ватт... Меня ввела в заблуждение низкая, на первый взгляд, ёмкость. Но я совершенно забыл о частоте...

Ещё раз благодарю вас за подробные ответы, теперь всё понятно, буду пробовать
Сейчас занят расчётом дросселя PFC, досчитаю, выдам коллеге список подходящих колец; после разведу макетную плату PFC и вернусь к доработке основного каскада БП. Тогда и отпишусь о результатах пожалуй.

Диод выходной зашунтируйте RC цепочкой 47Ом 470пФ

Благодарю за ответ, но подобная рекомендация уже была и она была учтена

Пока делают плату PFC, вновь вернулся к блоку.
Рассчитал трансформатор на 150В выхода при токе 350мА.

Сделал каким образом: одна обмотка на 13В, одна на 150В.
Обмотка на 13В будет использоваться для питания МК, и она же используется для снабжения током диода оптрона обратной связи.
со 150В взято напряжение через делитель и заведено на Vref TL431.
Выход 150В нагружен на 5мА.

Запускаю - пускается с первого раза, работает. На нагрузке временно не могу протестировать - жду пока приедет электронная нагрузка, обещают в скором времени. Пока что не хочу из резисторов городить нагрузку.

Но когда я взглянул на форму тока при старте, ужаснулся..
Желтый - напряжение выхода.
Синий - ток стока.
Собственно, вот:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Индуктивность первичной обмотки - 1мГн. Расчётный размах тока при максимальной нагрузке - 1А.

Обмотка BIAS расчитана на 30В и заведена на ТОР через параметрический стабилизатор на 15В. Сделано это исходя из двух соображений:
1. У меня от неё будет питаться PFC контроллер
2. Так как блок питания в будущем станет источником тока, выходное напряжение может снижаться до 70В. Чтобы напряжение на BIAS не упало ниже 12-14В пришлось сделать на 30В, ну и чтобы ничего не сжечь - стабилизатор.

Собственно, вопрос. Опять же, не в тему, но не хочу стартовать новый топик...
В какую сторону копать, чтоб поправить подобный старт-ап?

Если рассматривать детально, то первый (саамый первый) импульс проходит нормально, со второго наблюдается вход в режим неразрывных токов, и уже с третьего в начале импульса видна сильная токовая иголка, а рампа похоже заканчивается насыщением (что не удивительно, ведь расчётный ток насыщения составляет приблизительно 1.7А). Когда же напряжение доходит до номинального, блок возвращается в режим разрывных токов и работает в штатном режиме. Хотя меня и смущает очень тот факт, что при практически отсутствующей нагрузке ток первички всёравно достигает 1А

Убрал компенсацию обратной связи - ничего не изменилось. Уменьшил номинал токоограничивающего резистора диода оптрона - так же без результатов. Что-т я совсем запутался... Первоначально ожидал, что в этом месте проблем не будет существенных, ну а вышло как всегда

Измерение тока производится токовым щупом Agilent N2782A c ихним же блоком питания Agilent N2779A. Измеряемый ток AC/DC 0..30A, полоса 50 MHz, отклик 7ns.
Отображение тока: 1В = 1А
Сам токовый щуп на шум от БП не реагирует, в штатном режиме рампа ровная и красивая, никаких иголок, помех, ничего.
Напряжение обычным щупом с делителем 10:1
Ток измеряется непосредственно на линии, идущей к стоку ключа.

И в завершении. Вставил заводской трансформатор, всё тот же POL-30030. Настроил ОС на 14В (первый попавшийся резистор...). Запустил. Идеальный запуск, ток не выходит за пределы 1А; старт продолжается длительной пачкой, после чего переходит "пакетный" режим - с большим интервалом формирует 4-6 импульса. Всё стабильно, всё красиво (по-прежнему работа без нагрузки).

Для стабильной работы на POL30030 пришлось отключить стабилизатор на BIAS. Но для верности попробовал пустить со своим трансформатором так же без этого стабилизатора - картина запуска не изменилась.

Пожалуйста, подскажите, где я налажал - с трансформатором, с обратной связью, ещё где-то..
Осмелюсь предположить, что я не первый с такой проблемой.

Я в очередной раз туплю, паникую и бегу жаловаться...
Простите за неопытность. Причина очевидна и банальна: высокая выходная ёмкость.

Трансформатор расчитан на импульс до 47%, ТОР же может выдать до 78%.
А изза столь высокой ёмкости, ТОРу приходится завышать ширину импульса, что и загоняет трансформатор в насыщение.
Убрал электролиты, оставил только 470нФ + 10нФ ёмкости и ту же нагрузку. Всё красиво запустилось, без каких-либо проблем вообще.
Если конечно не считать пульсаций примерно 40Vp-p

Теперь буду думать как обеспечить либо плавный запуск, либо может транс пересчитаю под 78% максимальный импульс...

Тем не менее, если у кого-то есть что добавить, буду рад услышать любые рекомендации

Дело не в неопытности. Меж дрессировкой и обучением есть существенная разница. Когда человек понимает что он делает, то даже неопытный не допускает грубых ошибок. Он лучше остановится и дополнительно подумает, подучится, чем будет действовать наобум.
Коэффициент заполнения абсолютно не зависит ни от ТОРа, ни от индуктивности трансформатора. Он зависит только от отношения входного и выходного напряжения и коэффициента трансформации косвенно.
Рассчитайте коэффициент заполнения при минимальном входном напряжении. Получите максимальную амплитуду рабочего тока.
Вот на этот рабочий ток и должен быть рассчитан трансформатор. если ток не прквышать, в насыщение он не войдет.
К сожалению, большой принципиальный недостаток ТОРов (наряду с массой других), что многие модели не позволяют ограничивать этот ток на заданном уровне, а работают с какими получились при выпечке кристалла. Это заставляет применять трансформаторы с избыточной габаритной мощностью.
Выходной фильтр рассчитывают из допустимых пульсаций на частоте работы ключа и допустимой реактивной мощности конденсаторов. Напряжение на на выходе должно удерживаться на нижнем пределе 5-10 периодов минимум (запас энергии в конденсаторе).
"Икающий" (hiccup) режим источника может объясняться
- работой на чистом холостом ходу (подгружать флай нужно резистором на 1-2% выходной мощности)
- несоответствием скорости роста выходного напряжения и системы мягкого старта или самоподхвата питания от вспомогательной обмотки.
Следует помнить, что многие модели ТОР снабжены системой прореживания рабочих тактов при малой нагрузке. Нужно почитать это место в даташите внимательнее.
В заключение скажу, что если бы Вы знакомились с флаем не на "готовой микросхеме", а собрали это на россыпи с отдельным ключом и классическим контроллером 38ХХ, общий прогресс у Вас шел бы на порядок быстрее. Потом можно и интегральные решения пощупать. Но Вы уже будете лучше подготовлены, не будет загадочного "черного ящика" ТОР.
Успехов Вам!

Microwatt

Спасибо

Трансформатор рассчитывался исходя из знаний некоторых основных формул для дросселей и в дальнейшем - по рекомендациям, приведенным Дмитрием Макашовым в своей статье (Flyback-R01.pdf - в сети очень легко найти).

Собственно, на вдаваясь в подробности, я проще приложу собственную табличку расчётную, которую сделал, чтобы не считать вручную:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Ширина импульса выбрана в 47% с целью предотвращения вхождения преобразователя в режим неразрывных токов. Столь большая ширина импульса для столь высокого минимального входного напряжения выбрана с целью обеспечить запас на снижение выходной мощности, так как, повторюсь - у меня должен быть источник тока в конце концов.

И снова возвращаюсь к старту.. Я поспешил радоваться. Вернул ёмкости. Изучил детальней, что происходит... Снова тупик, просто не понимаю.
Нагрузка блока установлена нагрузочным резистором на 1.5% от номинальной мощности.

Немного детальней, общая картина запуска:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Далее ток снижается до ~1A и всё успешно работает.

По-прежнему, первый канал - выходное напряжение, второй - ток стока.

Первые импульсы имеют нормальную амплитуду, вот они поближе:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Ширина импульса немного меньше расчётной, амплитуда в норме, частота снижена самим ТОРом; что согласно ДШ является нормой для запуска.

Но вот дальше наступает собственно непонятный момент. На самой первой осциллограмме видно как ток почти экспоненциально возрастает, вот что там происходит:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Ширина импульса явно ниже 50%
Напряжение на выходе не дошло ещё и до 50% целевого. Вопрос: какого же чёрта он ушёл в CCM?
Ну с насыщением здесь всё понятно, ток превысил расчётный ток насыщения. Но откуда CCM?

И ещё раз повторюсь - спустя несколько десятков миллисекунд, выходное напряжение достигает целевых 150В и блок переходит в штатный DCM с нормальными формами напряжения/тока на стоке. При этом регуляция работает стабильно, всё впорядке. Отклик ОС пока не изучал, жду нагрузку; но осцилляций нет.

Если убрать выходные ёмкости (2 штуки по 100мкФ), видим вот что:

Нажмите для просмотра прикрепленного файла Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Ну почему в непрерывный режим может уходить? Велика индуктивность первичной обмотки., неудачный коэффициент трансформации. Вы еще, во избежание гигиены, посмотрите напряжение на выпрямительном диоде в этом режиме непрерывных токов. В том числе при пуске.
Полагаю, увидите нечто неожиданное. Вот тот токовый пик в начале прямого хода (он у Вас большой, особенно по длительности. возможно, выпрямительный диод либо медленный, либо прошивается по напряжению), так этот пик тока имеет и свое напряжение. На диоде.
С табличками Вашими разбираться не стал. Попробуйте для грубого расчета хорошо опробованный ресурс
http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps_e/smps_e.html
Неплохо считает индуктивности, частоты, заполнения, коэффициенты трансформации. Однако, моточные данные использовать оттуда не рекомендую. Завышает требования.

Индуктивность первички 1мГн, при напряжении питания под 400В, вроде бы, вполне уместна..?
Коэффициент трансформации 1.48, больше нельзя изза отраженного напряжения.
Я было подумал, что вторичка просто не успевает "вытягивать" всю энергию из сердечника, хотел перемотать трансформатор. Но тут вспомнил - у меня второй (я несколько намотал, разные конфигурации обмоток, но индуктивность/коэффициент трансформации одинаков) имеет достаточно толстый провод. Должен бы успевать.

Если по порядку. В чём заключается режим непрерывных токов - к началу следующего такта в сердечнике всё ещё остаётся некоторый запас энергии.
Остаётся он там, очевидно, потому, что вторичная обмотка по какой-то причине не может его вытащить. В случае со штатной работой можно было бы говорить об обратной связи. Но у нас же запуск, выход нагружен весьма низким импедансом (конденсаторы заряжаются).
Почему же не вытаскивается вся энергия?
- слишком высокая индуктивность вторичной обмотки
- слишком маленькое сечение провода вторичной обмотки
Выходит так?

Что касается диода. Стоит FR207. Амплитуда обратного напряжения достигает во время пиков немногим более 700V. Весьма дохрена, но всё-же до 1кВ запаса ещё достаточно. Что касается времени восстановления. Хм. 500ns указано в ДШ. Ширина того самого огромного всплеска - близ 500ns. Следовательно, диодик нужно ставить по шустрее... понял, спасибо, поправим.

Чёрт.. а это случайно не из-за диода все проблемы? Ведь если ширина импульса длится всего считанные микросекунды, а диоду только на восстановление нужно 0.5мкс

Включение UV/OV защиты и ограничения максимального тока у ТОРа немного сглаживают картину, но недостаточно.

По-прежнему остаётся вопрос, почему блок залетает в CCM и похоже добавляется вопрос - как бы это поправить...

Можно конечно вообще забить на это дело, запускается ведь. Но мне совесть не позволит выпустить в серию продукт, в котором я допустил подобного рода недоработанные моменты.
Можно купировать уже по вторичной части, ограничивая ток заряда емкостей. Да и сами ёмкости будут меньше стоять я думаю; при 350мА вряд ли там нужны целых 200мкФ (я пока ещё не рассчитывал, воткнул просто что было). Но это больно уж напоминает распорки, которых я стараюсь до последнего избегать.

За ссылку спасибо. Удобный ресурс. Прикинул для своей задачи, получил расчёт сходный с собственным. А если не подставлять свой коэффициент/индуктивность, то индуктивность первички предлагает ещё больше.

------------------------------------------------------------------------ [добавлено позже]

Microwatt

В очередной раз, склоняю пред вами шляпу

Вы снова абсолютно правы. Честное слово - я бы доходил, по меньшей мере, неделю.
Заменил диод на BYV26 (один единственный на плате левой нашел). Включил. Идеальный старт. В начале лёгкий перебор по току, максимальный пик примерно 1.5А, а дальше всё окей. При этом, за время этого "перебора" преобразователь работает.. даже непонятно в чём он работает. Рампа начинается с небольшой осцилляции (очень мелкая), растёт и заканчивается; но всёже наверное это CCM, хотя остаточная энергия в сердечнике очень мала. Никакого насыщения, никаких гигантских всплесков тока, ничего. Всё гладко и красиво. А что самое главное - при переходе в режим регуляции, амплитуда токовой рампы настолько мала, что её едва ли удаётся уловить токовым щупом. А до этого была близ 1А...

Похоже вся проблема крылась как раз в диоде. Конечно для блока я поищу альтернативы, может найду что-то ещё быстрее; но главным образом - на ток не менее 2А и напряжение 1кВ.

Для интереса осциллограмму тока при запуске сравнил с оной в дизайн-ките от PI - у них форма визуально идентична, амплитуда (в пропорции) примерно такая же.

Больше никаких граблей, спрятавшихся в могучей тени диода, по идеи, быть не должно? (конкретно касательно вопроса временной работы в CCM режиме и гигантских токовых всплесков)
Имею ввиду "штатные" для флая.

Все-таки нужно сесть, разобраться в принципах работы флая и рассчитать.
Возможно, нить обсужденя уже ускользнула для меня. Но, если делаем флай 22 вольта 3 ампера на TOP Switch HX., то при частоте 132кГц индуктивность первички должна быть не более 330мкГн, а при 66кГц (кажется, там есть такой вариант) - не более 630мкГн. У Вас почти вдвое-вчетверо больше - 1мГн. Конечно же, стабилизатор входит в непрерывный режим.
Коэффициент трансформации рекомендую не более 5-5.5. Отраженное - 125-130 мах. На демпфере добавится еще заметно, а ключ должен работать с определенным запасом, на выше 500-550 вольт, если не хотите, чтобы источник вылетал по каждому чиху в сети.
НАСТОЯТЕЛЬНО рекомендую не влезать в непрерывный режим ни при каких обстоятельствах, пока не накопите достаточный практический опыт, чтобы вогнать выпрямительный диод в режим. В режиме пуска в ССМ Вы все равно попадете кратковременно. Нужно позаботиться о снаббере параллельно диоду, чтобы напряжение на нем не превышало расчетное.
Искать 1000-вольтовые диоды для 20вольт выхода - плохой стиль. Потеряете на прямом падении и большом времени восстановления очччень много тепла. Там и 150-200 вольт Шоттки вытянут. С гораздо меньшими потерями.
"Сесть и разобраться" у меня заняло год. Пусть у Вас процесс переваривания схем будет вдвое быстрее. Но в две недели методом тыка наугад с низкого, нулевого старта, - ничего не получится. И тут Вы не что-то особенное. У очень многих сходу не получалось, хотя люди отлично уже разбирались в другой схемотехнике.

Я немногим меньше года в сумме уже занимаюсь этими фонарями Перечитал не мало теории, накопил какой-то практический опыт; мои блоки уже были в мелкой (~100штук) серии. Сейчас просто всё основательно перерабатывается.

Да, суть немного изменилась. Я писал. Утвердили переход на повышенное напряжение. В настоящий момент блок делается на 150В 0.35А выхода, с расчётом на питание от PFC.

Насчёт индуктивности. Не могли бы вы в кратце пояснить, откуда столь жесткие ограничения? По расчёту как раз таки выходит свыше 1.4мГн максимум и исходя из формул - вполне понятно, почему. Даже примеры от PI имеют трансформаторы с индуктивностью свыше 700мкГн, да и POL30030 который хоть и на 30В, но также имеет индуктивность 740мкГн.

Коэффициент трансформации в настоящий момент выбран 1.48

Отраженное напряжение выбрано 220В, итого, при питании от PFC на ключе максимум будет 620В при пробое в 700В. Но этот момент я обязательно проконтроллирую, чтобы ни при каких условиях (в том числе старт/перегрузка) небыло превышения порога в 650В. Если будет - буду корректировать.

Про CCM я в курсе, многократно натыкался на пояснения, чем он плох. Поэтому то я так его "боюсь"...

Снаббер параллельно выходному диоду обязательно будет; выше я уже приводил подытоженный список рекомендаций, которые я получил от участников форума, за которые ещё раз хочу сказать спасибо
Обратное напряжение также будет контролироваться. У меня давно уже составлен целый список необходимых тестов и измерений для БП. Во многом он взят из трудов PI University, хотя они там не всё изложили... Некоторые додумывал сам.

Диод соответственно я ставлю на киловольт, т.к. у меня выход 150В в настоящий момент. Но да, вы правы, тема начиналась с 22В и 3А, тогда у меня и стоял шоттки на 100В. Сейчас просто условия несколько изменились.

Что касается разработки. Вы правы, сходу за две недели ничего не выйдет.. оочень много различных нюансов. Собственно поэтому я, совместно с тех.директором (он в большинстве), "раскрутили" соучредителей на закупку кучки оборудования, углубился в теорию, всё пересчитал, опробовал различные варианты практически, для подтверждения/доосознания теории и так далее.
В настоящий момент, во многом, конечно же, благодаря этому форуму, у меня на столе вполне рабочий блок Его ещё требуется дорабатывать, тестировать, поправлять, то да сё... но в целом - работает.

p.s. Оффтопом, смеха ради, добавлю - первый блок (который кстати уехал к бета тестерам; они же первые льготные покупатели) был собран целиком по спецификации PI Expert, зазор подобран эксперементально (вырезался граверной машинкой, алмазным диском) и всё это дело запускалось БЕЗ ОСЦИЛЛОГРАФА, да и вообще.. без ничего
Но это жуткое время было, так нельзя делать ни в коем случае. Вот с тех пор и занят изучением тонкостей этого вида SMPS, изучением теории, практическими опытами

uq.vintch, надо уходить от плохого варианта, а именно, сохранить размах на ключе в пределах 500 В, что в данной ситуации означает разбить выход на соединённые последовательно 2 отдельно выпрямленные части, и заодно там можно будет поставить нормальные диоды. Плюс, 2 одинаковых диода и 2 одинаковых конденсатора, помноженные на партию,— это дополнительный опт. И в отношении дросселя тоже экономия — китайцы будут только рады мотать 3 одинаковые обмотки вместо 2-х разных.

А вкратце индуктивность первичной обмотки никак не связана с выходным напряжением. Она выбирается из условия достижения заданного тока при заданном входном напряжении. Коэффициент трансформации при этом не должен давать большое отраженное напряжение.
Я же Вам шпаргалку подсунул. там посмотрите, промоделируйте.
POL30030 при равных мощностях и выходе 28 вольт на 50кГц работает, а на 100кГц входит в ССМ. Почему мне и пришлось от него отказаться при переходе на интегральный контроллер и намотать свой трансформатор.
Не убедил с отраженным? Для 150 вольт выходного максимум 1:1 трансформатор. Пытаетесь запредельный режим ключа организовать? Пробуйте. Ничто так не убеждает, как собственный опыт.

Что-то я не понял малость... Если я разобью вторичную обмотку на две, выпрямлю; мне всёравно прийдётся их последовательно соединить => отраженное напряжение всё-равно ведь будет равно сумме напряжений этих обмоток умноженной на коэффициент трансформации.
Пожалуйста, если я ошибаюсь, уточните где именно

Насчёт напряжения ключа. Пробой наступает при 700В. Это TOP Switch HX. У JX серии вовсе 725. Запаса в 50В более чем достаточно, особенно при наличии TVS стоящего параллельно RCD снабберу.



Я же вроде бы нигде не утверждал обратного Скорее наоборот:



Да, именно поэтому у меня индуктивность первичной обмотки считается уже после вторичной, вместо того, чтобы взять максимально допустимую; которая в свою очередь позволила бы минимизировать ток в первичной цепи.


Она подтверждает мои расчёты.


Отраженное напряжение в сумме с максимальным входным напряжением и всплеском, обусловленным индуктивностью рассеяния не должно превышать 700V для TOP Switch HX. На практике же, инженеры PI (и я с ними абсолютно согласен) не рекомендуют, чтобы это напряжение превышало 650В - вполне разумная предосторожность.
Учитывая время реакции и разброс напряжения срабатывания снаббера, вполне достаточным будет лимит отраженного напряжения в сумме с питающим в 600-620В. При максимальном напряжении питания в 400В, отраженное напряжение в таком случае может безопасно достигать 200-220В, что у меня и положено. Оставшиеся 30-50V резервируем на всё то же время реакции снаббера.
Но всё это теория, ясное дело.
Когда доедет оборудование, запущу блок от 415VDC, нагружу его на 110-120%, посмотрю что будет твориться на стоке. Вполне вероятно, вы вновь окажетесь правы

Спасибо!

Полагаю, там, где невнимательно читали про 3 одинаковые (т.е. отдельные) обмотки.

Дроссель 1:1:1. Первичка 420:75, вторичка 420:75 + 420:75 = 150 В. Диоды 600-вольтовые, и делает их каждая первая фирма, в отличие от 1 кВ.

Вновь туплю...
Вы не могли бы набросать схемку? Трансформатор + выпрямитель. Хотя бы в пэинте...

Вы случайно не нечто подобное имеете ввиду? (взято со статьи Макашова Дмитрия)
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
И соответственно снимать 150В между +Vout и -Vout, отбросив "0".

Зависит от конкретной ситуации. В высоковольтных приложениях, чтоб избежать наводки в пространство от открытой части сердечника, неплохо бы его и заземлить (тем более что это несложно). В конструкции типа EFD, где первичка прикрывает вторичку (у которой самый высоковольтный слой-самый внутренний) это уменьшит статическую наводку в пространство в 3-5 K раз.

Хм... Как вы считаете, мой случай попадает под гриф "высоковольтное приложение"?)
Я до сих пор не определился, заземлять сердечник или нет. Вы правы, технически это очень просто; но требует в последствии как минимум установки изоляции поверх фиксирующих скоб, да и не понятно как будет с электробезопасностью. Хотя, у нас интегральное решение где выходное напряжение никак и ни при каких обстоятельствах не может контактировать с человеком или каким-либо устройством.
И наконец, не хотелось бы без каких-то оснований (пусть даже не очень веских; в нашей организации приоритет отдаётся качеству) усложнять конструкцию трансформатора.
Трансформатор мотается на ETD29/16/10; но я честно говоря несколько не понял, какую роль здесь играет форма сердечника...

Тут, мне кажется, заземление сердечника совсем необязательно, не те напряжения.
Форма сердечника - важно, какая открытая площадь излучает, "емкость в пространство". Если сердечник излучает много больше, чем обмотка, то его стоит землить. Только я не совсем понял, зачем изоляция поверх фиксирующих скоб, какой у Вас порядок обмоток?

Понял, всё же откажусь от заземления сердечника.
Я не сразу понял суть этого действия, отсюда и были сомнения пожалуй.
Насчёт трансформатора. У меня идёт намотка:
- первичная обмотка
- обмотка смещения (питание ШИМ контроллера)
- экран
- вторичная обмотка, основная
- обмотка питания контроллера выходного каскада (изолирована от входного)
- экран
- первичная обмотка (секция 2)
- короткозамкнутый виток поверх сердечника

Между секциями первичной обмотки и экранами прокладывается 6-ти слойная изоляция (против обычных 1-3 слоёв), с целью снизить паразитную ёмкость; и выходит это весьма эффективным - пик тока при открытии ключа достаточно мал. Что касается фактического значения КПД - пока ещё тесты не проводились, но обязательно будут.

Пока план таков... Если разживёмся анализатором спектра, возможно и даже вполне вероятно - откажусь от лишних экранов, ну а пока решили поддаться паранойе

А если же заземлить сердечник, то выходит, две скобы которые его фиксируют (стандартная фурнитура для ETD29) окажутся электрически замкнутыми на питание силовой части; в итоге у меня на плате будут две не маленькие пластины под высоким напряжением, что во-первых как-то не красиво, во-вторых может создать проблемы с электробезопасностью при сертификации.

И, благодарю за объяснение

Есть еще один лимит сверху на отраженное напряжение: оно перезаряжает собственную и прочие емкости приложенные между выводами первичной обмотки, что уменьшает количество энергии передаваемой во вторичную обмотку. Кроме того, пока ток в первичной обмотке не упадет до минимума, ток во вторичной обмотке не достигнет максимума (для режима прерывистых токов).

В принципе, у Вас сейчас самая высоковольтная обмотка имеет емкость на сердечник - но, конечно, это все же не 5 киловольт, как у меня было
Увеличение изоляции - да, эффективно снижает емкость, но тут нужен баланс между емкостью и инд. рассеяния - с уменьшением напряжения и ростом тока он, естественно, сдвигается в сторону бОльших емкостей и меньших зазоров.
Я землил сердечник на основную землю преобразователя - от высоковольтной обмотки он ведь хорошо изолирован

И вновь я здесь

Работы по блоку питания возобновлены. ТЗ претерпело ещё некоторые изменения - нынче вышли на 110W мощности.
150V 0.7A

Начал настраивать обратную связь. Сходу две проблемы. Меньшая - при перепаде 70/105Вт напряжение долго восстанавливается (около 50-80мс). Это на самом деле в общем то и за проблему посчитать нельзя, нагрузка будет постоянной, поэтому восстановление может длиться хоть пол секунды, ничего не изменится.
И гораздо менее приятная проблема - звон. Причём он больше ощутим ушами, нежели осциллографом. На осциллографе можно заметить синусоидальные колебания выходного напряжения с амплитудой менее полувольта (при выходе 145В!), но частота составляет как раз около 11-13кГц.
Первоначально было задумано использовать вспомогательную обмотку с напряжением в 12В для питания оптрона. Собрал, вот результат; всё работает, но звенит ужасно.
Попробовал изменить конфигурацию - завёл питание оптрона через 120В супрессор (P6KE120) непосредственно с выхода. Шум стал меньшей частоты, амплитуда по-прежнему едва заметна осциллографом, но при этом всё-равно присутствует звук. Буквально акустический шум, весьма значительной интенсивности. Присутствует как при нулевой нагрузке, так и при 70, и при 110 Вт. Немного меняет тон.

Обратная связь построена по стандартной для TOP Switch схеме - TL431 + оптрон.
Пробовал увеличивать конденсатор компенсации с 47нФ до 100, 220, 440 и 1000нФ. Пробовал снижать до 33 и 22нФ. Последовательно с ним каждый раз включал многооборотный потенциометр на 500кОм, крутил от 0 до 500кОм - в определённом месте шум становился чуть-чуть меньше (как акустический, так и на экране осциллографа), заметно менялся отклик обратной связи (амплитуда просадки и время восстановления), но всёравно удачной комбинации найти так и не удалось.

Наконец, попробовал собрать схему - оптрон + стабилитрон + резистор; сгорела она через секунд 10 работы, но это неважно. Важно, что эти 10 секунд шума практически небыло; по крайней мере акустического.

Вопрос. Почему звенит ОС? Даже не так.. почему она не перестаёт звенеть, когда я компенсацию делаю просто нереально инертной?
Пожалуйста, кто имеет опыт разработки ИБП, подскажите, как мне здесь лучше действовать, почему может звенеть ОС, возможно изменить схему ОС.. в общем любые идеи. Сроки как всегда закончились позавчера, опыта маловато, а идеи закончились

p.s. на время теста ОС пробовал отключать Over Current Protection и UV/OV + Output OV защиты. Разницы не заметил.
p.p.s. сразу оговорюсь - это не Pulse Bunching, не "доброкачественный" шум от конденсаторов или трансформатора. Здесь именно "паталогия" обратной связи.

1. Заведите обратную связь прямо с выпрямителя, не за выходным маленьким дросселем, если он у Вас есть.
2. Почти наверняка - корреция АЧХ ТЛ431 неудачна или ее рабочая точка. Гасить ее питание стабилитроном - ничего хорошего. Ни надежности, ни стабильности.
3. я в итоге выбросил в источнике с выходом 110вольт ТЛ и поставил дедовскую схему регулятора на транзисторе с опорным стабилитроном в эмиттере. Намного легче стало с переходными процессами и позвякиванием в определенном диапазоне нагрузок.
Хотя, каскад этот нужно грамотно термокомпенсировать, иначе, погрешность от температуры будет много хуже, чем у ТЛ431.

Не осилил все страницы, по поводу помехи ( слету, как правило):

1. Как соединены полуобмотки первички, правильно Z оразно.
2. Начала всех обмоток должны быть с одной и той же стороны каркаса.
2. Зазор нужно делать в центральном стержне.
4. Разводка платы.
5. Зашунтируйте выходной диод снабером, иногда ставять 2а диода Шотки последовательно.
6. Можно поставить снабер параллельно вторичке ( 470пФ, 20 Ом - корректируется по месту)
7. Начало первички должно идти от ключа.
8. Экран КЗ вокруг транса, материал выбрать таким чтобы потери в нем были МАХ.

По поводу ОС, для начала заведите ее от отдельной обмотки без оптопары и добейтесь нормальной работы в такой схеме ( на коэф. стабилизации не обращайте внимания, хотя он может Вас устроить). Когда разберетесь с источником в таком режиме, переходите к схеме с оптопарой.

Вы не могли бы показать схему с транзистором?

Пробовал заводить и до, и после дросселя. В данном случае разницы в результате нет; дроссель 10мкГн.

Я сейчас уже кажется начинаю понимать в чём может быть проблема.. Попробую проверить. А подумываю я на Frequency Jitter. Очень неплохая фенечка у TOP Switch, но она же насколько я понимаю требует достаточно быстрого отклика ОС, чтобы корректировать ширину импульса, при коррекции частоты. А если ОС достаточно инертна, то вот мне и осцилляция на выходе, причём я замерял её на частоте 260 Гц, частота Freq. Jitter - 250 Гц.
В случае же питания оптрона от вспомогательной обмотки, у меня выходит, что оптрон питается постоянно стабильным напряжением, а вся реакция осуществляется TL431. Отсюда и осцилляция похоже..непонятно правда почему на частотах близ 10кГц.
В общем похоже суть проблемы для меня начинает более менее проясняться, но способы её решения по-прежнему не вижу...

p.s. Что касается вспомогательной обмотки. Объясню зачем она мне. Если вы помните, блок питания проектируется для светодиодного освещения. Соответственно, выходное напряжение может меняться в диапазоне от 70 до 150В. Поэтому, если я просто поставлю резистор по питанию оптрона, то я получу сильно плавающий коэффициент усиления, это для начала. Второе - при падении в 150В и токе несколько миллиампер уже будет рассеиваться не мало тепла. Ну и наконец - рабочее напряжние TL431. Его верхняя граница лежит намного ниже 70В. Всё это в сумме и толкнуло меня на то, чтобы запитать оптрон от отдельной низковольтной обмотки, а сигнал на Reference TL431 взять с делителя, стоящего на основной выходной обмотке. Токовую обратную связь я буду прикручивать позже. Делал это на макете ещё в начале лета, вполне уверенно работает. Суть идеи - операционник с опорным напряжением и компенсацией втыкается через резистор на Reference TL431 стоящей в ОС по напряжению. Получается двухконтурная схема с двумя источниками ЭДС и двумя резисторами. По законам кирхгофа расчитываем резисторы и получаем нужный диапазон регуляции. Но главным образом мне вся эта заморочка нужна потому, что на плате будет стоять МК, который могут запрограммировать на любой выходной ток (он будет задавать опорку тому самому операционнику), более того - в отдельных случаях он может быть запрограммирован вообще на постоянное напряжение.


Благодарю вас за советы, но с помехой уже разобрались на самом деле Я просто чтобы не создавать новую тему отписался сюда о проблеме с ОС. Несколько оффтопом. Виноват.

1. да, Z-образно
2. верно для, отдельно, первичной и вторичной стороны.
3. зазор заводской. да, на центральном стержне.
4. разводка не идеальная, но достаточно хорошо удовлетворяет соответствующим рекомендациям. Ещё будет дорабатываться. Сейчас в ней сознательно имеются некоторые некрасивые моменты, но они необходимы для отладки.
5. есть. Диод ultrafast. и снаббер здоровски помог! правда у меня на нём сейчас не менее 700мВт рассеивается, но если меньше - заметно звенит при восстановлении.
6. не пробовал..
7. эм. Вы про расположение на плате или про подключение? Ну, впрочем, и то, и другое сделано именно так.
8. медная фольга. есть.

И что касается обратной связи. Каким образом мне её запустить без оптрона то? Это же собирать совсем другую цепь на транзисторах, настраивать её, потом снова собирать с оптроном и настраивать её заново. В чём смысл таких манёвров?

Убираете оптрон и с этой обмотки заводите ОС через токоограничительный резистор на на вход С. Полистайте апликейшены на ТОПсвич (AN-32 например), они приводят такие схемки. Смысл в том, чтобы увидеть на сколько хорошо отлажена силовая часть. В принципе ничего дополнительного собирать не надо, только подобрать резистор в цепи ОС. Вот когда все в таком включении заработает правильно, тогда можно вводить ОС на TL431 b и заниматься отладкой только цепи обратной связи.