резонансный стабилизированнй блок питания на IR2520ds

[АККИМ]

Предложу Вашему вниманию резонансный стабилизированнй

блок питания на IR2520ds
Осталось у меня штук 20 от ушедших в историю люминисцентных
балластов
Удивился столько она может а используют IR2153
Данная схема не LLC а LCC
Что получилось ---- работает в диапазоне 180-240 сетевого напряжения
Кпд 93-96%
; Выходное напряжение- 25.2 вольта ;Ток- 2.15ампера
После диодов двухполярный выпрямленный синус как и у трансформаторных
блоков питания
: пульсации при полной нагрузке 17 мв пик-пик
отсутствие ВЧ выбросов практически вообще
;абсолютно не боиться КЗ в нагрузке режим топологии сварочников
Время реакции на изменение нагрузки с полной до 25% с частотой 20 герц
2.5-3 милисекунды
Разница выходного напряжения при этом менее 150 миливольт
;транзисторы на дюймовом полигоне платы имеют перегрев 5-6 градусов
градусов ;дроccель и трансформатор 10 и 15 градусов
соответственно диоды Шоттки без радиаторов 22 градуса
из за не совсем правильной компановки некоторые элементы греют друг друга
Непрерывно гонял его на полную нагрузку 5 часов
С НЕБОЛЬШИМИ изменениями можно увеличить мощность ватт до 75
Большую мощность можно получить с другими транзисторами и умощнив выход
IR2520ds


Все подробные расчеты в файлах Matcad

[Sergey27]

" Откинув всё "мешающее анализу" (вместе с током перемагничивания трансформатора!), вы сначала загнали ключи в жесткий режим включения, потом пытаетесь что-то анализировать и делать выводы " я тоже так думал . но звон одинаковый что с Cr что без (сначала тоже думал что у меня режим жесткого переключения , погуглил осцилограмы для ZVS и не увидел отличий ).
обе топологии резонансные и у топикпастера тоже был звон который он поборол заменой тразисторов , у меня такой же звон
схема типичная из an-1160 , транзисторы и трансформатор описал сразу подробно и напряжения и мощности и другое что может быть важно
" напряжение на стоке и на затворе силового транзистора" с этого начинал и там не было проблем. все импульсы прямоугольники с малым звоном , поэтому и не делал скрин , но сейчас сделаю . надо чуть время так как начал делать трансформатор тока для первички . вообще по утрам думал как бы двухлучевым снять напряжения на двух затворах при рабочих напряжениях .. может там что-то не то.. в общем секундочку ...

---------- Сообщение добавлено 12:04 ---------- Предыдущее сообщение было 11:12 ----------

условия . дедтайм примерно 240нс , Rg 24 oм (разрядный 6ом ). входное напряжение 233В . нагрузка 108вт (БП рассчитан на 60В 7А, и должен такую Р давать только в периодических пиках ). снабер на вторичке отключен . Cr с бусинками на выводах.
раньше был дедтайм 350нс и проблема со звоном тоже была
сейчас на удивление проблема с звоном меньше(на фото не показано ), причина уменьшения пока не ясна .
какое ваше мнение про VZS и дедтайм? п.с.транзисторы греются очень слабо

---------- Сообщение добавлено 12:10 ---------- Предыдущее сообщение было 12:04 ----------

фото с затвора верхнего ключа . щуп один

---------- Сообщение добавлено 12:38 ---------- Предыдущее сообщение было 12:10 ----------

сделал фото помехи с которой борюсь , она сейчас еле обнаруживается . была больше по амплитуде раза в 3 . или это потому что заэкранировал Cr или напряжение сейчас 235В и это заставляет работать контур на более высокой частоте . может быть дело в том что измерения Lr зависят от частоты и если по расчетам 40мкГн и по замерам мультиметра тоже 40 , то в реальном устройстве, учитывая частоту преобразования индуктивность меньше (например 30 ), может быть в этом дело?

[thickman]

мнение про VZS и дедтайм?

Да, ZVS в наличии, хотя фронты довольно крутые, это может послужить причиной для возникновения синфазной помехи. Можно добавить небольшую дополнительную емкость, ту что значится в АN1160 как "демпферный конденсатор Cs".
Дополнительный RC-снаббер на обмотках транса отжирает часть намагничивающего трансформатор тока и переводит его в тепло, т.е он только мешает делу ZVS. С другой стороны, снаббер гасит возможные осцилляции, порождаемые барьерной емкостью выпрямительных диодов на выходе. Подчеркну – барьерной, а не диффузионной емкостью, Trr диодов тут не при делах, как ни странно на первый взгляд. Диоды Шоттки с большой барьерной емкостью в этой топологии могут звенеть даже сильнее, чем диоды с pn-переходом. Не помешает посмотреть напряжение на вторичках при различных режимах работы. Этот звон на вторичной обмотке хорошо давится RC-снабберами, но важно не перестараться и не загубить режим ZVS благими намерениями.
Чересчур продолжительный дедтайм тоже может сыграть злую шутку – за время неприлично длинной мертвой паузы ток меняет направление, т.е. напряжение на стоке, опустившись до нуля, вновь начнёт подлетать. Оптимальный для включения "час зеро" будет упущен, со всеми вытекающими.

[Sergey27]

заказал транзисторы более быстрые IPA60R280P7 и IPA60R360P7.

хотя фронты довольно крутые, это может послужить причиной для возникновения синфазной помехи

фронты слишком крутые на фронте ?спаде? затвор или сток?

Можно добавить небольшую дополнительную емкость, ту что значится в АN1160 как "демпферный конденсатор Cs".

да , давно копался в этом даташите и забыл этот нюанс . спасибо . до какой ёмкости пробовать можно и на какое напряжение? керамика NPO подойдет или плёнкой только ?
на счет снабера - он довольно лайтовый 2.2нФ 33 ом . судя по нагреву резистора около 2Вт потребляет

Диоды Шоттки с большой барьерной емкостью в этой топологии могут звенеть даже сильнее, чем диоды с pn-переходом

подскажете толковые диоды ? пиковый ток до 8А . постоянный максимум 2А. если оч громко включать музыку то 3А.
сейчас у меня 4шт ES3D и всё работает много лет .

важно - звон, с которым борюсь, фиксирую закороченным щупом (получается петелька небольшая) и касаюсь земли вторички . и такая же наводка / звон если касаться +33В или -33В. осциллограф внутри без экранировки .

[Alickkk]

Sergey27, левой кнопкой выделяешь - отпускаешь - жмешь "цитировать" ...


- ниже, на странице создается новый пост с цитатой:


... - его и пользуешь!

[Sergey27]

это ток через первичную обмотку. нагрузка так же 108вт . снабер на вторичке разомкнут . используется трансформатор тока 1к1000, он нагружен на резистор 910ом (почти 1к чтобы 1В =1А ) . через этот трансформатор пропущена ножка конденсатора Cr

возможно тут видно знающим людям в чём ппц у пациента?
нагрузка 300вт близко к максимальной пиковой



и ток холостой . нагрузка пару ватт .

видно что кругом есть кривульки . с ними бороться надо ? как ?

теперь вторичка холостой . пару ватт нагрузка . снабера нет


тоже самое но снабер есть (2,2н 33ом)


вообще что-то изменилось . наводки с которыми сражаюсь маленькие стали и ослик с его 50мВ чуйкой уже часто их не ловит . на холостую без снабера были мелкие помехи (на фото выше показывал ) с снабером уже ослик их не улавливал . хотя раньше со снабером наоборот больше шуметь начинало. с нагрузкой 200ватт тоже наводки ослик перестает ловить . разница между прошлым БП и сейчас только экран на трансе и обмотан медной фольгой Cr + бусинки на ножках Сr. у меня какой-то не такой Cr может и потому жутко фонит ? коснулся краешком кожи фольги (медной что на него наклеена ) и кажется кожа разогрелась в том месте , покалывало

[thickman]

до какой ёмкости пробовать можно и на какое напряжение? керамика NPO подойдет или плёнкой только ?

Демпферная емкость – керамика NPO или полипропилен на 630V или выше. Емкость подбирается так, чтобы подзатянуть фронты-спады на стоках, однако в любом случае это напряжение обязано успеть упасть до нуля на момент включения силового ключа.

можно вас попросить подсказать толковые диоды для данного случая....сейчас у меня 4шт ES3D и всё работает много лет

Если звона на вторичке нет во время паузы, тогда зачем менять "многолетние" диоды? Посмотрите форму напряжения на вторичке с подключенным снаббером и без него.

заказал транзисторы более быстрые IPA60R280P7 и IPA60R360P7.

Пробовал P7 в ПНН-топологиях. Несколько раз приходила памжа. Правильнее использовать не P7 серию, а специально разработанную для ZVS серию CFD7, с уменьшенным trr в паразитном диоде: https://www.compel.ru/lib/94810

[Sergey27]

Если звона на вторичке нет во время паузы, тогда зачем менять "многолетние" диоды? Посмотрите форму напряжения на вторичке с подключенным снаббером и без него.

а я уже выложил выше фото с напряжением вторички со снабером и без него . то что что осциллограммах можно считать звоном или это нормально?
хотел услышать ваши мнения про осциллограммы , много их сделал . что скажите про токи первички при разных нагрузках? там есть загагульки

за ссылку огромное спасибо!

небольшой отчет - для того чтобы удостовериться, что звон действительно уменьшился ( тот с которым боролся), снова накинул закороченную петельку щупа вокруг мосфетов (нагрузка 108ватт) - иголка стала НАМНОГО меньше и видны чёткие половинки синусоиды - синусоидальный ток через мосфеты. иголки на включении мосфетов (как и было раньше )

[thickman]

токи первички при разных нагрузках? там есть загагульки

Загогульки на макушках пилы – это классика жанра. Наибольшее влияние оказывает жирный снаббер на вторичке, он в паузе немного размагничивает сердечник. На картинке пила тока намагничивания и токовый пыстрик, протекающий через снаббер. Можно урезать осетра – уменьшить емкость снаббера и увеличить номинал резистора. Оптимальные номиналы подбирать, наблюдая осциллограмму на вторичке при хорошей нагрузке. Под нагрузкой характерная полочка во время паузы проваливается пониже того значения что у вас на показанной осциллограмме.

[Sergey27]

писал перед графиками условия измерений , ток первички снимал без снаббера , но загагульки такие как на фото видите . получается что загагулька от емкости межобмоточной транса или выходных диодов ? или чуть жесткое переключение на ключах ? может надо умудриться посмотреть под напряжением затворы мосфетов . подскажите как это можно корректно сделать если каналы гальванически не развязаны ?

[thickman]

чуть жесткое переключение на ключах ?

Это вряд ли. Всё у Вас нормально с ZVS. Дресня на макушках пилы тока - во время паузы, когда оба ключа заперты и ток намагничивания шурует только через боди-диоды и многочисленные емкости-паразиты. Я бы забил на Вашем месте, это не самая важная проблема. Явных косяков у Вас нет, поэтому, пмсм, основная причина помех – крутые фронты при переключении, причем возможности LLC-топологии, увы, далеко не безграничны в этом плане, поскольку коммутация ключей происходит при ненулевом токе, а быстрый разряд этим током емкостей и провоцирует CМ-помеху. Как писал Вам коллега tomtit, проблема эта будет всегда и решается только комплексно.

[Sergey27]

проблема эта будет всегда и решается только комплексно.

если можете напишите эти общие советы . и по ссылке что вы давали есть рисунок 12.б - две резонансные емкости после L (делитель средняя точка между 0 и +400В) вместо одной Cr перед L . такая топология меньше шумит ?

[thickman]

...вместо одной Cr перед L . такая топология поменьше шумит ?

- тут я не вижу причин для снижения помех.
Вряд ли я могу дать действительно ценные советы, опыта не хватает, честно скажу. Коллега tomtit разложил по полочкам, мне особо нечего добавить.

[Sergey27]

ясно . ну он видимо сюда не часто заглядывает . есть вопрос по выбору конденсатора Cr . по 1162 расчитал что Vp-p max будет 500В . я так понимаю это RMS 250*0.7 = 175V . частота до 180кгц Cr 22nF. по даташиту на CBB81 допустим 50В для такой частоты и Сr нагреется на 10 градусов. а будет 175В. не вижу как понять на сколько же нагреется конденсатор при повышении напряжения. подскажите?

[thickman]

не вижу как понять на сколько же нагреется конденсатор при повышении напряжения. подскажите?

Нет, тепловые расчеты мне тоже не по зубам. Я даже не рассчитаю, на сколько градусов нагреется ручка у раскалённой сковородки…
Резонансники свои считаю в симуляторе, апнотами при этом не пользуюсь. Определив максимальное значение Vrms конденсатора на нужной частоте, подбираю по даташиту подходящий конденсатор, ориентируясь на паспортное допустимое значение Vrms в зависимости от частоты. На графиках Вимы и Эпкоса перегрев указан, если память не изменяет, в пределах 10-15 градусов для тех типов которые обычно использую, этим и довольствуюсь.

[Sergey27]

а теперь самый интересный вопрос можно ставить керамику NPO (например 10нФ 2кВ)в качестве резонансных Cr? в пдф к такой керамики нет графика импеданса или предельных импульсных токов... ( к CBB81 не нашел графика импеданса и предельных импульсных токов, только напряжение от частоты ) . почему интересуюсь - у CBB81 явно индуктивность большая , у керамики должна быть существенно меньше . и звенеть потому может меньше ну и на плате компактнее ... что скажете ?

[Leshik]

У полипропилена индуктивность зависит от размера (межвыводное расстояние). Можно выбрать мелкие корпуса и запараллелить на полигонах. Но для чего это, ведь есть последовательная резонансная индуктивность .

[Sergey27]

разница есть , трансформатор хотя бы экранирован магнитопроводом . я не любитель усложнять без причин . керамика всегда будет меньше и не должна генерировать звон . поэтому интересуюсь можно ставить такую NPO как писал выше или нет. по графикам импеданс высокий , десятки Ом . если скажут что можно то потрачусь на такую керамику и посмотрю что будет, есть опытная старая плата на которой можно всё потестить и обмерять

почитал пару даташитов на COG тдк и келмет и ничего там нет чтобы понять какая токовая нагрузка через эти конденсаторы допустима . они на много меньше пленки . может перегрев быть

[mellowman]

почитал пару даташитов на COG тдк и келмет и ничего там нет чтобы понять какая токовая нагрузка через эти конденсаторы допустима . они на много меньше пленки . может перегрев быть

У них ESR почти нулевой, греться нечему.

Since the self-heating is low in the low loss series, the allowable power becomes extremely high ompared to the common X7R (R7) characteristics

Можно запараллелить несколько на всякий случай.

[Leshik]

В снабберах сварочных инверторов встречал параллельные 1206 по 10шт ,ёмкостью в сотни пФ. и с изоляцией x7r скорей всего , не NP0. Существуют ли в природе NP0 на десятки нФ и киловольты?

[Meta|_]

Вот например: https://www.digikey.com/en/products/...J250AC/6556465