Импульсные источники питания и преобразователи.

[TDA]

Приветствую!
Раньше помоему тут небыло темы в которой обсуждались бы только ИБП и преобразователи напряжения.
Щас меня интересует эта схема полумостового ИБП

[Starichok]

Исходные данные:
Время открытого ключа: t=10us, Аl=1 000нГн. (L=Al*n*n)
Первый вариант K=10. dI=U*dt/L=100мА. Ток вторички 4А как и было рассчитано выше. Т.е. Ток намагничивания составит 2,5% от измеряемого тока.
Второй вариант К=100. dI=1мА. Ток вторички 0,4А. Т.е. Ток намагничивания составит 0,25% от измеряемого тока.

оба варианта посчитаны с ошибками.
в первичке всегда один виток. то есть, индуктивность первички в этом примере всегда 1 мкГн.
вторичное напряжение всегда 1 Вольт.
Первый вариант K=10. первичное напряжение 0,1 Вольта. dI =0,1В * 10us / 1 uH = 1 Ампер тока намагничивания. то есть, 25% от измеряемого тока.
Второй вариант К=100. первичное напряжение 0,01 Вольта. dI =0,01В * 10us / 1 uH = 0,1 Ампера тока намагничивания. то есть, 2,5% от измеряемого тока.

[kozak]

Перемотал трансформатор АТХ блока питания - сделал вывод 15В и 50В обмотки (+/-). Поставил диодные сборки на 200В. защита по недо/перенапряжению вроде как вырублена. В ОС вставил 22К переменник и им регулирую выходное напряжение. Проблема в том, что при достижении ~45V начинается какая- то ерунда ,а трансформатор начинает пищать.

Изменились фазовые соотношения в цепи ООС , из-за другой межобмоточной емкости, иной емкости переходов используемых диодов и пр., и БП идет «вразнос». Этот режим чреват перегрузкой и возможным «вылетом» некоторых элементов схемы.
Пути решения могут быть самими различными. Это и подбор корректирующих цепочек, выбор места снятия сигнала ООС, ориентация силовых элементов и пр.
Некоторые способы решения, а также и другие доработки, можно посмотреть здесь:
http://pro-radio.ru/power/849-56/2011/03/10/16-29-28/

[Bulich]

оба варианта посчитаны с ошибками.
в первичке всегда один виток. то есть, индуктивность первички в этом примере всегда 1 мкГн.
вторичное напряжение всегда 1 Вольт.
Первый вариант K=10. первичное напряжение 0,1 Вольта. dI =0,1В * 10us / 1 uH = 1 Ампер тока намагничивания. то есть, 25% от измеряемого тока.
Второй вариант К=100. первичное напряжение 0,01 Вольта. dI =0,01В * 10us / 1 uH = 0,1 Ампера тока намагничивания. то есть, 2,5% от измеряемого тока.

Нет, подождите.
Конечно первичка один виток. Конечно инд. первички всегда 1 мкГн. И да задаемся напряжением вторички (без учета выпрямителя, для простоты) 1 вольт.
Далее тоже согласен с током намагничивания через первичку! 1 ампер, что является 2,5% от 40 ампер. А не от 4, как у Вас. Через первичку же 40 ампер идет.
Тоже самое и во втором варианте, 0,1 ампера от 40 ампер это 0,25%.
Вы по первичке посчитали я по вторичке, разницы нет, результат один и тот же. Просто надо в ваших расчетах брать 40 ампер тока, а не 4 и тогда все сойдется.
Согласен, что энергия на намагничивание тратится со стороны первички, поэтому логичнее считать по первичке...

[Starichok]

Булич, прошу прощения. что-то сбился я, что полный первичный ток 40 Ампер.
тогда все правильно. 2,5% и 0,25%.
а по первичке и меньше математических операций надо сделать, и более наглядно получается результат.

[Bulich]

Ну главное, что разобрались.

[orion777]

Некоторые способы решения, а также и другие доработки, можно посмотреть здесь:
http://pro-radio.ru/power/849-56/2011/03/10/16-29-28/

Не помогла ни игра с коррекцией ни шунтирование резюка ОС. Выкрутился по другому: заменил Rt с 9К на 6К и "скрежет" пропал. Ок, подумал я, и заменил его на 4к7 - получил частоту 66КГц. Теперь достаточно включить БП в сеть на 20сек, что-бы радиатор мощников нагрелся до градусов 30-40!! И это на ХХ. Сквозит что-ли? С таким деад-таймом (2/3 периода на ХХ)!?
Да, мощники 2SС2625, первичку транса оставил прежней (вернее - верхний её слой пришлось смотать и намотать обратно)

Поставил в ОС 15к - частота 20КГц (или 40? На осциле, если смотреть на 8й ноге, один отчетливый импульс, потом неотчетливый и снова отчетливый. Вот между отчетливыми 50uS) Мощники греются, но слабо, а под нагрузкой (2KW электрический чайник на 220V) напргуга проседает всего на 2В, тогда как с 4к7 в ОС проседала аж на 17!

[kozak]

Сквозит что-ли? С таким деад-таймом (2/3 периода на ХХ)!?
Да, мощники 2SС2625, первичку транса оставил прежней (вернее - верхний её слой пришлось смотать и намотать обратно)

Трудно сказать что-то, определенное, нужно смотреть ток по первичке, а повышать частоту я бы не советовал, динамические потери существенно возрастают, и компонентам схемы приходится несладко, так как рассчитаны на работу при 35…45кГц.

[orion777]

На чём померить ток в первичке? В первичке силового транса?

[kozak]

У меня последовательно первичке, был включен трансформатор тока в схеме защиты. Так что смотреть форму тока трудностей не было.
Можно использовать какой-нибудь готовый ТТ, или в качестве ТТ использовать индуктивность на небольшом кольцевом ферритовом сердечнике, с количеством витков более 50, пропустив один из выводов силового трансформатора через отверстие тороида.

[orion777]

Что то я смотрю на схему и не пойму: как у него организована стандартная защита по КЗ? Разве не по первичке и токовым трансформатором? Правда, рассматриваю схему не совсем на свой codegen 300W http://bp.xsp.ru/circuit/atx/atxps.gif

[kozak]

В этом варианте защита реализована не совсем по току первичной обмотки, а больше зависит от скважности управляющих импульсов.
ТТ обычно намотан на небольшом зеленом колечке и примотал лентой к управляющему разделительному трансформатору, выводы с ТТ выходят отдельно, в виде изолированных проводков, и запаиваются непосредственно в плату.

[orion777]

примотал лентой к управляющему разделительному трансформатору,

Блин, если бы не сказали - во век бы не нашел )) Сча будем мерить. Мерить прямо с выводой этого колечка напряжение и осцилку в студию?

[orion777]

Итак:
холостой ход (нагрузка 4к7)
нога 8 0,2V/кл_10uS/кл

TT 1V/кл 10uS /кл


Нагрузка ~25 Ом
нога 8 0,2V/кл_10uS/кл

TT 2V/кл 10uS /кл


Осцилл С1-49 5МГц с делителем на входе (учтено в подписях по У каналу)

[kozak]

ТТ при измерениях не отключен от остальной схемы, то есть нагрузка у него есть?
Смотреть можно подключив землю на корпус, а щуп на один из двух выводов ТТ, второй сидит на корпусе. Схема БП с трансформатором тока, есть на странице, по указанной мной ссылке.

---------- Добавлено в 16:08 ---------- Предыдущее сообщение в 15:55 ----------

Смущает форма тока с нагрузкой на выходе, на следующих станицах есть осциллограммы на ТТ при нагрузке порядка 50Вт. Ток должен быть трапециодальной формы, а здесь треугольник. А также непонятен выброс на вершине треугольника.
Дроссель на выходе используется родной или нет? Желательно намотать на альсифере, увеличив количество витков, для работы в режиме с неразрывным током при небольшой нагрузке. Но можно использовать и родной сердечник, при работе с обязательным обдувом, увеличив количество витков.

---------- Добавлено в 16:27 ---------- Предыдущее сообщение в 16:08 ----------

Да и частота повторения импульсов , что-то слишком низкая около 22кГц (частота работы преобразователя). Или трансформатор позволяет работу на такой частоте? Тогда непременно нужно увеличить индуктивность дросселя.

---------- Добавлено в 16:34 ---------- Предыдущее сообщение в 16:27 ----------

А также непонятны тонкие импульсы на 8 ноге, их не должно быть, посмотреть аналогичные на 11. И проверить детали подключенные к этим выводам, конденсатор в цепи эмиттеров?

[orion777]

Да, частота такая низкая потому что Rt 15k вместо 9к стандартных. Это я пытался побороть "разнос" при некоторых напряжениях.. Зато с 15к напряжение при нагрузке проседает на 1-2В, тогда как с 9к оно проседает почти на 15В!

Дроссель, нууу, когда- то я уже с ним экспериментировал и вот он
Помню что по Марти Брауну получилось сколько то там витков, но влезло только 2/3 в стандартное колечко - их то я и напихал..

Да, что на 11 что на 8 ноге - картина одинакова..

Вот, отключил ТТ от платы. Если повесить одну его ногу на землю - картинка никак не меняется:
хх 10В 10uS

нагрузка 25 Ом 10В 10uS

[kozak]

Как раз наоборот, смотреть нужно с подключенным ТТ к цепям на плате.

А частоту работы выбрать в соответствии с расчетной, иначе нарушатся режимы работы различных компонентов, критичных к выбору частоты.

И есть видимая причина, быстрого разогрева, непонятные импульсы на 8, 11 ногах, которые открывают противоположный транзистор в плече во время открытого состояния другого. Надо искать источник помех, скорее всего по питанию, можно на время эксперимента, запитать TL494 от внешнего источника, чтобы увидеть возможное различие.

---------- Добавлено в 17:57 ---------- Предыдущее сообщение в 17:45 ----------

Зато с 15к напряжение при нагрузке проседает на 1-2В, тогда как с 9к оно проседает почти на 15В!

Ну вот, и следует искать причину проседания, а не убирать её последствия, уменьшением частоты преобразователя.

[orion777]

Тогда вот эти "треугольные" осцилки - они сняты с подключенным к плате ТТ.

Ок, верну частоту к 40кГц.

Питается 494 от 8.8В от дежурного транса, вторую дорожку от вторичек питания я обрезал, т.к. с ростом выходной напруги питание поднималось до 20В. Но выбросы были и до и после обреза питания.. На Vcc выбросы 0,4V (треугольнички) при работе схемы под нагрузкой - сча их попробую керамикой подпереть

---------- Добавлено в 18:44 ---------- Предыдущее сообщение в 18:06 ----------

Подпер керамикой - никакого эффекта. Вернул назад стандартный Rt - просадка под нагрузкой 25 Ом составляет порядка 10В и под нагрузкой мощники стали гораздо быстрее нагреваться. ТТ отрубал (думал защита подрабатывает) - нет. Куда ещё рыть - я не знаю..

---------- Добавлено в 18:51 ---------- Предыдущее сообщение в 18:44 ----------

Может я силовой транс перемотал неправильно? Например: первую часть первички я не трогал, потом намотал встречно по 5витков и вывел их на 12В вывод (вентилятор то питать тоже чем- то надо, но он скукожился - надо нагреть датчик чтоб он завертелся).Изолировал. Потом встречно намотал ещё, по моему, по 8 витков. Затем виток этой пленки с экраном, которая подключается к ножке первички и поверх первичка. Не понимаю только для чего она там? Нотя, по идее, магнитным линиям мешать не должна..

[kozak]

Подпер керамикой - никакого эффекта. Вернул назад стандартный Rt - просадка под нагрузкой 25 Ом составляет порядка 10В и под нагрузкой мощники стали гораздо быстрее нагреваться. ТТ отрубал (думал защита подрабатывает) - нет. Куда ещё рыть - я не знаю..

Какое напряжение на нагрузке, при этой нагрузке? Форма тока в первичной цепи? Откуда берется ООС по выходному напряжению? Форма напряжения на общей точке выпрямительных диодов (на входе дросселя)?

[orion777]

Итак, попробую собрать всё в кучу:
Вернул Rt стандартный. Игра с цепью коррекции (2-3 нога) не дали результата, но между 2-3 ногами теперь стоит 100к резюк.
Дроссель, насколько я помню, намотан не совсем правильно: несколько раз по кругу, вместо того что-бы сделать всего один круг и не перекрещивать вход-выход.. Ок, можно переделать.

Вывод 47В выведен через бывшую 3В цепь (выпрямитель U1620). После дросселя оттуда-же и берется ОС, используется стандартная дорожка какого- то из напряжений, только соединена кусочком провода 3см с реилом (пробовал проводиь пробод по другому - разницы не было).

Максимальное напряжение (без ОС) что то около 58В.. С резюком 47к в ОС стабилизируется на 47..48В.
При Rt 4k7 просадка при подключении нагрузки саставляла 2-3В (т.е. становилось 45В).
При стандартном Rt 9k просадка при подключении нагрузки (эл.чайник 2кВт) составляет 14 В (т.е. на нагрузке 34В)

Теперь осцилки (при стандартном Rt и Ct)
Токовый трансформатор:
ХХ 0,5v 5us на клетки

Токовый транс Нагрузка 25Ом 5V 10us (это не ошибка, действительно ампл в 10 раз выше и частота в 2 раза меньше)


Средняя точка до выпрямителя 47V
ХХ 10V 10uS (закрытый вход)

после дросселя на ХХ остатки пульсаций ничтожны

После дросселя под нагрузкой 1V 2uS (закрытый вход)

Средняя точка выпрямителя под нагрузкой 10V 20uS (закрытый вход)



Конденсатор на выходе 47В 470u 200V
Конленсаторы по входу после первого выпрямителя 470u 200V

[orion777]

Сейчас разобрал нетронутый кодеген 200Вт (ну или перемаркированный 250 rev 1.01) - на 8 ноге похожая история: посередине тоже есть всплески. БП с лёгкостью выдержал мою нагрузку, увеличив длительность импульса процентов на 50.. И на ср.точке выпрямителя подобие меандра. Выходит что виноват мой транс перемотанный!? После дросселя и под и без нагрузки никаких таких бешеных риплов, как у меня на 3й картинке.