Вариант Источника питания для усилителя Д класса с синхронным двунаправленым выпрямителем на доступных деталях.

[sousmanster]

Рабочая схема SMPS по мотивам Hypex.
95кГц 600Вт номинально.
из особенностей - применения сверхдешевых готовых развязывающих трансформаторов (0,3$). Они очень мелкие, потому заряд затвора силовых транзисторов должен быть менее 30нК, а частота выше 75кГц.
Функционал:
- защита по току
-детектор сети (отключение при отсутствии)
-защита поперегреву транзисторов первичной стороны
-защелка по внешнему сигналу
-формирование STBY
-AUX +/-18В

Позволяет без дополнительных мер полумостовому усилителю клипировать на 10Гц без существенного перекоса напряжжения плеч (пульсации в таком режиме 3В RMS)/

Мощность ХХ 4Вт.

[tomtit]

Offтопик:
Адаптивный ДТ сделать непросто, я бы ограничился компромиссом для наиболее вероятного режима.
Подстройку частоты тоже можно сделать, измеряя сдвиг фаз между током и напряжением первичной обмотки, но это тоже хлопотно. Поэтому я и полюбил ПЛИСы для ИИП, там всё как-то делается.
Ну, можно ещё автогенератор попробовать, там должно получиться на автомате, но не моделировал.

[DrModd]

У SMPS400Axx есть дополнительный дроссель в первичке, на 27 микрогенри.
Судя по конструкции трансформатора, индуктивность первички 9-12 микрогенри.

[sousmanster]

А конденсатора на Vcom нет после него?

[DrModd]

А конденсатора на Vcom нет после него?

Ошибся, 22 микрогенри, посмотрел.
Конденсаторов 2, на + и на - 0,47 мкф.

[tomtit]

Ошибся, 22 микрогенри, посмотрел.
Конденсаторов 2, на + и на - 0,47 мкф.

Значит резонанса там нет и никогда не было. И токи перезарядки емкостей ограничены этой индуктивностью. Режим ПНН есть, но не во всём диапазоне нагрузок.

Offтопик:
Делали когда-то в 1980-х примерно такие-же источники, правда без синхронного выпрямителя, на биполярных транзисторах, с автогенерацией для получения автоматического ДТ(дает расширение диапазона работы с ПНН), но частота зависит от нагрузки.

[sousmanster]

да, плюс 7Вт на ХХ кушает.

[BAFI]

Работает с перегрузом. В том то и дело m-22 - оригинал схемы, они пошли путем избавления главного недостатка - дросселя на выходе - так как он ограничивает пики тока и нарастание, по сути сделали источник тока. Оттого и ключи дикие стоят и отказались от накопителей за счёт этого - мелкие фильтруюшие ёмкости. Интересно насколько их хватит). Моё мнение конечно - глупая реализация прямохода или просто очень старая разработка. Проще тогда было делать как положено и уменьшать частоту работы а проблему динамической нагрузки решать традиционным способом - увеличив банки накопителей - фильтруюшие ёмкости. Имхо.

[thickman]

примерно такие-же источники, правда без синхронного выпрямителя

Offтопик:
Двунаправленный синхрон меняет расстановку сил. При пампинге через такой выпрямитель идет рекуперация из вторичной цепи в первичную. Появляется противоток, ставящий крест на режим ПНН – паразитные и демпферные емкости в стойке полумоста в паузе перед включением не разряжаются до нуля, а наоборот, заряжаются, вплоть до полного напряжения. Поэтому если режим рекуперации предусмотрен как штатный, в таком случае, имхо, на режим ПНН можно вообще забить.

[tomtit]

Спасибо, thickman, за поправку. Я понимаю всю эту кухню.

Offтопик:
У фирмы Vicor есть такое изделие - двунаправленный DC-DC преобразователь без стабилизации, 400Ватт, а размером с половину коробка спичек. Bus Converter Module называется. Там именно резонансный синхрон на 1.5МГц. Дерьмо редкостное, сгорают регулярно через год-два. Mне пришлось уже дважды разрабатывать замену, оба раза, к счастью, двунаправленность была не нужна. Они и сами не рады, даже заломили дикую цену, чтобы никто не покупал .

[sousmanster]

напряжение на трансформаторе относительно -300В Vcom, точнее на средней точке ключей, и ток нижнего ключа(напряжение на шунте 100мОм), 10Вт нагрузка и 100.
Второй вывод трансформатора на емкостном делителе 220нФ. Должны быть 470нф, но еще не приехали.
Нагружал усилителем с нагрузкой синус 1к.

---------- Сообщение добавлено 18:11 ---------- Предыдущее сообщение было 17:54 ----------


То же, но без фосфорности, около 150Вт RMS

---------- Сообщение добавлено 18:19 ---------- Предыдущее сообщение было 18:11 ----------

А это средняя точка ключей и напряжение затвора нижнего транзистора 10Вт и 100 вт примерно




---------- Сообщение добавлено 18:31 ---------- Предыдущее сообщение было 18:19 ----------

Ситуация по картинкам немного изменилась. Я заменил ключи на 840,Rdson 0,33 м и , видимо, подсхох после мойки трансформатор. Влага в трансформаторе вообще полностью уводит характеристики. Видимо нужно трансформатор паять после мойки плат.

Смущает смена направления тока в середине периода

[tomtit]

Вспомнился один старинный неубиваемый резонансный источник высокого напряжения 70х годов.
Там частота последовательного резонанса была вдвое выше частоты переключения, то есть за время включенного состояния энергия ходит туда-сюда. При отсутствии нагрузки обе полуволны равны с точностью до потерь, а в нагруженном - первая сильно выше второй. У Вас почти то же самое сейчас.
Я тут даже вижу ПНН за счёт остаточного тока третьей полуволны. Плохо только то, что реактивная энергия гоняется туда-сюда без толку, грея транзисторы и обмотки пропорционально квадрату тока.
Как вылечить сразу не скажу, надо подумать. На первый взгляд понизить частоту резонанса до частоты преобразования и работать в режиме ПНТ, забив на ПНН. На частотах ниже 100к, это работает приемлемо.

З.Ы. Видимо изоляция сильно усаживается и стягивает обмотки.
Обычно индуктивность рассеяния очень стабильна и мало меняется, даже если совсем удалить сердечник.

[sousmanster]

Получается, что контур состоит из последовательной с трансформатором емкости и индуктивности рассеяния. Или я не прав?

[tomtit]

Получается, что контур состоит из последовательной с трансформатором емкости и индуктивности рассеяния. Или я не прав?

Так точно. Если не хватает индуктивности рассеяния, добавляют снаружи. Специально увеличивать индуктивность рассеяния транса нужно осторожно и со знанием дела, так как поля рассеяния сильно греют обмотки и создают помехи вокруг. Внешний индуктор получается тоже немаленький и недешевый, особенно для LLC с широким диапазоном входных напряжений. Впрочем, для экспериментов можете использовать выходной индуктор от Д-усилителя.
В одном из источников я так и сделал, планарный транс из интернет-магазина, с нулевым рассеянием и индуктор, купленный там же, намотанный плоским проводом.

[BAFI]

Ток и должен менять направление по петле гистерезиса а паразитки - рассение сливается через боди диод соседнего транзистора. И во время паузы дроссель - который вы выкинули должен вытягивать *соки* с транса. Отсюда вы и получили колебательный контур в паре с паразитными емкостями полупроводников. И какой там непонятный резонанс ищут - когда с такой ёмкостью он и близко влиять на процессы работы прямоход а не будет - мне не понятно) имхо. Можно примерно представить что будет с ключами а вернее с боди диода ми - если через них будет проходить ток - при частоте работы выше резонансна кГц на 5 - с такими выбросами паразитки).

---------- Сообщение добавлено 21:13 ---------- Предыдущее сообщение было 21:09 ----------

По методу LLC вообще делить обмотки не стоит - из за добротности контура - напряжение вторички просто полетит в космос). Мотать надо как положено трансформатор - добавляя в случае необходимости - дроссель.

[thickman]

Смущает смена направления тока в середине периода

Рабочая частота ниже резонансной частоты контура, двунапраправленный синхрон не препятствует развороту тока в противоположное направление, поэтому имеем что имеем. Но такой режим не оптимален. С обычным диодным выпрямителем этап с обратной проводимостью исключен и осциллограммы выглядели бы иначе и режим прерывистых токов был бы уместным.

Если не хватает индуктивности рассеяния, добавляют

Пмсм, если токовая защита и софт-старт работают корректно с полученной Ls, достаточно приподнять номиналы емкостей полумостового делителя. Или вообще от резонанса отказаться, увеличив эти емкости на порядок.
Но вообще нет худа без добра, получилось прикольно – дурная перекачка ни к чему конечно, зато ПНН есть во всём диапазоне нагрузок, как я понял. А это дорогого стоит. Если потери не доставляют и нагрузочная характеристика удовлетворяет, то вполне можно и так оставить. Но никаких индукторов после выпрямителя. Такой синхрон, что с резонансом, что без него, – не может корректно работать с дроссельным фильтром.

[tomtit]

Если потери не доставляют и нагрузочная характеристика удовлетворяет, то вполне можно и так оставить.

OK! Very good advice.

Offтопик:
Важно, что ток в обмотке непрерывный, почти синус, без всплесков и иголок. Это хорошо, очень мало излучаемых помех. Надо бы ещё контур излучения переключаемого тока минимизировать. Я, например, располагал оба транзистора полумоста в силовом SO8 вплотную друг к другу и ставил развязку керамическими конденсаторами прямо около выводов, а тепло с платы отводил через мягкую силиконовую прокладку поверх транзисторов.
А Ваши 7 ватт потерь на фоне 400вт выходной мощности смотрятся весьма неплохо. У меня на 100вт кпд был не лучше 96%. Тут правда есть тонкость, на маленьких мощностях ощутимую долю к.п.д. съедает схема управления.

[BAFI]

Если на хх куда то улетает 7 Ватт - то о каких 90 % можно говорить? А тем более о резонансах. В норм режиме LC лопает не больше зарядки телефона. Имхо.

[sousmanster]

Спасибо.
на ХХ потребление сейчас 4,5Вт.
Из них схема управления 1,5Вт.
Можно было бы так оставить, но немного напрягает высокий ток ключей. Конструктив с большим запасом, но при 500Вт нагрузки импульсный ток будет больше 10А. Нужно будет ключи менять. Попробую еще покрутить, интересно что будет вблизи резонанса и чуть выше-чуть ниже.

---------- Сообщение добавлено 11:25 ---------- Предыдущее сообщение было 11:21 ----------

Если на хх куда то улетает 7 Ватт

7Вт это в паспорте Hypex 400A180

---------- Сообщение добавлено 11:30 ---------- Предыдущее сообщение было 11:25 ----------

Пмсм, если токовая защита и софт-старт работают корректно с полученной Ls, достаточно приподнять номиналы емкостей полумостового делителя. Или вообще от резонанса отказаться, увеличив эти емкости на порядок.
Но вообще нет худа без добра, получилось прикольно – дурная перекачка ни к чему конечно, зато ПНН есть во всём диапазоне нагрузок, как я понял. А это дорогого стоит. Если потери не доставляют и нагрузочная характеристика удовлетворяет, то вполне можно и так оставить. Но никаких индукторов после выпрямителя. Такой синхрон, что с резонансом, что без него, – не может корректно работать с дроссельным фильтром.

как вариант так и будет.
Заказал еще 10плат, можно будет получить статистику по намотке и конструктиву трансформатора, возможно так и оставлю. В принципе, сейчас полно ключей с меньшим 30нК зарядом затвора на 15А и больше.

[BAFI]

Работая на емкостную нагрузку, токи ключей и будут высокими. В том и прелесть резонанса - синус тока даёт мин потери - как на переключении, так и на мин выбросы паразитки ёмкостей. С шим стартом получите проблемы - нужен чим. И не понимаю вообще вот это вот - повторить чью то замороченную конструкцию - пусть и промка, в промке полно бестоковых решений и мало эффективных.

[sousmanster]

Конструкция у Бруно специфическая, но коммерчески успешная, да и по параметрам и функционалу. А что есть на рынке? Все эти LLC на рынке кривые, шумные и лишены какой-либо изюминки. Валяется 10 трансформаторов для LLC - семплы от вурс, лень печатку сделать, так как не интересно.
Вообще я это делаю в первую очередь из любопытсва, а реально оказалось очень интересно. К сожалению академический подход не воспринимаю, пока не потрогаю руками - бесполезно потраченное время.

---------- Сообщение добавлено 13:37 ---------- Предыдущее сообщение было 13:34 ----------

Увеличил емкость делителя С715С717 вдвое. Было 220нф, теперь 440нФ. Холостой ход остался на уровне 4,5Вт, но КПД на средней нагрузке улучшился. Теперь при в 100Вт радиаторы для силовых транзисторов не нужны. Нагрев около 50. !110Вт нагрузка


---------- Сообщение добавлено 13:52 ---------- Предыдущее сообщение было 13:37 ----------


10 минут на 110Вт нагрузки