500-700W Сетевой импульсник

[VEC7OR]

Давно почитываю сей форум, и вот надумал слепить собственный импульсник для усилов. Это полумостовая стабилизированная схема на LM5030 и IR2110, есть ограничения по току, мягкий запуск. Надо еще допроектировать обратную связь и посчитать трансформатор.
Жду общих коментариев по топологии.

[Николаич]

Ещё один плюс в пользу трансформаторного управления- это отрицательный
импульс в управлении закрытого по времени транзистора. Это гарантия исключения сквозного тока. А кому нравятся драйвера IR- это дело личное.
Но с трансформаторным управлением лично у меня не сгорел ни один транзистор!

просто и дёшево.

IR тоже очень легко запаять, и стОит она не так уж дорого, А транс ещё надо намотать.

[Инквизитор]

Хорошие драйвера 2ED020I12-FI от Infineon, но труднодоставаемые. На питание верха можно траку 2-х ваттную поставить.

[Alex]

С IR21.. тоже пожёг кучу транзисторов. Самый надёжный способ управления
транзисторами- это трансформаторный.

Ну это не совсем так, точнее - совсем не так.
При напряжениях до 500-600в и не очень больших частотах (до 500кгц) лучше драйвер-левелшифтер. Только разводку надо ему правильно делать и правильно использовать.
С трансформаторами проблем бывает ничуть не меньше чем с ними.

Если полевой транзистор достаточно мощный, соответственно ёмкость затвора тоже не маленькая, в трансформаторном управлении есть некоторые преимущества, молое сопротивление, и хорошее, надёжное закрытие транзистора

Если правильно расчитан трансформатор, и правильно управляется (микреловским драйвером, например). А с закрытием транзисторов - и с левелшифтером нет никаких проблем.
Опять же - при грамотном использовании, а не тупом копировании схемы из даташита

Кроме того, закрывать и открывать транзистор не всегда надо очень быстро, особенно открывать, а полупроводниковые драйвера тут дают больше гибкости.

Добавлено через 3 минуты

Николаич, трансформаторное управление ключами хорошо тем, что это просто и дёшево. На том из достоинств пожалуй фсё. А

Нет, оно не всегда дешевле. А одно из его достоинств, что когда сгорает транзистор, то при полупроводниковом драйвере-левелшифтере - с большой долей вероятности сгорает и он сам, а за ним еще пол платы. Да хорошо если без пиротехнических эффектов (т.е. поменял детали и работай дальше), а бывает что и плата выгорает и летит вместе со всеми деталями в ведро.
Трансформаторное управление эту проблему решает.

С другой стороны - это актуально только на этапе разработки и проведения различных тестов, когда транзисторы пачками жгутся.

А кому нравятся драйвера IR- это дело личное.

А я вобще предпочитаю драйвера от ST и Филипса

[abwh]

Николаич у трансформатора индуктивное выходное сопротивление и оно просто не позволит получить большую скорость изменения выходного тока, а значит нельзя быстро перезарядить входную йомкость ключа ни при его включении, ни при выключении (последнее для сетевых AC-DC особо важно). И чем эта йомкость больше, тем хуже дело.

Многое зависит от конструкции трансформатора, в частности, от индуктивности рассеяния. В грамотно расчитанном и нормально намотанном сигнальном трансе она минимальна, что обеспечивает, в общем, хорошую динамику процесса переключения. Взбрыкивания, связанные с перемагничиванием в паузе сигнала ШИМ, как и возможные колебательные процессы контура "индуктивность транса - вх. емкость транзистора" устраняются схемотехнически. Но вот от чего не избавиться в таких схемах - низкая их технологичность.
Вообще-то трансформаторные схемы годятся больше для ключей на биполярных транзисторах, где можно реализовать пропорционально-токовое управление, например. В случае с полевиками я предпочел бы развязку на оптронах. А схемы типа IR2110 особого доверия у меня не вызывают.

[abwh]

abwh,
Да нормальные драйверы, в маломощных схемах только в путь, но вот в машинках помощнее ну их нафиг, уж очень большая критичность к монтажу. И самое противное, что даже если работает, то точно неизвестно, то ли у тебя там ещё "верста" запасу, то ли уже вот-вот...

Ну еще и выход из строя таковых - считай - замена всех компонентов "высокой стороны" инвертора

Добавлено через 4 минуты

abwh
Думаю нынче мало кто и помнит, что это вообще такое, это самое пропорционально-токовое управление.

Просто биполярный транзистор в качестве высоковольтного ключа стал анахронизмом.

[Против TDA]

Так вот, лучше б поговорили о том, как всплески убрать меж имульсов(вернее не убрать, а уменьшить), ибо я тоже ИРку спалил нах, она так и не заработала...

[gyrator]

трансик должен не только сигнал передавать

Вотименна. Если отделить мух от котлет и с помощью транса передавать именно длительность сигнала управления, а питание обеспечить как и в оптике, то влияние всяческих инд. рассеяния нивелируется т. к при большом сопротивлении нагрузки отношение Ls/Rн мало даже в хреново исполненном трансе. Попробуйте питать оптику через дросселюку и сравните результат с трансовым драйвером. Можно этот прЫнцип реализовать и на одном трансе, разделив цепи управления и питания. Ессно необходимы активные ЭРЭ для формирования управляющих иНпульсов на стороне затвора. Не ленивые могут посмотреть сравнение разных типов трансовых драйверов в соотв ветке на Володинском сайте. Одна из картинок, помнится , посвящена именно трансу с Ls=40u
Теперь по-поводу паузы. Если первичка коммутируется мостом, то в паузу она закорочена и о всяческих выбросах от тока намагничивания гутору нет. У биполяров порог гораздо ниже чем у половых транзисторов и для устранения "бздыков" в паузе на трансе моталась доп. многовитковая обмотка "гашения" которая коротилась в паузе низкоомным резистором (ессно через ключик) и все замечательно работало.
Так что не стоит хоронить трансовые драйверы, а нужно уметь
их грамотно использовать. Кстати. это относится и к оптике, которая была причиной многих бздыков с выгоранием части PCB.

[Николаич]

Мнения разделились.
Лысый, спасибо за новости.
Положительные выбросы в паузах легко удаляются быстродействующими
диодами, включенными катодом к управляющему сигналу. 500 кГц я не пробовал, а 100 вполне достаточно применяя выпрямительные диоды на 100-150.
Кстати, никто не скажет почему в компьюторных БП применяют тр.-драйверы?

[abwh]

Мнения разделились.
Лысый, спасибо за новости.
Положительные выбросы в паузах легко удаляются быстродействующими
диодами, включенными катодом к управляющему сигналу. 500 кГц я не пробовал, а 100 вполне достаточно применяя выпрямительные диоды на 100-150.

А запирающее напряжение при этом становится равным нулю, естественно. Не есть гуд, однако.

Добавлено через 21 минуту

Кстати. это относится и к оптике, которая была причиной многих бздыков с выгоранием части PCB.

У меня были проблемы с TLP250, стоящие в управлении IRG4PC50U (выходной мостовой инвертор on-line ИБП Pro-Vision)- наблюдались перегрузки выходного каскада TLP. Устранялись таковые добавлением внешнего комплементарного эмиттерного повторителя.

Добавлено через 5 минут

Кстати, никто не скажет почему в компьюторных БП применяют тр.-драйверы?

В комповых БП стоят биполярники, для которых управление сделать проще по трансформаторной схеме.

[abwh]

Для управления каждым ключом (или парой ключей одной диагонали) пользовать отдельный трансформатор в однотактном режиме, тогда это бороть проще. А ещё лучше не лысый транс, а упомянутые выше активные трансформаторные драйверы. Там в простейшем случае один транзисторчик добавляеца, доп. питания не нужно.

Вряд ли проще. Ведь обратноходовая схема включения тут не пойдет, а в прямоходовом трансе надо обмотку размагничивания мотать - налицо усложнение.

[Инквизитор]

Да и вообще нетехнологично это, 2 транса по 3 обмотки мотать. Если один девайс для себя делаешь, то это одно, а если серия, то это другое. Трансы оправдывают себя только в очень крупных сериях. Проще 3180 с тракой поставить, или если нужно минимизировать задержки, то инфинеоновский драйвер с труднозапоминаемым названием (см. выше)

[Николаич]

В комповых БП стоят биполярники, для которых управление сделать проще по трансформаторной схеме.

Встречаются, нечасто, полевички.
Вообще я плату упрвления делаю отдельно от силовой (ключ.транзисторы.
трансформатор и выпр.диоды с фильтром- на одной плате), которая ставитя
перпендиулярно к силовой вблизи с ключ. транзисторами , минимизирую длину проводников с упр. сигналами. , но это уже лирика.

[abwh]

Встречаются, нечасто, полевички.
Вообще я плату упрвления делаю отдельно от силовой (ключ.транзисторы.
трансформатор и выпр.диоды с фильтром- на одной плате), которая ставитя
перпендиулярно к силовой вблизи с ключ. транзисторами , минимизирую длину проводников с упр. сигналами. , но это уже лирика.

В импульсной преобразовательной технике лирики нет - сплошная проза Подход верный, тем более, что такой пример топологии я наблюдал в on-line ИБП APC и Powerbank Master Vision.

Добавлено через 14 минут

abwh, проще бороть взбрыки, а не вообще проще.

Все относительно. Имею пример рабочей схемы полумостового двутактного преобразователя с тр-рами IRFP460, управляющим трансформатором и ШИМ-контроллером SG(UC)3525 мощностью 600Вт. Эта гадость стоит после PFC в ИБП Pro Vision 1000, мощность 700Вт. Первичная обмотка упр. транса подключена через конденсатор 0,47 мкФ непосредственно к вых. 3525. Транс нагружен на затворы 460-х через резисторы 10Ом, в цепи ЗИ еще по 1кОму. И весь хрен до копейки! Проще только паровоз.

[Alex]

Имею пример рабочей схемы полумостового двутактного преобразователя с тр-рами IRFP460, управляющим трансформатором и ШИМ-контроллером SG(UC)3525 мощностью 600Вт.

Судя по номенклатуре элемнтной базы , этот девас разрабатывался во времена когда нормальны ПП драйверов-левелшифтеров просто еще небыло. В современной разработке, - ну кто же будет 460-е использовать...

[abwh]

Судя по номенклатуре элемнтной базы , этот девас разрабатывался во времена когда нормальны ПП драйверов-левелшифтеров просто еще небыло. В современной разработке, - ну кто же будет 460-е использовать...

Схема, действительно, года 98-го. IRFP460-е еще не настолько устарели, чтобы не использоваться в современных разработках. А 3525 (3825)- реально древний контроллер, упоминание о нем встречается у Баса, Миловзорова, Мусолина (точного названия книги не помню, но год издания - 1987). Значит, Unitrode или Thompson разработали ее не позднее начала 80-х. Тем не менее, выпускают ее до сих пор. Вспомните других долгожителей - ICL7106/07 - основу большинства бюджетных мультиметров. Не знаю, кто ее родил - Intersil или DS, но почти 30 лет на рынке элементной базы метрологического оборудования - срок немалый! Как бы не хаяли это "старье" (в большинстве - безосновательно, только из чистого профессионального снобизма), динозавры свои функции выполняют и так просто сдавать позиции не собираются! Deep respect их разработчикам!

[Alex]

IRFP460-е еще не настолько устарели, чтобы не использоваться в современных разработках.

Устарели, и давно. Там где нужны хорошие параметры (КП, в частности) - используют гораздо более современные мосфеты (мдмеш, кулмос и т.п.)

Ну кому сейчас нужен мосфет с ТО247 на 500В 20А, с 0.27 ом, с 200 nC Qg, с 4нф емкостью гейта и совершенно смешным dv/dt=3.5?

Если есть к примеру, SPB21N50C3, 500в 21а, с 0.19 ом, 21nC Qg, Cg=2.4нФ, и dv/dt=15

или IPBB50R140, у которго 550в, 32А, 0.14 ом, dv/dt=15, заряд 48 и емкость 2.5?

Или STB20NM50FD, 500V 20A, 0.25 ом, 38 nC Qg, всего лишь 1.4 нФ емкостью и аж 20 в/нс dv/dt !

Причем все они не в ТО247 а с ТО220 или D2PAK.

[abwh]

Причем все они не в ТО247 а с ТО220 или D2PAK.

Согласен, за исключением последнего пункта - ТО220 едва ли имеет преимущество перед ТО247 (тепловое сопротивление 2,1 С/W против 1,4 C/W).

[Alex]

Согласен, за исключением последнего пункта - ТО220 едва ли имеет преимущество перед ТО247 (тепловое сопротивление 2,1 С/W против 1,4 C/W).

В SMPS это далеко не самый важный фактор (если не сказать вообще малозначительный) , да и более современные транзисторы благодаря своим параметрам, имеют меньше потерь, что компенсирует более высокое тепловое сопротивление.
Ну и наличие корпуса D2PAK - преимущество огромное.

[abwh]

В SMPS это далеко не самый важный фактор (если не сказать вообще малозначительный) , да и более современные транзисторы благодаря своим параметрам, имеют меньше потерь, что компенсирует более высокое тепловое сопротивление.

Ни в одной силовой схеме тепловым сопротивлением нельзя пренебрегать. Потери на переключение довольно высоки и растут пропорционально температуре, даже при использовании новейших ключевых элементов. Для большинства полевиков такой параметр, как switch energy losses, к сожалению, не нормируется. Если, как пример, взять далеко не самый отстойный IGBТ IRGB30B60К, то при минимальном сопротивлении в цепи затвора энергия его включения составит, в среднем, 500мкДж, выключения – 1000мкДж при I=30А (Iном=50А при 100 С), U=400В, Т=150 С. Если взять верхнюю разумную для IGBT частоту переключения (режим hard switching) 50кГц, то за секунду этот паразит схавает 37,5 Дж – 37,5 Вт составят только динамические потери. А если еще добавить статические… С некоторых пор я перестал удивляться тому, что в одинаковых схемах при одних и тех же условиях эксплуатации IRGB30B60К (корпус ТО-220) горят чаще более тормозных IRG4PC50U (корпус ТО-247).

[gyrator]

Виртуальное сравнение трансовых драйверов.