DC-DC преобразователи напряжения (для авто)

[WARIOR]

Здравствуйте !

Я решил возвратиться к статье "АВТО 400", а именно к ПН. Я заканчиваю сборку по той схеме и хотел спросить нет ли там каких-либо ошибок или недостатков, недочётов, неохото получать negative consequences. (Пытался связаться с автором, чтоб узнать у него - не получилось). Может кто-нибудь собитал подобный ПН ?
Заранее огромное спасибо !
https://www.vegalab.ru/index.php?opt...=184&Itemid=52

[Vjumajlo]

Offтопик:
b]jar6[/b], открою Вам страшную тайну.
Два года подряд(примерно 04-06) я сам использовал для загородных многодневных отдыхов-поездок 500-ваттный APC модели BK-500 I, один из наиболее простых и более-менее неприхотливых к питанию. К тому же у меня японские авто с довольно стабильными напругами, и я блоку немного переделывал стабилизацию. За два года у этого бесперебойника 6 раз выдувало силовые ключи. Благо, что блочёк прост в ремонте, и после первой «аварии» ремонтировался в полевых условиях. Раза 4-е он мне просаживал аккумулятор так, что стартер не мог втягивающим клацнуть.
Сейчас у меня используется китайский 1-кВт-ый авто-преобразователь с синусоидальной формой напряжения. За 3 года(конечно не постоянной) эксплуатации блок ни разу не ломался. Правда он никогда на киловатт и не грузился, но ватт на 500-600 - да. Летом на загородном доме, когда отключаются основные 220В, часто работает от 3-х "камазовских" аккумуляторов общей ёмкостью около 600А/ч часами напролёт. Ну а если есть необходимость в мощности более киловатта я использую 4-тактный бензо-генератор.
Я Вас ни в коей мере не отговариваю от затеи. Но такое решение уже пройденный этап.
Кстати, вот ссылочка http://ups-serv.chat.ru/documents.htm , это несколько другой блок, нежели Ваш, но возможно документация поможет Вам глубже понять, как работает бесперебойник.

[myrci]

Всем привет! Вот хочу показать на всеобщее обозрение и критику свой преобразователь.
Это самая удачная из своих поделок преобразовательных. Свежеиспеченный, только сегодня собрал. Завтра предстоят испытания на резистивную нагрузку и на реальную - усилитель мощностью 150вт. А после если все пройдет удачно то на 2 канала по 150 вт.
Схема очень простая IR2153 является задающим генератором, драйвер IR4427 раскачивает пару полевиков IRF3205 в каждом плече.
Трансформатор EPCOS ETD34. первичная обмотка содержит 6 витков провода 1,5мм диаметром. вторичная 25 витков провода 0,8мм диаметром.
Был предварительно собран опытный образец на котором на одной паре транзисторов получена мощность 200 вт. КПД составил 86% Нагрев обмоток довольно ощутим градусов до 60 - 70. Сердечник все время был холодный. Транзисторы были установлены на небольшие радиаторы площадью по 6 кв.см.
Выбросы в первичной обмотке вообще не наблюдаются. Попробую вообще убрать снабберы.
Вот фотки сего девайся. Это второй опытный образец.

[pokos]

... Трансформатор EPCOS ETD34. первичная обмотка содержит 6 витков провода 1,5мм диаметром. вторичная 25 витков провода 0,8мм диаметром....

Дороги к ключам греются?
У меня на таком же трансе первичка была 5 витков литцендрата 7х0,6, намотана снаружи. На 200Вт транс грелся до 53 градусов. Потом сделал первичку фольгой во внутренних слоях. Нагрев упал до 46 градусов.

[Vjumajlo]

myrci, про первичку поподробнее.
Сколько жил по 1,5мм? Судя по кондюкам вторички и количеству витков в ней, первичка - 2 по 6 витков? Какова частота задающего?
А вторичка? 2 по 25 витков 0,8мм в одну жилу что ли? Мм... Можно поточнее параметры транса и частоту генератора узнать?

[myrci]

Частота на данный момент составляет 92кгц. Первичная обмотка состоит из двух полуобмоток в каждой по 6 витков проводом 1,5 мм в диаметре! Т.е. одна жила диамертом 1,5 мм. Вторичка содержит две обмотки по 25 витков проводом 0,8мм в диаметре!
Максимальный ток который был на опытном образце, а это постоянная резистивная нагрузка составлял 17 ампер при напряжении пиания12 вольт.
Транзисторы грелись но не криминально, были установлены на радиаторы площадью примерно 6 кв см и нагрев транзисторов стабилизировался.
Обмотки трансформатора естественно нагревались какая из них сильнее не знаю. По ощущениях очень горячие. Сердечник трансформатора холодный.
Этот макет создан для отработки печатной платы а именно разводки дорожек с целью минимизировать длинну силовых дорожек.
При таком токе дорожки на печатной плате грелись не сильно. Сейчас главная проблема это обмотки трансформатора. Но это не проблема. Главное чтобы ключи грелись равномерно. А для этого важно соблюдать симметрию отплюса источника питания и до минуса. Вот сейчас веду испытания на реальной нагрузке - усилителе. те ключи что находяться далее от - питания нагреваються на 2 градуса сильнее.

[maxon]

Частота на данный момент составляет 92кгц. Первичная обмотка состоит из двух полуобмоток в каждой по 6 витков проводом 1,5 мм в диаметре! Т.е. одна жила диамертом 1,5 мм. Вторичка содержит две обмотки по 25 витков проводом 0,8мм в диаметре!

Лучше набрать несколько проводов меньшего сечения чем мотать проводом 1,5мм. Это конечно не заменит литцендрат, но все таки будет лучше чем 1,5мм. А вообще у Вас по моему каркас позволяет выбрать сечение побольше, а то 1,76мм.кв. на 17 ампер это по моему перебор. Получается плотность тока 9,65А на мм.кв.
И еще при напряжении 15вольт, частоте 92кГц и 6 витках для этого сердечника магнитная индукция получается 0,07Тс. Не маловато ли. Мне почему то кажется что при таких данных, просадка напряжения под нагрузкой будет довольно большой. К тому же 2153 имеет фиксированую паузу в 1,2мкс, что на частоте 92кГц довольно много.

[Vjumajlo]

Спасибо, myrci. Меня интересовал именно транс и частота. 17А надо пологать от источника 12В?
Кстати, работу ПН нужно проверять при напряжении питания примерно от 12,4В до 14,4В, нижнего и верхнего пределов питающего напряжения. За расчётное естественно нужно принимать среднее значение.
Надеюс, этот транс только для отладки платки?

[myrci]

Конечно же и обязательно я его перемотаю Главное для меня это нагрев ключей, а нагрев трансформатора меня мало пока волнует. А что касается индукции то да она маловата напряжение на нагрузке близкой к 150 вт просаживается прилично. Но это все поправимо. В общем сам сердечник я оставлю так как очень удобно его мотать.
Pokos расскажи как мотал обмотку фольгой ? У меня давно такая идея созрела но вот вопрос как мотать рядышком две ленты т.е. на сердечнике рядом друг с другом должны идти две ленты чтобы получилось в итоге одинаковые длины обмоток. Потому что если мотать одну на другую, то получиться что та что сверху будет длиннее чем нижняя, а тут и перекос возникнет.
И какой лентой вы мотали - толщина ширина ?

---------- Добавлено в 15:47 ---------- Предыдущее сообщение в 15:42 ----------

Просто если рядышком мотать то будет низкое потокосцепление между витками или не так ? Просвятите. Должно ли быть хорошее сцепление между полуобмотками первички?
Что касаеться напряжения питания то в момент максимальной нагрузки она падает до 12 вольт. А при 7-10 амперах прекрасно работает и на 14,5 вольтах. Напряжение питания на выходе +-46вольт при напряжении питания 12 вольт. При 13,5 уже вылазит за 50.

[pokos]

Pokos расскажи как мотал обмотку фольгой ? .

Мотал "бутербродом" в две фольги, проложенные лакотканью. Так получается одинаковая длина и лучшая симметрия транса.
Лента каждой полуобмотки - 2 по 100мкм на полную ширину каркаса. Гораздо лучше было бы одну на 200мкм, но не случилось купить.
Дело довольно геморное, нужно внимательно следить за межвитковыми замыканиями.
Если буду делать такие питалы ещё, фольгой мотать не буду, перейду на литц из 7-ми проводов.

Да, по поводу частоты maxon правильно пишет, я бы убавил раза в полтора, не меньше.
И я не заметил керамики на шунтирование питания вблизи ключей. У меня стоит 10 кондючков общей ёмкостью ~15мкФ.
Если дороги греются даже немного, то проложи к ногам транзисторов дополнительные провода, припаяв их прямо к дорогам по всей длине. Даже небольшое падение напруги на дорогах здорорво снижает КПД.
То же и по неравномерному нагреву ключей.

[Vjumajlo]

по поводу частоты maxon правильно пишет, я бы убавил раза в полтора, не меньше.

Это конкретно в с лучае с этим трансом. При намотке реального, для окончательной конструкции, нужно будет убавлять количество витков.

[pokos]

Это конкретно в с лучае с этим трансом.

Вообще, мы его тут и обсуждаем. Но более критичен в данном случае не транс, а жёсткий дедтайм у 2153.

[Vjumajlo]

жёсткий дедтайм у 2153.

Именно по этому я спрашивал о частоте и уточнял намоточные данные транса.

мы его тут и обсуждаем

Может я ошибся, но мне показалось, что myrci сейчас больше интересует доводка платы, а транс всего лишь вспомогательный элемент.
И потом, мне кажется, что для питания двух усилителей по 150Вт это далеко не лучшее схемное решение.

[maxon]

Это конкретно в с лучае с этим трансом. При намотке реального, для окончательной конструкции, нужно будет убавлять количество витков.

С этим тяжело не согласится, но:

Выбросы в первичной обмотке вообще не наблюдаются. Попробую вообще убрать снабберы.

Кто теперь даст гарантию что с новым трансформатором и отсутствием снабберов все будет так же шоколадно. Не утверждаю что так может быть, но небольшое изменение в разводке платы, в характеристиках трансформатора и в итоге можно получить спаленные элементы. Я бы все таки старался доводить плату с параметрами всех элементов близкими к окончательным.
В случае myrci есть место в трансформаторе сделать обмотки посолиднее. Да и частоту можно понизить. Плюсы очевидны: меньше влияние фиксированной паузы; драйверу намного легче будет переключать транзисторы на низкой частоте; более полноценное использование сердечника (0,07Тс маловато для такого материла); меньшая критичность к разводке платы.

Но более критичен в данном случае не транс, а жёсткий дедтайм у 2153.

Кстати мне посоветовали посмотреть в сторону IR21531, микросхема такая же как и 2153, но пауза 0,6мкс (т.е. в два раза меньше). К сожалению у нас в деревне такие не продаются, а заказывать в инет-магазинах только микросхему слишком расточительно, буду ждать пока наберется достаточная комплектность заказа.

[myrci]

Да всем огромное спасибо за дельные советы. Обязательно доведу до ума трансформатор. Хочу намотать лентой, но пока что то ничего не понял как мотать бутербродом, это значит одна лента ложиться поверх другой так же получается у верхней длина больше чем у нижней. Или я чего то не так понял ?
И спасибо за дельный совет на счет IR21531 обязательно попробую ее.
Вообще хочу использовать uc3825 микруха зверь просто! Но что то ту народ пугает на счет не правильной разводки и тогда она уходит в разнос.
И насчет платы это второй испытательный макет , скажем так отрабатываю топологию - изучаю подводные камни. Цель минимизировать потери и выбросы не нужные. да и чтобы печать была простой по разводке.

[maxon]

Хочу намотать лентой, но пока что то ничего не понял как мотать бутербродом

Скажите одно, а что даст намотка лентой? Может ошибаюсь, но мне кажется что связь между первичкой и вторичкой будет меньше, а это не есть хорошо. В общем кто точно знает просветите?

[myrci]

По моему намного выше намагничивающая способность одного витка. Очень мог ошибаться. и еще потосцепление между витками лучше а не хуже

[pokos]

...как мотать бутербродом, это значит одна лента ложиться поверх другой так же получается у верхней длина больше чем у нижней. Или я чего то не так понял ?.

Да, одна получается слегка длиннее другой. Но это не страшно, главное, что магнитные параметры у полуобмоток получаются очень близкие.

[myrci]

Вот не большой отчет. Сейчас работает преобразователь с усилителем. Напряжение на выходе преобразователя гуляет от +-50 до 44 вольт. Нагрузка усилителя 4 ома. Сигнал на усилителе на полную мощность. Так вот суперская штука!!! трансформатор едва тепленький а транзисторы ключевые вообще без радиаторов!!!. Очуметь можно! и это как минимум на 120 ваттах выходой мощности на усилителе. Думаю что можно и одну пару ключевых оставить. А вот выходные транзисторы усилителя ооочень горячие хотя радиаторы здоровенные стоят. В общем буду теперь делать финишную плату. Еще поэксперементирую с трансформатором и таки да были правы насчет дет тайма великоват он у 2153.
И еще одна интересная штука во время нагрузки преобразователя появляються выбросы на стоках, тогда как на холостом ходу их вообще нет. Все таки снаберрные цепочки надо будет оставить.

[pokos]

...Думаю что можно и одну пару ключевых оставить.....Все таки снаберрные цепочки надо будет оставить.

Истинно мыслишь.

[Vjumajlo]

myrci, переделай транс на более оптимальный, просадки уменьшатся.
Я для пробы делал подобную схемку(она и сейчас есть, для проверки трансов), только на колечке 40х25х10. Даже одна пара IRFZ44 спокойно вытягивает до 300Вт(правда с радиатором, от "северного" бриджа Gigabyte-ной мамки)