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

[tomtit]

АККИМ, Чтобы не быть голословным, прилагаю фотку 48W LLC трансформатора
от источника с широким темп. диапазоном.Там PFC+LLC, к.п.д > 90% на максимуме, конечно,
но у всего паровозика в целом, от AC входа.

[АККИМ]

Напряжение на нагрузке ? Ток? Частота резонанса (и диапазон изменения рабочих частот)
пожалуйста
Давайте разговаривать языком цифр

[tomtit]

Из даташита: вход 85-305AC 50/60Hz, выход 48VDC 1A.
Напряжение после ККМ - 450В. Частот померять не удалось.
Источник для уличного освещения.
измерил Lr=50uH, Cr=33nF, то есть Fr~124kHz.

[АККИМ]

Из даташита: вход 85-305AC 50/60Hz, выход 48VDC 1A.
Напряжение после ККМ - 450В. Частот померять не удалось.
Источник для уличного освещения.
измерил Lr=50uH, Cr=33nF, то есть Fr~124kHz.

ЧТО и требовалось доказать у меня рабочая частота 45 кгц т е в 3 раза меньше а поэтому транс размером в полтора раза больше
к сожалению IR2520 не умеет залазить выше 72 кгц и то это предел а не рабочая частота
а из за использования такой защищеной и простой в использовании микросхемы это и затевалось
ведущий инженер предприятия NEON --- делали LLC на 350 ватт так вот у них и LCC делали по помехам они приблизительно равны у одного диоды у другого фронты спада в 5-7раз круче
Основной выигрыш как он сказал по деньгам меньше элементов у LLC и ток хх в среднем в 2 раза меньше но как он сказал без нагрузки ни кто не эксплуатируют
а в телевизорах дежурный режим обеспечивает флайбек в режиме пачек а Хол ходу
- то же от него инфа
Спасибо за внимание к теме

[dr_jenia]

как удачно что эта микра всплыла тут. на столе как раз лежит (для 120втной эслки нада, колба почти новая эпра в уголь)

[АККИМ]

Как то тут был задан вопрос а сможет ли IR2520ds на более мощные транзисторы
Постараемся разобраться в этом вопросе возьмем IPB60R060C7 COOLMOS
С ОФИГЕННО низким сопротивлением -0.045 ом –в 10 раз ниже чем у IRF740
НО эквивалентная входная емкость в 2-2.5 раз у него больше чем у IRF740

Мощность определим 200ватт чесную- подставив все в наши расчетные формулы
Получим L=345 микрогенри Срезонансная =49 нанофарад Сразделительная =490 нанофарад
Емкость формирующая фронты в районе 12 нанофарад
Ток среднеквадр в контуре чуть меньше 1.8 ампера
Ток максимальный в районе 3.58ампера
Эквивалентная входная емкость=6.2 НАНОФАРАДЫ!

При максимальной вычисленной по даташиту емкости на которую без нарушения режимов может работать
IR2520ds=1.2 нанофарады в пять раз больше –это перебор!
Время выключения увеличиться почти в 10 раз мощность потерь на выкл в 6 раз
мощность потерь проводимости будет та же- не увличиться- ток возрастет в 4 раза -квадрат тока в 16 раз -но и сопротивление стока почти в 16 раз у нас меньше


В результате подсчета перегрев транзистора увеличиться с 4 град до 12-13градусов без радиатора –на дюймовом пятачке
Но! Это при условии что в драйвере есть ограничение выходного тока
IRF740 у которого емкость почти в два раза больше оптимальной- микросхема все таки тащит ,заваливая фронты, грея транзистор ,как было описано выше
А вот с IRF840 у которого емкость порядка 3.5-4 нанофарад она работает плохо (в инете читал про такие случаи)
часто вылетает ---похоже внутреннего ограничения тока выхода нет !!!
Где то есть предел и ее работы!
я не стал считать потери в драйвере это и так понятно
Далее попытаюсь разобрать питание и бустреп умощнителя на 2n4401 и 2n4403 со средним током 0.67 ампер
Дающим в импульсе 2-3ампера проверенная схема с производства сварочников

[АККИМ]

ВЫКЛАДЫВАЮ ПРО ПИТАНИЕ ДРАЙВЕРОВ


ПИТАНИЕ ДРАЙВЕРОВ.pdf


После расчетов я все таки задумался а зачем усложнять схему
Есть чесная микросхема- не насилуя- ее выбираем транзисторы с
Ceqv = 1.5 нанофарады и работаем с мощностями до 100-120 ватт(прикидочно)

P.S
Тут чисто случайно наткнулся на ревизию даташита IR2520ds
там четко сказано что максимальный выходной ток драйвера
может быть 500 милиампер, ограничение по току эксплуатации прописаны а защиты от превышения тока то и НЕТ
в старом даташите, приведен только рабочий 230милиампер
(да уж товарищи с IRF теперь с INFINEON !)
500милиампер- означает ,что мы можем взять транзистор с большей емкостью около 2.5 нанофарады
так вот почему IRF740 тянут!- на пределе правда(это плохо)
но теперь знаем что можно не ограничивть себя 1.2-1.5 нанофарадами а взять транзистор с 2 нанофарадами
который - можно найти круче чем «любимый IRF740»
и получить мощность в районе 120-150ватт (прикидочно)

---------- Сообщение добавлено 10:40 ---------- Предыдущее сообщение было 10:13 ----------

Ещё одна прелесть LLC состоит в том, что можно замедлить вкл/выкл транзисторов без потери КПД.
В моём питале, как раз, стоят IRF840 и IR21531 прекрасно справляется. IRF840 просто были в тумбочке. Пробовал и более лёгкие транзисторы - особой разницы нет.

Давайте не будем спорить по поводу LLC и LCC

я мог привести примеры почему применил именно эту топологию

Я уже применял LLC на специализированной микросхеме

Если Вы пишите про замедление времени выключения то потери растут

А если Вы имеете ввиду замедление фронта подъема напряжения при выключении?

Так и пишите чтоб было понятно школьнику
У меня в этом посте другая задача представить расчеты, чтоб если кто хотел посчитал

И конкретно применительно к данной микросхеме!

В том LLC ,что я делал, диапазон перестройки по частоте получался более широкий

И при малом напряжении питания схема приближалась к емкостному режиму совсем немного
выключение было чуть чуть не в нуле, на кпд это никак не влияет

НО данная микросхема не воспринимает даже такой малости и отключаеться

Можно продолжать еще долго но больше в дискуссию я не буду вступать
И та и другая топология имеют место быть!

[poddel]

Тут чисто случайно наткнулся на ревизию даташита IR2520ds

Так маркировка микросхемы остается прежней? или как понять ревизию даташита.
В даташите от IR нормируются как предельный непродолжительный втекающий/вытекающий выходной ток драйвера 140/230 ма.
PS: вникаем в публикации. признателен.

[АККИМ]

Так маркировка микросхемы остается прежней? или как понять ревизию даташита.
В даташите от IR нормируются как предельный непродолжительный втекающий/вытекающий выходной ток драйвера 140/230 ма.
PS: вникаем в публикации. признателен.

http://www.irf.com/product-info/data...ata/ir2520.pdf
СТР 2---- 5 ИЛИ 6---СТРОКА

[poddel]

Да, увидел. Максимальный втекающий/ вытекающий по 500 ма. Как бы полный ток затвора, в том числе и ток через емкость сток-затвор (эффект миллера).
А вот тогда как понимать ток 140/230 ма в другой ревизии даташита. "Чистый" ток заряда-разряда емкости затвор-исток, без учета других емкостей через затвор?

[АККИМ]

НОМИНАЛЫ НАПРЯЖЕНИЙ КОНДЕНСАТОРОВ; ДЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ ПИТАНИЯ МАКСИМАЛЬНОЕ =340ВОЛЬТ
ЧАСТОТОТА В РАЙОНЕ 50КГЦ
ДЛЯ РАЗРЯДНОГО КОНДЕНСАТОРА(ФОРМИРУЮЩЕГО ФРОНТЫ) СВВ81 К78-2 и им подобные
От 0-ДО 3.9 нанофарады можно взять 630вольт
От 4.3-ДО 15 нанофарад надо взять 1000вольт
От 15-ДО 30 нанофарад надо взять 1600вольт
От 30-ДО 51 нанофарад надо взять 2000вольт
ДЛЯ РЕЗОНАНСНОГО КОНДЕНСАТОРА СВВ81 К78-2 и им подобные
От 0-ДО 10 нанофарад можно взять 630вольт
От 10-ДО 30 нанофарад надо взять 1000вольт
От 30-ДО 51 нанофарад надо взять 1600вольт
От 51-ДО 100 нанофарад надо взять 2000вольт
ДЛЯ РАЗДЕЛИТЕЛЬНОГО КОНДЕНСАТОРА
Можно взять попроще СВВ21 К73-17 и им подобные вольт на 400
Их номиналы зависят от мощности для 50 ватт 100 нанофарад



ВЫБОР ТРАНЗИСТОРОВ
ВНАЧАЛЕ ПО ГРАФИКУ ИЗ ДАТАШИТА НАЙДИТЕ ЕМКОСТЬ
Ciss при нулевом напряжении она должна быть менье 2 нанофарад
затем выпишите все заряды
найдите по графикнам напряжение плато миллера
у Инфениона оно указано в таблице
все эти параметры нужны для вычислений
найдите Vth среднее и типовое Rds
Для мощностей порядка 25-30ватт подойдут транзисторы с Rds 1.5-2 ома такие как ----IRFR320;STD3NM60N;IPD50R1K4 ;итд
Для мощностей порядка 50ватт подойдут транзисторы с Rds 1 ом такие как--- IPD50R800; IPD50R950;STD5NM60 итд
Для мощностей порядка 75-80ватт подойдут транзисторы с Rds 0.7 ома такие как----- IPD50R800; STD5NM50 итд
Для мощностей порядка 100ватт подойдут транзисторы с Rds 0.5- ома такие как ----STD11NM60;IPD50R500
Для мощностей порядка 125ватт подойдут транзисторы с Rds 0.35-0.38 ома такие как---- IPD50R380; STD12NM50
30 ВАТНЫЕ УСТАНОВЛЕНЫ НА ПЛОЩАДКИ 2 СМ КВАДР
50 ВАТНЫЕ НА 4СМ КВ
80 ВАТНЫЕ НА ДЮЙМ КВ



СХЕМА И ТЕРМОСОПРОТИВЛЕНИЕ ФОЛЬГИRthфольги.pdf

[poddel]

ВЫБОР ТРАНЗИСТОРОВ
ВНАЧАЛЕ ПО ГРАФИКУ ИЗ ДАТАШИТА НАЙДИТЕ ЕМКОСТЬ
Ciss при нулевом напряжении она должна быть менье 2 нанофарад
затем выпишите все заряды
найдите по графикнам напряжение плато миллера

Смотрю в даташиты на IRF740 от IR, Vishay, Fairchild, Intersil. Зависимость Total-Gate-Charge от Gate-to-source Voltage. У IR, Vishay почти совпадают, но отличаются от почти совпадающих у Fairchild, Intersil. Вот как теперь считать? То есть как бы все к тому, что без "грубости и округления" и здесь ничего не получится.

[АККИМ]

Надо смотреть Infineon они самые аккуратные тем более их транзисторы у нас доступны и более дешевы чем Fairchild и ST а IRF740 давно уже только Vishay выпускает у нее самые свежие параметры( если ж совсем старье откуда то не надыбал) а смотреть надо не заряд а Ciss входную емкость при нуле на стоке


Как схема более читабельна в PDF?

Внимание защита
Микросхема IR2520 содержит кучу защит
Одна из них -защита от насыщения дросселя
Когда пиковый ток превысит средний в 5 раз она отключает микросхему
НО есть и порог микросхема меряет напряжение на нижнем транзисторе и когда оно достигает 3 вольт а отключаеться
Можно например оставить транзистор с сопротивлением канала 1 ом
а пиковый ток при этом будет 3 ампера
Человек подумает ну будет перегрев 50 60 градусов поставлю его на радиатор
не ту то было
Имеем 3 вольта на стоке –Сработает защита !!!
Есть аналог этой микросхемы у Fairchild –FAN7711 с более мощным выходом

пожалуста отвечайте а то я не знаю выкладывать следующие данные или нет!

[poddel]

а смотреть надо не заряд а Ciss входную емкость при нуле на стоке

Вот именно это обстоятельство я и пытался отметить в различных токах выходного драйвера микросхемы. В одном даташите приводится ток 140/230 ма и вероятнее всего его нужно понимать как ток для входной емкости при переключении при нуле на стоке. А вот ток 500 ма с учетом перезаряда емкости миллера, что и указывалось в ревизии даташита, то есть при переключении при наличии напряжения на стоке.

---------- Сообщение добавлено 22:29 ---------- Предыдущее сообщение было 22:24 ----------

если ж совсем старье откуда то не надыбал

Я как бы вникаю расчет по всему "фронту", без привязки к конкретному производителю.

---------- Сообщение добавлено 22:31 ---------- Предыдущее сообщение было 22:29 ----------

Как схема более читабельна в PDF?

да, масштабируется значительно удобней.

---------- Сообщение добавлено 22:35 ---------- Предыдущее сообщение было 22:31 ----------

Внимание защита

хорошо, что отметили этот вопрос. очень кстати. собирался вникать в этот функциональный набор микросхемы. даташит на FAN7711 будем изучать.

[АККИМ]

Вот именно это обстоятельство я и пытался отметить в различных токах выходного драйвера микросхемы. В одном даташите приводится ток 140/230 ма и вероятнее всего его нужно понимать как ток для входной емкости при переключении при нуле на стоке. А вот ток 500 ма с учетом перезаряда емкости миллера, что и указывалось в ревизии даташита, то есть при переключении при наличии напряжения на стоке.

---------- Сообщение добавлено 22:29 ---------- Предыдущее сообщение было 22:24 ----------



Я как бы вникаю расчет по всему "фронту", без привязки к конкретному производителю.

---------- Сообщение добавлено 22:31 ---------- Предыдущее сообщение было 22:29 ----------



да, масштабируется значительно удобней.

---------- Сообщение добавлено 22:35 ---------- Предыдущее сообщение было 22:31 ----------



хорошо, что отметили этот вопрос. очень кстати. собирался вникать в этот функциональный набор микросхемы. даташит на FAN7711 будем изучать.

Отвечу Вам позднее отвлекают только черкните что нибудь а то при добавлении моих постов тема не высвечивается если сам себе отвечаю!!!


Во время моей переписки с уважемым Владимиром Денисенко (Старичок) автором известных программ по моточным изделиям
Мы пришли к выводу что его программы по расчету дросселей не совсем корректно работают при расчете
Резонансного дросселя работающего чисто на переменном токе
Вот сейчас сижу корябаю в МАТКАДЕ в ближайшее время выложу результат
Еще он по моей просьбе он сделал папку с ферритом N95 который сейчас с успехом заменяет N87
Потери гораздо меньше
Вот что он написал

«это будет файл для использования в полном комплекте All_In_One_2.01.
поместишь его в папку Ferrites_Materials. это общая папка для всех программ на ферритах, а не только персонально для RingFerriteExtraSoft
и я у себя проверил. потери гораздо ниже, чем у N97»

кому надо в личку!!!



Вчера будучи на производстве разговориилсся с одним командировочным специалистом по блоком питания
Я естественно задал ему вопрос по недостаткам LLC и LCC топологиям
Его ответ ;
Там где нужна повышенная надежность и более долговечная работа там LCC конечно
это (серверные;мощные радиостанции ;посты непрерывной зарядки аккомуляторов)

мотивация-не боиться КЗ в принципе; работает при практичеки одном и том же токе
на разных вх напряжениях и разных нагрузках потому элементы не испытывают стрессов
из за этого повышенная долговечность

еще одна вещь реализуемая данной топологией это бирезонансный режим работы
когда и в моменты коммутации работает основной контур
а в моменты мертвого времени индуктивность и разрядная емкость работают тоже на своем резонансе
при этом на мощных устройствах достигаеться фантастический КПД БОЛЕЕ 98%

Примерно до 20% нагрузки кпд обеих технологий одинаково
Но при нагрузке менее 5% разница становиться огромной
Например LLC ест 0.5 ватт а LCC 2 ватта
Умножте разницу в 1,5ватта на количество телевизоров в Москве для быта LLC ---однозначно!

[poddel]

известных программ по моточным изделиям

да, вот расчет на программах - "большой" пробел в личном опыте. нужно устранять.

---------- Сообщение добавлено 23:44 ---------- Предыдущее сообщение было 23:42 ----------

задал ему вопрос по недостаткам LLC и LCC топологиям

мнения специалистов - всегда интересны.

[АККИМ]

да, вот расчет на программах - "большой" пробел в личном опыте. нужно устранять.

мнения специалистов - всегда интересны.

ответ на предыдущий этому вопрос

Все гораздо проще IR2520 сразу позиционировалась для применения в данных топологиях ведь она за счет изенения напряжения на 4 ноге
Изменяет частоту так чтоб включение всегда было при нуле напряжения на стоке

«У FAN7711 ВСЕ С ЭТИМ ЕЩЕ ЛУЧШЕ- ОНА И МЕРТВОЕ ВРЕМЯ ЕЩЕ МЕНЯЕТ
Наверно она могла бы работать и в бирезонансных LCC по моему скромному мнению»
Но реально я ее не пробовал

Что касаеться тока то они привели 230 ма и фронт 75 наносекунд -зная напряжение на выходе драйвера=15вольт
Находим нагрузочную емкость ток умножаем на время и делим на напряжение получаем 1.15 нанофарад
Т е это просто нормальный рабочий режим

А ток в 500 ма это просто максимально возможный т е предельный режим работы
можно при этом предположить что он разрядит емкость 2.5 нанонофарад и ни каких емкостей миллера
они просто не могут возникнуть т к микросхема всегда следит за нулем на стоке
оговорюсь если не считать времени реакции микросхемы на при сбое работы от случайного ухода из нуля но она так быстро
подстраиваеться комутируя нагрузку с скоростью рекции петли обратной связи около 3 милисекунд
я не заметил иголок на токе характерных при не нулевом включении
в воскресенье или понедельник выложу расчет дросселя


---------- Сообщение добавлено 23:44 ---------- Предыдущее сообщение было 23:42 ----------

[poddel]

Во время моей переписки с уважемым Владимиром Денисенко (Старичок) автором известных программ по моточным изделиям

«это будет файл для использования в полном комплекте All_In_One_2.01.
поместишь его в папку Ferrites_Materials. это общая папка для всех программ на ферритах, а не только персонально для RingFerriteExtraSoft
и я у себя проверил. потери гораздо ниже, чем у N97»

кому надо в личку!!!

За время своего посещения сего форума встречал тему с программами Старичка. Сейчас попытался найти и не получилось.

---------- Сообщение добавлено 01:14 ---------- Предыдущее сообщение было 01:13 ----------

в воскресенье или понедельник выложу расчет дросселя

хорошо. ждем.

[АККИМ]

За время своего посещения сего форума встречал тему с программами Старичка. Сейчас попытался найти и не получилось.





---------- Сообщение добавлено 01:14 ---------- Предыдущее сообщение было 01:13 ----------



хорошо. ждем.

ВХОДНОЙ КОНДЕНСАТОР ПО ПИТАНИЮ.pdf

ВЫСЛАЛ НА ПОЧТУ ВСЕ В RAR
ПОЛЬЗОВАТЬСЯ БУДЕМ RingFerriteExtraSoft

И ЕЩЕ PDF ПО ВХОДНОМУ КОНДЕНСАТОРУ ПИТАНИЯ В ДАЛЬНЕЙШЕМ ПРИГОДИТЬСЯ

[tomtit]

А можно подробнее про бирезонансный режим?

Offтопик:
Хотя по-моему весь интегрированный трансформатор LLC меньше по размеру и работает на меньшем токе, чем входной дроссель LCC.
А ведь в LCC ток проходит через 3 моточных изделия - дроссель, трансформатор, выходной дроссель.
Потери в меди и габариты - приговор этой топологии.
А ведь удельная мощность - это основное достоинство ИБП.