Fly-back nebo propustný měnič? - Pořád problémy

Zpráva

kybler · #1 Příspěvek od **kybler** » 17 úno 2009, 21:11

Potřebuju vyrobit DC/DC měnič napětí z 12V (resp. 11-15V) na 320V/150mA, aby byl co nejmenší a měl co nejvyšší účinnost.

Už jsem to zkusil s push-pull zapojením pomocí TL494, abych zmenšil rozměry, použil jsem malinké 1cm toroidní jadýrko,hnal ho na 200kHz, aby se mi tam vešlo vinutí pro daný výkon ale výsledek je poněkud neuspokojivý. Tranzistory s budiči celkem v pohodě, lehce hřejou, výstupní diody v graetzi to stíhají taktak, výstupní tlumivka vychází na příliš velkou indukčnost - 10mH (= velký odpor, pokud trvám na malých rozměrech a tudíž topí), účinnost nedostanu nad 80%, navíc hrozí mezizávitové průrazy(už se stalo). Tudy cesta nevede, tohle není na tak malé výkony řešení.

Takže zkusím cestu jednočinného měniče, už jsem sice s tím experimentoval, ale je to už dlouho, dělám hlavně push-pull. Proto se ptám:
1) Co je pro toto z hlediska účinnosti lepší? Fly-back, nebo propustný měnič s rekuperací řešenou kondenzátorem v rezonanci s vinutím?

2) Je u těchto měničů potřeba jádro se vzduchovou mezerou?
Díky.

Zmije · #2 Příspěvek od **Zmije** » 18 úno 2009, 00:51

zdravim, nevim jestli si u jednočinných měničů zrovna pomůžeš co do veliosti jádra, fly-back má vélké jádro, ale zase u něj nemusí být výstupní tlumivka, propustný je zase náročnější na závěrné napětí na T a musí mít výstupní tlumivku + rekuperaci. fly-back musí mít vzduchovou mezeru určitě, protože se tam akumuluje nejvíce energie, jak je to u propustnýho nevim, ale asi bude potřebovat taky mezeru, už jen kvůli stejnosměrné složce na primáru.

kybler · #3 Příspěvek od **kybler** » 18 úno 2009, 09:18

Díky za info,ještě jsem prohrabal internet,asi půjdu do flybacku,železoprachový jádro by možná mohlo být pro tohle lepší,než ferit s mezerou.Sice bude větší,ale zase bude okolo podstatně méně součástek,takže to vyjde nastejno.Budit se to bude moci 555kou,která bude generovat pulsy konstantní délky s rozestupy podle aktuální zátěže.Případné další nápady uvítám.Díky.

Andrea · #4 Příspěvek od **Andrea** » 18 úno 2009, 09:21

Zmije píše:zdravim, nevim jestli si u jednočinných měničů zrovna pomůžeš co do veliosti jádra, fly-back má vélké jádro, ale zase u něj nemusí být výstupní tlumivka, propustný je zase náročnější na závěrné napětí na T a musí mít výstupní tlumivku + rekuperaci. fly-back musí mít vzduchovou mezeru určitě, protože se tam akumuluje nejvíce energie, jak je to u propustnýho nevim, ale asi bude potřebovat taky mezeru, už jen kvůli stejnosměrné složce na primáru.

Propustný měnič je bez mezery, co by tam ta mezera dělala, zhoršovala účinnost? U propustného se minimalizuje sycení, aby se v jádru nehromadila energie, která je jalová. U blokujícího se naopak to množství energie maximalizuje, protože spolu s frekvencí určuje přenášený výkon.

Andrea · #5 Příspěvek od **Andrea** » 18 úno 2009, 09:22

kybler píše:Díky za info,ještě jsem prohrabal internet,asi půjdu do flybacku,železoprachový jádro by možná mohlo být pro tohle lepší,než ferit s mezerou.Sice bude větší,ale zase bude okolo podstatně méně součástek,takže to vyjde nastejno.Budit se to bude moci 555kou,která bude generovat pulsy konstantní délky s rozestupy podle aktuální zátěže.Případné další nápady uvítám.Díky.

Proč tam nedáš UC3843?

kybler · #6 Příspěvek od **kybler** » 18 úno 2009, 09:39

protože má příliš velkou klidovou spotřebu,ještě jedna věc,kterou jsem nezmínil je,že bez zátěže to musí brát co nejméně.CMOSová 555 to splňuje výborně.

Crifodo · #7 Příspěvek od **Crifodo** » 18 úno 2009, 10:19

Není pak lepší to bez zátěže vypínat? Co je to za aplikaci, když tě rozhodí 15 mA klidového odběru proti 50W plného výkonu?

ZdenekHQ · #8 Příspěvek od **ZdenekHQ** » 18 úno 2009, 10:38

Mimochodem, nemáte někdo v pdf od BENu knížku Transformátory a tlumivky pro spínané napájecí zdroje ? Mám dojem, že by se to hodilo víc lidem (i když knížky od BEN jsou spíš "velký písmo a málo myšlenek"). Na fóru jsem to nenašel....

Crifodo · #9 Příspěvek od **Crifodo** » 18 úno 2009, 10:41

BEN si svoje knížky, i když je tam spíš velký písmo než myšlenky, docela nadstandardně hlídá, co se týče autorského práva, takže bych se potulných pdf moc neobával.

kybler · #10 Příspěvek od **kybler** » 18 úno 2009, 10:48

Crifodo píše:Není pak lepší to bez zátěže vypínat? Co je to za aplikaci, když tě rozhodí 15 mA klidového odběru proti 50W plného výkonu?

Je to na ostrovní solární systémek,aby se tam prostě mohlo jednou za čas přijít a rozsvítit,aniž bych musel potmě hledat nějaké jističe nebo vypínače a nezničil baterku,kdyby náhodou selhalo dobíjení.

sqad · #11 Příspěvek od **sqad** » 18 úno 2009, 18:26

Neviem ako veľmi si obmedzovaný tými rozmermi a spotrebou, ale ja by som volil jednoznačne dvojčinný menič - podľa mňa by bol najschodnejší spôsob full-bridge prispôsobený na ten malý výkon. Jadro bez vzduchovej medzery a jednosmernému presýteniu jadra zabrániť kondenzátorom v sérií s primárnym vinutím. Jednočinný menič bude podľa mňa náročnejší na spracovanie napätia na sekundáre trafa.

kybler · #12 Příspěvek od **kybler** » 22 úno 2009, 18:20

Tak jsem dal dohromady ten flyback, je možné, aby došlo při zatížení k přesycení jádra? Když ho zapnu, pokud se podaří nakopnout tak OK, ale jak to zatížím, okamžitě jde celej měnič jakoby do zkratu a žárovka, přes kterou to testuju, se rozsvítí skoro nadoraz, ať má jakoukoliv wattáž. Tohle se stává často i při startu.

Obrázek

Parametry trafa:
Indukčnost primáru 4,7uH, poměr závitů primár/sekundár 1:25, jádro železoprach LjfT60-52 viz http://www.semic.cz/pasiva/B05_67.pdf, doba sepnutí 10us, doba rozepnutí >=12us.

Tady jsou noty:
Obrázek

Sice jsem předpokládal problémy, radši jsem na desku namaloval i cestičky, aby se případně dal ten měnič jednoduše překopat na propustnej (s výměnou trafa), ale s tím flybackem bych rád do budoucna počítal, takže ho nechci hned vzdát. Nenapadá vás někoho, co tomu chybí?

Andrea · #13 Příspěvek od **Andrea** » 22 úno 2009, 18:44

kybler píše:Tak jsem dal dohromady ten flyback, je možné, aby došlo při zatížení k přesycení jádra? Když ho zapnu, pokud se podaří nakopnout tak OK, ale jak to zatížím, okamžitě jde celej měnič jakoby do zkratu a žárovka, přes kterou to testuju, se rozsvítí skoro nadoraz, ať má jakoukoliv wattáž. Tohle se stává často i při startu.

Parametry trafa:
Indukčnost primáru 4,7uH, poměr závitů primár/sekundár 1:25, jádro železoprach LjfT60-52 viz http://www.semic.cz/pasiva/B05_67.pdf, doba sepnutí 10us, doba rozepnutí >=12us.

Tady jsou noty:

Sice jsem předpokládal problémy, radši jsem na desku namaloval i cestičky, aby se případně dal ten měnič jednoduše překopat na propustnej (s výměnou trafa), ale s tím flybackem bych rád do budoucna počítal, takže ho nechci hned vzdát. Nenapadá vás někoho, co tomu chybí?

To trafo máš spočítaný, že se při těch 25A nepřesytí? Chybí ti tam to, co má ta UC3842, regulace od proudu.

A někde si najdi jak vypadá značka pro MOSFET s kanálem P a s kanálem N.

kybler · #14 Příspěvek od **kybler** » 22 úno 2009, 19:20

Andrea píše: To trafo máš spočítaný, že se při těch 25A nepřesytí? Chybí ti tam to, co má ta UC3842, regulace od proudu.

Trafo je tipnutý, přiznávám se, matika mi nikdy nešla, u těch traf počítám opravdu jen vyrobitelnost z hlediska potřebnýho průřezu vinutí a počtu závitů. U propustných měničů stačilo to trafo změřit na generátoru tvrdýho obdélníku a pak odhadnout sycení ve V/z podle ztrát, ale u tohohle to kvůli malý indukčnosti neprošlo. Tak jsem tak nějak odhadnul, že u stejně velkýho feritovýho jádra by to bylo 1V/z, železoprach může mít 5x větší sycení a že B=µH, µ je u železoprachu daleko menší, tak se to snad nepřesytí.
Před chvílí jsem zkusil ještě jedno větší trafo a je to ještě horší.

Zase to UCčko, dělal jsem s ním několik zapojení a ještě ani jednou to nefungovalo bez úprav v rozporu s dokumentací, jak já ho nesnáším... Obrázek

A někde si najdi jak vypadá značka pro MOSFET s kanálem P a s kanálem N.

To už jsem zkoušel, každej si to maluje, jak ho to napadne, tak jsem to začal kreslit s šipkama jako u bipoláru, ať si lidi říkaj, co chtěj. Obrázek

Andrea · #15 Příspěvek od **Andrea** » 22 úno 2009, 21:35

kybler píše:
Andrea píše: To trafo máš spočítaný, že se při těch 25A nepřesytí? Chybí ti tam to, co má ta UC3842, regulace od proudu.

Trafo je tipnutý, přiznávám se, matika mi nikdy nešla, u těch traf počítám opravdu jen vyrobitelnost z hlediska potřebnýho průřezu vinutí a počtu závitů. U propustných měničů stačilo to trafo změřit na generátoru tvrdýho obdélníku a pak odhadnout sycení ve V/z podle ztrát, ale u tohohle to kvůli malý indukčnosti neprošlo. Tak jsem tak nějak odhadnul, že u stejně velkýho feritovýho jádra by to bylo 1V/z, železoprach může mít 5x větší sycení a že B=µH, µ je u železoprachu daleko menší, tak se to snad nepřesytí.
Před chvílí jsem zkusil ještě jedno větší trafo a je to ještě horší.

Zase to UCčko, dělal jsem s ním několik zapojení a ještě ani jednou to nefungovalo bez úprav v rozporu s dokumentací, jak já ho nesnáším...

A někde si najdi jak vypadá značka pro MOSFET s kanálem P a s kanálem N.

To už jsem zkoušel, každej si to maluje, jak ho to napadne, tak jsem to začal kreslit s šipkama jako u bipoláru, ať si lidi říkaj, co chtěj.

Stačí pochopit, co ta šipka znamená. Šipka značí susbstrát a ten je u trojnožičkových MOSFETů spojený se sourcem. A protože je vodivost substrátu opačná než vodivost kanálu, hrot šipky je N a prdýlka šipky je P (viz normální dioda), tak u N-MOSu je substrát P a spojená se sourcem je tedy prdýlka šipky, zatímco u P-MOSu je substrát N a se sourcem je tudíž spojená špička šipky. Jak jednoduché

Pokud ten flyback zatížíš tak, že klesne napětí na výstupu pod 12V*25*10us/12us=250V, tak se nestačí jádro odsytit a proud letí vzhůru do nebes. Proto je u flybacku tak užitečná proudová regulace.

Jestli dobře počítám, tak tam máš 10 z. na primáru, to při 12V a 10us odpovídá zhruba 0,7T a to by ten železoprach mohl zvládnout.