WaRLoC

Стабилизированный резонансный импульсник для УМЗЧ

50 сообщений в этой теме

WaRLoC    178

Неспешно занимаюсь созданием сабжа для своей конструкции, которая, надеюсь, в конце концов оформится до законченного изделия под названием оконечный усилитель. Платы самого усилителя готовы, но вот имеющееся питание меня не удовлетворило. Есть годный тор, с габаритами поболее 300Вт, с током хх 30мА, все хорошо, но нет нормальных банок в выпрямитель, а те что есть, дают конские пульсации. Плюс живу в частном доме, сидим на конце сетевой линии, питающий ее трансформатор и так перегружен, на народ строится и все сажают на нее и сажают =(. В общем напряжение летает от 160В и до 250 а то и выше. Низкое понятно, есть индивидуумы которые топятся лектричеством, а вверх летает т.к. у транса есть возможность менять Ктр для поднятия напряжения в зависимости от нагрузки, штатная фишка. У того что меня питает Ктр выставлен самый минимальные какой можно, поэтому если нагрузка упала, имеем хороший вылет напряжения вверх. Конечно бодаемся по этой теме с энергосбытом, но....

В общем классический бп на трансе, хоть и торе мне не годится. Решил делать резонансный ИИП, по типу LLC но без ЧИМ регулировки. Для такого резонансника критично питающее напряжение, поэтому однозначно нужно его стабилизировать, заодно решив проблему с колебаниями сетевого. Обычно для этого используют корректор коэффициента мощности, но у него есть минус - при проходе сетевого напряжения через ноль, ККМу нечем накачивать накопительную емкость, поэтому в этот момент под нагрузкой наблюдаются просадки. По большому счету мне побоку на коэффициент мощности который будет иметь мое устройство, тем более кушать оно будет ну максимум 200Вт, что несерьезно. В итоге решил сделать простой бустер на uc384х с небольшим накопительным конденсатором после моста, и еще одним после бустера. Такая схема позволяет использовать меньшую общую накопительную емкость относительно ККМа, или, тем более, без ККМных ИИПов, при этом сетевые пульсации фильтруются сильно какчественнее. Выходное напряжение планирую в районе 340-360В, т.к. если выше то бустер просто заткнется, а выше делать смысла нет, так как не надо выдерживать фактор мощности, и можно использовать в полумосте транзисторы и накомительную емкость на 400В.

Большой плюс для меня у этих решений в том, что они легко эмулируются в микрокапе. Что я и сделал, получились такие схемы:

Стабилизатор сетевого на модели uc3843

3843st.jpg.19e45466bbf8624cfdcec82da8c1e011.jpg

Резонансный ИИП, в качестве драйвера поставил два источника прямоугольный импульсов эмулирующих ip2153 работающую на 100кГц и Dt=1.2мкс

res_pwm.jpg.cb9a5ffd2a97434c9ca451e4a6493121.jpg

приложены так же файлы симуляций кому интересно.

Из железа уже намотал силовой трансформатор: сердечник ETD 29/16/10, первичка 53витка, вторички две полупериодные как на схеме по 10+10 витков, и еще одна со средней точкой 13+13 витков для питания КУНа в усилителе. Последней на схеме нет. Считал по программе Владимира ака Старичка, но есть нюанс. У него она заточена под хардсвитч импульсники, у которых на выходе стоят индуктивности что приводит к большему падению напряжения относительно амплитуды на вторичках СТ. Т.е. ориентироваться надо не на выходное, а на амлитуду на вторичках, т.к. у резонансника нет на выходе дросселя, и падение только на выпрямительных диодах. Теперь я понимаю что больше из-за этого когда пораньше переводил свой хардсвитч полумост в резонансный режим, выходное напряжение существенно увеличилось... Измеренная индуктивность очень точно совпала с рассчетными значениями. Для получения большей индуктивности рассеивания, обмотки на СТ мотал с частичным перекрытием, то есть не наматывал на всю катушку, а оставлял свободное место и раздвигал первичку и вторички к разным краям, чем меньше перекрытие, тем больше индуктивность потерь. В итоге после нескольких вариантов получил Ls=20мкГн, измеряется на первичке с закороченными вторичками, на чем и остановился. 

Дроссель для бустера выковырял готовый из компового блока питания с ККМ. Кольцо из сендаста синего цвета, по индуктивности похоже что материал kool mu 60. Размер D 26.9/14.7/11.2 85 витков, измеренная индуктивность совпадает с рассчетной из программы CalcPFCRing. Для моих целей вполне подходит. Если будете делать сами, можно из феррита с зазором, программы Старичка вам в помощь.

В итоге развел плату размером 120х60 мм, довольно компактно. Выходное напряжение будет +/-32В, для 100Вт усилителя на 4 Ома. Реально с того что я делаю можно запросто питать сразу 4 таких канала, но у меня пока будет два =), может еще канал для саба потом добавлю... Разводка пока такая, много смд:

STRES_PCB.thumb.JPG.ca7fd709aa5338facf9569e1c4c31f10.JPG

 

3843st.CIR

res_pwm.CIR

Изменено пользователем WaRLoC
  • Одобряю 3

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Быстрый заказ печатных плат

Полный цикл производства PCB по низким ценам!

  • x
    мм
Заказать Получить купон на $5.00
WaRLoC    178

Забыл добавить, хорошо что напомнили. Для резонансных ИИПов характерна фишка ограничения максимальной мощности, то есть они принципиально работают так, что при достижении мощности ограничения, выходное напряжение начинает уменьшаться, вплоть до того, что резонансный ИИП способен некоторое время выдерживать КЗ на выходе. С теми номиналами что у меня, это уровень в 650Вт. Поэтому я не приделывал токовую защиту, успеют сгореть предохранители, а блок питание выживет. Поэтому же отказался от софт старта, во время заряда выходных накопительных емкостей тоже работает режим ограничения выходной мощности, то есть больше 650Вт ИИП не выдает, и получается эдакий своеобразный софтстарт...

Изменено пользователем WaRLoC

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
i_Core    5

Если и делать стабилизацию входного напряжения, то уже за счет ККМа. В зарядках ноутов, ККмы стоят, а тут 200Вт. Мне тоже откровенно говоря на косинус плевать, но если решили стаб. входа сделать то уже по "всем правилам".Чуть-чуть дороже, но для себя любимого как говориться.... Если надо могу торгаша ИРок1155 проверенного скинуть...

Изменено пользователем i_Core

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
WaRLoC    178
14 часа назад, i_Core сказал:

Мне тоже откровенно говоря на косинус плевать, но если решили стаб. входа сделать то уже по "всем правилам".Чуть-чуть дороже, но для себя любимого как говориться

Я же расписал почему так сделал. Не особо то и дороже сделать ккм вместо бустера, контроллер можно за 50р найти спокойно. Вопрос именно в подавлении сетевых пульсаций:

В 16.05.2017 в 12:38, WaRLoC сказал:

Обычно для этого используют корректор коэффициента мощности, но у него есть минус - при проходе сетевого напряжения через ноль, ККМу нечем накачивать накопительную емкость, поэтому в этот момент под нагрузкой наблюдаются просадки.

А если ставить большую емкость перед ККМ, то он уже не ККМ ни разу))

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
WaRLoC    178

Ну у меня ее как бы нет. Рисовать надо. Мне то и с моделей микрокапа понятно. Железку спаял уже, даже запустил, но нужно изучить и убедиться что все работает как надо. Поэтому в ближайшее время вряд ли нарисую...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
WaRLoC    178

В общем собрал уже, и запустил. Напряжение держит хорошо, стабильно :). Кормил его через лампочку, нагрузил одним каналом унча, и вваливал на всю с 6-омным сабом. В итоге входное на лампах проседает, а на выходе все ровно, не считая просадок на диодах и других местах потерь напряжения которые в сумме явно меньше 5%. Бустер держит жестко. 

В общем работает, буду еще проверять на большей нагрузке, хочу проверить резонансный режим. На таких малых ничего не видно :(.

Картинка стенда:

IMG_20170519_160927.thumb.jpg.3b8e039478eb57bec264f7f23413741b.jpg

Иип слева, на большем радике унч. Баnарейка для питания микрух на иипе, т.к. запускаться будут отдельно, кнопочкой :)

Прицепил видео с ослограммой на вроричке под музыку :)VID_20170519_162847.mp4

Изменено пользователем WaRLoC

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
UVV    47

Юзаю вот такое не сложный автозапуск 

Project.thumb.gif.994465af74e48030f2567c3e066403f4.gif

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
WaRLoC    178

Снаббер на первичке? Зря. А вообще автогенов опасаюсь. На небольшой нагрузке, 5-10%, у них бывает начинается икание возбуда. Генерация идет пакетами. По большому счету сие не страшно. Но я отказался :)

А, извиняюсь, не рассмотрел, это не автоген. Автозапуск не проблема, но он мне тут не нужен. Будет дежурка, а от нее уже питаться иип, хочу включение сделать кнопочкой без фиксации, плюс еще может что приделаю...

Изменено пользователем WaRLoC

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
WaRLoC    178

Блин, увидел схему еще где-то, дошло что это не резонансник. Тт и емкость на микрофарад смутили... Снаббер в первичке тогда нужен..

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
UVV    47

@WaRLoC ТАК да не резонансник. Я тут балуюсь ИИП для шурика делаю так удивило что для захудалого шуруповерта Град-М на 18 Вольт и всего 17 Н*м ток потребления аж 20 Ампер нужен так то БП вроде справляется и ограничение по мощности работает без проблем на 22 А ШИМ сужается но ведь такую мощь надо теперь на плате в маленький корпус запихнуть.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
WaRLoC    178

@UVV Пришлось тут поставить снабберы на вторичку, т.к. имели место некоторые выбросы на ней. Поставил 100ом 2вт  1нф, и они довольно сильно греются. Глянул на вашу схему, а там в первичке 47ом+1нф, а во вторичке вообще 4R7+микрофарад :wacko:, это какой мощщи резисторы в этих снабберах??

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
WaRLoC    178

Чуть освежу тему.

В итоге после энного времени колупания бп пришел к тому, что пользовать ir2153 в резонанснике не нужно. И в профильных темах тут, и в аппноутах по LLC пишут что мертвое время (dead time) более микросекунды недопустимо (у ir2153 1.2мкс). Нарушается режим переключения в низком напряжении пнн или zvc на англицком, и имеем хардсвитч, т.е. жесткое переключение с сопутствующими выбросами... Я поимел :(. Удалось их сильно уменьшить введя внешнюю резонансную индуктивность, благо место предусмотрел, но не до конца... Заказал ir21531 с dt 600нс. Приедет, поставлю, оценю.

Еще сегодня сотворил бабах. Собирал все в корпус, сделал красиво, с дежурным питанием, нефиксируемая кнопочка включающая это питание на бп (простая схемка из двух полевиков). Все хорошо нажималось, вкючалось и выключалось. Подключил унч, накосячил в нем, но по мелочи, пока разбирался, при очередном включении бах, дым, и вырубился 5 амперный автомат через который питал усил. Надо сказать что запускал то я его через лампы, две штуки по 80вт последовательно с усилком... Откуда 5 ампер взялось то? :wacko: Как то я приофигел, и энное время тупил на схему не понимая как проблема с малосигнальной землей усилка может выбить автомат 5а 220в??? Жость.. Унч оказался не при чем, так совпало. Я как положено корпус заземлил, а радиаторы тоже корпус. Оказалось пробился на корпус нижний irf740-й резонансника. Видимо лампочки сидели не на фазе, а нуле, надо поправить кстати. Фаза же напрямую через мост и сток ключа попала на заземление убив заодно ключ. Обидно блин. Перед запуском то проверяю, ничего на корпус не звонилось, но оказалось на тоненького... Вот не знаю жива ли 2153-я, хотя по идее ничего ей не должно стать...

Такие дела...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Gennady_B    11

  Опять-таки лучше закажите IRS27951. Она имеет полностью ту же распиновку что и IR2153, но оптимизирована под резонансник. Резистор Rt задает ток заряда Ct, а величина Ct - dead time. Просто больше выбора, то же самое, но дополнительно доступна регулировка dead time и появляется возможность эффективно организовать ОС по частоте для резонансных схем.

Изменено пользователем Gennady_B
  • Одобряю 1

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Nem0    2 506

Опять 2153... На сайте ИР, в разделе продукция, можно найти специализированные контроллеры предназначенные и разработанные специально для резонансных ИИП. 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
mixa24    28

Ну так в теме и было, что 2153 не для LLC. Очень удобно, если есть готовый блок на 2153, переделать ено в ZCS добавив 2 расчетные детальки, получаем защиту от кз, да и условно мягкий старт для зарядки больших банок. Для простого усилка самое то, дешево, просто... А уж если делать с 0, то очень много микрух для этого, делал на l6565, UCC 26600 все с 0, по даташиту предельно понятные расчеты, все завелось с 1 раза без проблем )

Отправлено с моего D5803 через Tapatalk

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
WaRLoC    178

 

В 03.06.2017 в 16:57, Gennady_B сказал:

Опять-таки лучше закажите IRS27951. Она имеет полностью ту же распиновку что и IR2153, но оптимизирована под резонансник.

Спасибо, буду иметь ввиду. Хотел подобрать что-то совместимое по распиновке, т.к. в бп впаял панельку, можно поменять. Но подбирать был не готов =). Поэтому ограничился заказом 21531, посмотрю еще что будет на ней...

6 часов назад, Nem0 сказал:

На сайте ИР, в разделе продукция, можно найти специализированные контроллеры предназначенные и разработанные специально для резонансных ИИП. 

А то мы не знали... Толку их использовать в данном бп никакого, стабилизация не используется, и использоваться не будет..

5 часов назад, mixa24 сказал:

Ну так в теме и было, что 2153 не для LLC. Очень удобно, если есть готовый блок на 2153, переделать ено в ZCS добавив 2 расчетные детальки, получаем защиту от кз, да и условно мягкий старт для зарядки больших банок.

в теме резонансеров много чего было, тот же димонис выдавал комментарии про использование ir2153 в качестве молотилки для нестабилизированного резонансника, правда он там же рекомендовал использовать 21531 из-за меньшего деда. Но т.к. практики у меня не было, то набил шишки. Ну да не страшно, 2153-е не стоят ничего, поэтому выкину, или задвину в чулан, буду использовать или 21531, или как рекомендовал @Gennady_B IRS27951, правда не знаю чего они стоят...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Nem0    2 506
Цитата

А то мы не знали... 

Цитата

 IRS27951

Судя по всему не знали, если 27951 для вас стала открытием... 
Все уже придумано до нас...Программируемый дедтайм + софт старт и всего 8 пинов (как у вашей любимой 2153).

Безымянный2.png

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
WaRLoC    178
9 минут назад, Nem0 сказал:

Судя по всему не знали, если 27951 для вас стала открытием... 

Она не окрытием стала, а возможной удобной заменой для 2153-й попиново. Пока обожду заказанную 21531-ю, посмотрю как оно будет с вдвое уменьшенным дедтаймом. И если будет хорошо, то может закажу и эту, дабы более оптимально выставить режим без нужды переразводить и паять еще один бп.

14 минуты назад, Nem0 сказал:

как у вашей любимой 2153

Вообще это первое мое устройство на этой "моей любимой" 2153-й... До этого работал или с однотактниками, или на sg3525, она лучше, но надо или драйвера, или тгр. Лишние заморочки...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Nem0    2 506

а еще существует IRS2168 это все тоже самое, но круче, продвинутее и со встроенным контроллером PFC в одном корпусе

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
WaRLoC    178

Я понимаю что есть круче контроллеры. У меня задача была построить и изучить работу резонансника на практике. Поэтому использовал простейшие комплектующие. Изучил, теперь можно приводить в порядок. Тот же бустер стабилизирующий высокое напряжение по хорошему надо менять на ккм, 2153 поменять на более современный контроллер. 

Изменено пользователем WaRLoC

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
WaRLoC    178

Погонял собранный усилитель в rmaa, в закладке шумов в режиме 24/192 наглядно видны пики гармоник на частоте работы резонансника, 70 с лишним кгц, и уровень +30дб относительно основной линии около -100дб. Все таки надо доделывать. Кроме того шумит дроссель в бустере, не нравится оно мне так. В колонках правда гробовая тишина, дома ухо в пищалку воткнул - ничего не услышал. 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
mixa24    28

Ну 70 же помоему это уже не важно, далеко за пределом звукового, или я ошибаюсь? Надо тоже свой померить, после трансформатора тс180 мне гораздо больше нравиться...

Отправлено с моего D5803 через Tapatalk

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
WaRLoC    178

@mixa24 от 70-ти вниз идут субгармоники, они конечно много меньшие +3...5дб всего, но есть, и доползают до звукового... да и вообще уровень шума имеет странный подъем начиная с 12кгц на +3дб. Хз от чего, но интересно посмотреть на чистом питании....

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.

Войти сейчас