thickman

Заблуждаетесь. Фронты завалены намеренно, как раз для того, чтобы снизить потери. Притормаживание dU/dt на стоке (коллекторе)во время переключения – это типовой метод снижения потерь. Поймите, что время переключения транзистора и время спада/подъёма напряжения на стоке (коллекторе) – это две большие разницы.

Не ясно до какой степени модель соответствует макету. Какова емкость сетевого фильтра в реальности. В виртуале всего 2 мкФ и нет сетевого выпрямителя, отсекающего преобразователь от сети. Неизвестно также, насыщается ли на самом деле балластный реактор L8. Пмсм, наиболее вероятная причина – паразитный резонанс индуктивности (Lнам)II(L5) и емкости сетевого фильтра. Резонансное напряжение может быть выше сетевого, если есть сетевой выпрямитель, отсутствующий в модели. При этом Iнам подскакивает и в дело вступает контроль Iнам, что и приводит к расколбасу. Чтобы проверить это предположение, попробуйте отключить узел контроля Iнам. Самый устойчивый режим работы, когда синхронизация осуществляется или сигналом из дырки Гиратора, или посредством коммутирующего трансформатора. При наличии двух водителей одной кобылы, они могут отбирать друг у друга вожжи в некоторых режимах.

Bcё отлично, Serg76 верно подметил – балом правит нелинейная емкость Coss. Обратите внимание в даташите на её значение, когда напряжение на стоке невелико – в сотни раз увеличивается. Но zvs при этом есть, а плавный заряд этой емкости обеспечивает отсутствие динамических потерь и при выключении тоже. Крайне нелинейная Coss в современных ключах очень полезная штуковина, в ряде случаев можно вообще отказаться от демпферов-снабберов.

Пока нет возможности посмотреть asc., до конца новогодних каникул в отъезде. Для начала попытайтесь оценить частоту модуляции.

Я показал, как можно как избавиться от Миллера в нерегулируемом мостике или полумостике - методом фиксации напряжения на стоке около нулевого значения перед моментом коммутации. Вы показали, как с Миллером подружиться. Но я не понял, зачем с ним дружить.

Тоже ниасилил пока. Это те же украинские коллеги, которые свой синхронный выпрямитель для МУ застолбили. У них есть статейки по МУ в буржуйском массонском профсоюзе IEEE, но какого-то развития темы по симметрированию, или хотя бы упоминания этого патента , я у них что-то не нашел там. Подозрительно это. А ведь тема симметрирования двухтактного МУ весьма актуальная.

Немного подробнее про Миллеров. На левой картинке холостой ход, как на осциллограмме SAB 2. При включении ключа, после подъема затворного напряжения выше порогового =4.5V (белая горизонтальная линия), хорошо видна полка Миллера. Почему несколько выше, а не сразу с момента порогового? Потому что крутизна полевика резко нелинейна, возле порогового она крайне мала, а чуть выше повышается до десятков и даже сотен ампер на вольт, коэффициент усиления вырастает и вот тут Миллера видать во всей своей красе. При выключении при переходе через пороговое - опять залет в активный режим. Но Миллера нет. Почему? Потому что это холостой ход с малым током намагничивания, а у мосфета есть ешё и ВЫХОДНАЯ емкость, весьма немалая. Хилый ток намагничивания не может быстро её зарядить, по этой причине напряжение на стоке на этом этапе (когда режим активный) растет ооочень медленно – синяя осциллограмма выше. Поэтому эффекта умножения ВХОДНОЙ емкости нет, нет и полки Миллера. На правой картине работа под нагрузкой. Перед началом включения, за время паузы, большой ток нагрузки быстро разряжает ВЫХОДНУЮ емкость транзистора (в паузе этим занимается ток, запасенный в индуктивности рассеяния). Поэтому к моменту включения напряжение на стоке уже нулевое и теперь не меняется при подаче положительного напряжения на затвор, поэтому нет и Миллера. А вот при выключении Миллер взял и появился (правый кружочек за номером 2). Потому что в открытом состоянии через ключ протекал большой рабочий ток, но он не может мгновенно исчезнуть (закон коммутации через индуктивность) и продолжает во время мертвой паузы течь через выходную емкость полевика, быстро её заряжая - это и есть условие, необходимое для появления Миллера. Точки отмеченные цифрой 3 не очень важные - это Миллер пытается пролезть из оппозитного ключа через трансформатор, но шыш там - рассматриваемый ключ в этот момент надежно заперт отрицательным напряжением и негативного влияния эта загогулина на него не оказывает.

60W60DF. Не постеснялся замерить не только входную ёмкость затвор-эмиттер (слева), но также и емкость затвор-коллектор (справа). Какой навар добавит эффект Миллера в эффективную входную емкость, любой счетовод самолично может прикинуть.

Без разницы. Если на вторичку цеплять, число витков уменьшается, но пропорционально растет ток. Индукция в сердечнике и массогабариты магнитопровода-костыля одинаковы в этих вариантах. Я часто в автогенах ставлю готовый трансформатор для флая в качестве обводного. С божьей помощью он и режим ПНН обеспечивает за счет первички, и вторичка на нём готовая есть для ПОС или для иных сервисных дел.

Формула верная, но это если напряжение на стоке меняется пропорционально напряжению на затворе, где коэффициент усиления S*Z и есть коэффициент пропорциональности. Если напряжение на стоке неизменно, значит Кu=0, тогда рассчитанная по формуле Джо Миллера входная емкость Cэкв=(Cзи+Сзс*Ku)=Сзи. Это же столетняя классика, почитайте про каскодные каскады. В режиме ZVS напряжение на стоке зафиксировано около нулевого значения ещё до момента подачи положительного напряжения на затворе и не колышется при изменении затворного напряжения в момент включения, поэтому приведённая формула не работает, эффективная входная емкость невелика и характерную полочку рассмотреть можно при наличии ZVS, но это если очень постараться. А каким боком тут косой? Введение 100мкм ни разу не панацея – ток намагничивания конечно увеличится, но долгожданный ZVS может так и не пожаловать в гости. Ему есть ещё куда бежать, но это тема отдельного разговора. Применение модных легких ключей тоже не всегда помогает. Если нет адаптивной паузы, то под нагрузкой момент zerro можно профукать – после достижение нуля напряжения, U стока начинает быстренько подлетать вверх, покуда мертвая пауза ещё не завершилась. Вопрошающий может попробовать подключить небольшой дроссель параллельно первичке суцельного беззазорного транса, индуктивностью около 2миллигенри. Разумеется, этот дроссель не должен насыщаться, подойдёт, например, от старой люминесцентной энергосберегающей лампы мощностью 18-25W, или первичка трансформатора от мелкого обратноходового преобразователя, если он выдержит без насыщения и перегрева воль-секунду равную примерно 12us*150V.

Стесняюсь спросить – а каким таким "мощным" током будет разряжаться емкость сток-затвор, если к моменту включения на стоке уже абсолютный нуль, благодаря " бесполезному" пропилу? - а подумать?...

У Гиратора несколько другой случай, не автогенератор. С автогеном и многоканальным МУ, возможно, проблем больше. Мост с контролем Iнам и с одноканальным МУ, в моем случае работал отлично. Даже при обрыве одного диода в выпрямителе спокойно переходил в однотактный режим работы, режим стабилизации сохранялся. Способ симметрирования МУ без петли, с помощью доп перекрестной связи. Не в курсе, насколько эффективно, сам не пробовал, поскольку петелька с той-же перекрестной связью лично мне всегда помогала в достаточной мере. Но для доп петельки нужно блюсти полярность, это неудобно, а в предлагаемом решении ниже нет петли - нет и её правильной полярности:

Гиратор это знал и применял, когда я в вузе только-только "введение в специальность" асилил. Он же в этой ветке меня носом и наторкал в эту подстригалку. К тому же, у Маэстры мост, там нет емкостного полумостового делителя а следовательно и несимметрии от этого узла, в мостике проблема по-другому лечится.

Топология "МУ в первичке" – очень надежное решение, примочки в виде доп защит ей вообще не нужны. Абсолютно неоправданное усложнение. Зачем баян из зеркал и защёлок, если сам МУ в первичке отлично работает в режиме параметрического токоограничения? Но потери в таком МУ и массогабарит сильно завышены, поэтому, пмсм, на сегодняшний день топология "МУ в первичке" не очень привлекательна. Плюс с устойчивостью доп неприятности по причине крайне нелинейной индуктивности многовитковой обмотки управления. Если будет работать токоограничение по пиковому току, тогда и в симметрирующей обмотке токи могут быть немалыми. Равновесие средней точки емкостного полумостового делителя – эта проблема не только для автогенераторов характерна. Вон, в микросхемах полумостовых контроллеров даже специальные алгоритмы управления применяют: https://russianelectronics.ru/files/57068/EK-2011-08_39-41.pdf Пмсм, будет проще не бороться с проблемой баланса конденсаторного полумостового делителя, а перейти на полный мост. Два доп силовых ключа, но они сейчас недороги, к тому же эффективное управление ими в автогенераторе получается оч простым. В итоге мостовая схема едва ли не проще, чем полумост с доп симметрирующими костылями.

Может быть, стоит напомнить посетителям ветки, что засада в применении синхронного выпрямителя именно на месте замыкающего (блокирующего) диода. В начале ветки коллега HEX предлагал метод, который также описан в прикрепленной выдержке. Пмсм, не очень надежное решение, на малой нагрузке возможно самопроизвольное включение, когда не надо, с оч неприятным финалом. Также где-то в середине темы приводился патент синхрона от украинских коллег. Наносинхрон Гиратора без лишних петелек-подвязок на ППГ-бусине как на картинке, и в то же время изящней и попроще украинского синхрона. Ссылка на патент Гиратора здесь тоже была.

Принудительного симметрирования нет. Есть лишь принудительное поддерживание напряжения на обмотках коммутирующего трансформатора на неизменном уровне. Независимо от ухода напряжения на емкостном делителе, что очень важно, потому что этот уход лишь провоцирует ещё большую несимметрию. Подберите ток Iст и напряжение на обмотке ПОС так, чтобы стабилитроны ограничивали напряжение на обмотке КТ на уровне порядка 10V во всем диапазоне питающих напряжений. Если этот диапазон велик, ну тогда во избежание перегрева придется гирлянду КС133илиКС147илиКС156 забаянить. Но учтите, что способ обрезания U не панацея. Например, в режиме токоограничения такая метода не работает. И тебе не хворать! Как под холодный душ засунул. А ням-контроль почему бамбук курит?

Где-то здесь показывал мгновенную мощность, рассеиваемую как при отсутствии пресловутого конденсатора, и при его наличии. Перепроверю. Ну почему же, одноногая Лямбда Ламбада должна быть проще в реализации, - пусть народ сравнивает два возможных способа реализации пострегуляторов на МУ. Двухтактный боевой гопак, да ещё вприсядку (с низкими потерями в синхронных выпрямителях) Гиратор уже выкатывал здесь и реализовал в железе. Возможно, Ламбада тоже ждет своего часа.

Как в самом первом сообщении этой темы. Может и пригодиться, если индуктивность рассеяния будет очень малой. На схеме ниже L3.1/L3.2 - обводной трансформатор. L4 добавочный реактор, но без ненужного в этом случае компенсирующего витка L6:

Тема безусловно интересная, но пока не готов. Это по результатам моделирования такое наблюдение? Или есть практические результаты по динамическим потерям при выключении?

Десятивольтовый сапрессор можно. Напряжение стабилизации больше 9-12V не оптимально, это увеличит лишь рассеиваемую мощность на стабилитроне или сапрессоре. По этой же причине в схеме стоят два однополярных ограничителя вместо одного мелкого симметричного – так рассеиваемая мощность располовинивается на два корпуса для эффективного отвода тепла. У стабилитронов значительно меньше емкость, поэтому они могут оказаться предпочтительней трансилов/сапрессоров. L14 – обмотка обратной связи, она не нужна, если в схеме есть обводной трансформатор со своей обмоткой связи. Коэффициент трансформации для этой обмотки выбирается так, чтобы при минимальном напряжении сети напряжение на обмотке было близко к Ucт ограничителя (10-12V) большее напряжение на обмотке приведет лишь к неоправданным потерям на стабилитронах, особенно при завышенном напряжении сети. Коммутирующий трансформатор насыщаемый. При увеличенном до 50-100 Ом номинале R4, ток намагничивания КТ должен быть малым, поэтому требования к сердечнику КТ повышаются – нужен материал с высокой проницаемостью и с малым сечением. В модели и в реальной схеме применён аморфный ППГ, но с отжигом без наложения поля (с литеройN). C отжигом в продольном поле (с литерой L) не подойдут, автогенераторы с однополярной динисторной запускалкой запускаются с ними через раз. Подойдут и другие нано/амо материалы с высокой проницаемостью, например непрямоугольные из серии MSF или MSFN. Можно и высокопроницаемый феррит, но с малым сечением. Малое сечение вынудит увеличить расчетное число витков на КТ, вследствие чего индуктивность обмоток ещё ненасыщенного КТ увеличится – за что и боремся. Номиналом R4 не только ток через стабилитроны погоняется, им также можно подобрать более -менее оптимальную мертвую паузу. Затворные резисторы R1,R3 минимальной величины, лишь бы не звенело сильно напряжение на затворах. Большой номинал может увеличить потери выключения ключей. Рекомендую измерить омическое сопротивление затвора, если оно в пределах 3-10 Ом, значит можно подключать непосредственно к затворным обмоткам без доп навесных резисторов. Это самый простой вариант тарахтелки. В качестве дальнейшего улучшения узел коммутации/защиты можно выполнить на триггерных защёлках, а для уменьшения рассеиваемой мощности на шунте ввести дополнительную вольтодобавку. Так сделано в преобразователе, показанном в теме "Нанотрансформатор":

Да, при необходимости контроля индукции в сердечнике симметрирующая обмотка обязательна для полумоста, и другой альтернативы нет. Но если силовой трансформатор с ферритовым сердечником без контроля Iнам, да ещё и с зазором, в этом случае без доп симметрирования можно обойтись. Но придется отказаться также от стабилизации вольт-секунд на обмотках транса, чем она вредна для полумоста, Гиратор подробно живописал на стр34 этой ветки. Необходимые изменения на схеме. Введён симметричный ограничитель напряжения D3D10. В ранних схемах Ucт было заведомо больше номинального напряжения на затворных обмотках и стабилитроны лишь уберегали от выбросов на затворе, теперь они херят вольт-секунду. Рассеиваемая мощность на стабилитронах ограничена за счет увеличения номинала балластного резистора R4. При этом силовые ключи включаются с большей задержкой, дед-тайм увеличивается, но коммутационные потери при наличии ZVS отсутствуют. Однако, для минимизации динамических потерь выключения, силовые транзисторы при выключении должны коммутироваться максимально быстро. Это важное дело поручено ключам Q5Q6 и обязательному в этом случае конденсатору С7. Даже если цепь токоограничения не предусмотрена, узел R2,Q5,Q6,C7 теперь обязан быть. Бодрый запуск будет гарантирован, если индуктивность рассеяния между первичкой и вторичками достаточна. Если нет – вводим небольшой реактор L4 c компенсирующей обмоткой L6. Например гантельку с десятью витками (L4) и обёрнутым один раз проводочком(L6). Компенсирующая обмотка не нужна, если применён дополнительный обводной трансформатор, с которого снимается напряжение ПОС. На прикреплённых осциллограммах работа такого полумостика в режиме стабилизации тока посредством МУ. Напряжение на вторичной обмотке и ток первички. Для конкретной несимметрии установлены разнотипные ключи – в одном плече жибит, в другом мосфет. Верхняя картинка – стабилитроны (D3,D10) установлены. А на нижней осцилограмме этих стабилитронов нет, и провокация мосфет-жибит привела к перекосу напряжения полумостового делителя, за счет чего дело пошло наперекосяк.

При попытке применить в качестве контроля Iнам нанообруч, не все добились положительного результата. Лично меня такой метод не подводит, необходимо лишь нанообруч выполнить из того же материала, что и основной сердечник. Или из материала с магнитной проницаемостью выше, чем у сердечника трансформатора. При невыполнении этого требования (при малой магнитной проницаемости материала нанообруча) ожидаемый сигнал появится лишь после насыщения основного сердечника, когда значительная часть поля вытесняется в окружающее пространство. В результате получим датчик Роговского вместо Дырки Гиратора. Такой хоккей нам не нужен. При правильной игре, через ОФ или через нанообруч можно мониторить не прямоугольные наносердечники (с отжигом в поперечном поле) даже в линейной области перемагничивания, без захода в насыщение. Надо лишь помнить, что ток намагничивания и дырочный ток могут быть весьма малыми, поэтому трансформатор тока с пропущенным через него витком Гиратора должен иметь невысокий коэффициент трансформации - для обеспечения достаточного базового тока транзисторов управления. А сам ТТ должен иметь небольшой собственный Iнам. При необходимости, порог срабатывания в узле контроля можно снизить, возможные варианты на картинке ниже. мост c ОФ и защитой.asc полумост с ОФ и защитой.asc

Коллегой Obergan Alexey в деле был опробован китайский нанокристаллический сердечник с петлёй гистерезиса близкой к прямоугольной. Автоген с таким прямоугольным сердцем, должен работать с максимальным размахом индукции, с обязательным управлением по Iнам. Поскольку Bs у наносердечников очень высокая, рабочую частоту для снижения потерь на перемагничивание нужно снизить до значения 20-30 кГц. Это всё понятно, но ещё следует обратить внимание на следующую особенность. Посмотрите на прикреплённые осциллограммы. На верхней - напряжение на затворе силового ключа и ток намагничивания транса. Схема контроля Iнам вовремя распознала весьма небольшое увеличение тока намагничивания и вовремя отключила силовой ключ, напряжение на затворе упало ниже порогового, все ключи заперты, однако Iнам продолжает расти. Виной тому большая величина суммарной емкости демпферного конденсатора (если он есть) плюс выходная емкость силовых транзисторов. Дело в том, что после выключения силовых транзисторов, напряжение на них, а следовательно и на трансформаторе, не спадает до нуля моментально. Но поскольку прописной закон физики отменить низя - пока есть напряжение на первичке, пусть и спадающее, Iнам на этом этапе все равно продолжает нарастать. Это видно на нижней осциллограмме. По этой причине ток намагничивания на холостом ходу может быть чрезмерным, а в нагруженном преобразователе он приходит в норму, поскольку крутизна фронтов напряжения в паузе увеличивается. Методы борьбы с этой бедой очевидны, однако я бы не советовал совсем убирать из схемы автогена демпферный конденсатор, лучше оставить 200-470пФ при использовании такого крутого (прямоугольного) наносердечника).

DMR44 полностью идентичен материалу N97 от Эпкос, мои замеры это подтверждают. Ставьте смело N97 в прогах Старичка, и дело в шляпе. Наверняка есть и другие азиатские производители, также широко распространен недорогой индийский Cosmo марки SF-139, из той же оперы. Для следующего тестирования удалось подобрать лишь два одинаковых по размерам колечка. Материал АМАГ-200С с пропиткой (MSTNP), несмотря на несколько увеличенные потери за счет пропитки сердечника, снова оказался в лидерах. Если более мелкое кольцо было бы в пластиковом контейнере с идентичным наружным размером, рабочая индукция в сердечнике увеличилась бы за счет снижения эффективного сечения и потери выросли бы существенно. Поэтому для мелких типоразмеров сердечники с вакуумной клеевой пропиткой, без контейнера, могут быть эффективнее. Но это если температура сердечника не будет превышать 100С, то есть те же условия эксплуатации, что и для ферритовых собратьев. Мною было замечено, что при перегреве выше 100-120С, пропитанный сердечник слегка деформируется и в нем потери увеличиваются, причем безвозвратно. В защищенных степлопластиковым контейнером сердечниках (без пропитки) такой беды нет, потери линейно снижаются и при температуре выше 100С. Поэтому для крупных сердечников, когда контейнер съедает незначительную часть от полезного сечения, пластиковая одёжка очень хороша – укутанному в стеклопластиковое пальто сердечнику, лишнее тепло только на пользу с точки зрения потерь, и в то же время обмотки в какой-то мере защищаются от вредного для них тепла.

Типоразмер тестируемых ферритовых колец 40х25х16, он совпадает с размерами контейнера MSTN-40S в котором размещен ленточный рулон из сплава АМАГ200С. Выбранная температура исследуемых тушек соответствует минимуму потерь для ферритов. Из полученных результатов видно, что по потерям нанобаранки уделывают ферритовых собратьев, даже лучший из известного мне на сегодняшний день феррит 3C37 сдался, особенно большой отрыв на частоте 50 кГц. Это при самой оптимальной температуре для исследуемых ферритов, когда сердечник находится в температурном седле с минимально возможными потерями. При любой другой температуре отрыв будет ещё больше. Стоит отметить, что tраб=95-100С довольно стремная – небольшой шаг вправо может спровоцировать вылет из седла потерь и лавинообразный саморазогрев сердечника, поэтому рабочую температуру выбирают несколько ниже оптимальной по потерям. И если сравнивать потери в адекватных для ферритового транса температурных режимах (t=60-80С), отрыв по потерям будет ещё больше. Для мелких сердечников, типа MSTN-25A или ещё мельче, расклад несколько меняется и выигрыш от применения может быть небольшим или вовсе исчезнуть. Связано это с тем, что у мелких баранок пластиковый контейнер занимает значительную часть общего объема, поэтому эффективное сечение сердечника снижается. Но для таких дел есть сердечники MSTNP без пластикового контейнера. Эти сердечники с пропиткой, она несколько увеличивает потери, но выигрыш за счет увеличения эффективного сечения (когда пластиковый контейнер замещается магнитным материалом, пусть и с несколько большими потерями) может оказаться значительным. Следующий раз допросим нанобаранку с пропиткой и феррит DMR44.