Jump to content

dark446

Members
  • Posts

    60
  • Joined

  • Last visited

Информация

  • Город
    Краснодар

Электроника

  • Стаж в электронике
    3-5 лет
  • Сфера радиоэлектроники
    Питание (от диетического до LLC)
  • Оборудование
    Осцилограф - DSO 203 (2CH 10 MHz 8bit 72 Msps)
    Мультиметр - Victor VC9805A+
    LCR Meter - Digital Bridge XJW01
    Транзистор тестер - TC1
    Пяльная станция - KSGER T12 V2.0 (SW: 2.12)
    Электронная нагрузка ATORCH c IRFP260 и СВО (Corsair H100)

Recent Profile Visitors

The recent visitors block is disabled and is not being shown to other users.

dark446's Achievements

Apprentice

Apprentice (3/14)

  • Dedicated Rare
  • Collaborator
  • Week One Done
  • One Month Later
  • One Year In

Recent Badges

22

Reputation

  1. Всем привет! Решил поделиться некоторой информацией по работе LLC с ненормированной нагрузкой, а также в работе с различными контроллерами. Возможно, кому-то данная информация окажется полезной и поможет в дальнейшем с конструированием блоков питания. Начну с того, что уже изготавливал резонансники на основе контроллеров FSFR2100 и FAN7621, раннее в этой теме и теме по FAN я описывал что и как делал и каков результат на выходе. FSFR2100 и FAN7621 - это две похожих микрухи от одного и того же производителя, с той лишь разницей, что в серии FSFR2100 уже встроены высоковольтные ключи. В остальном они полные копии. И те и другие микросхемы я брал на Али, они там очень распространены и достаточно дёшевы. Обвязка данных микрух банальна до невозможности, несколько резисторов и кондёров, в SMD исполнении получается крайне компактно. Дальнейшая предыстория тех самых блоков, о которых я писал ранее – все блоки делались для светодиодного видеосвета мощностью в 300 Ватт. На выходе блока расчётные 27V 11,1А для светодиодов (и дальнейшего Step-Down) и 16В для синхронного выпрямителя и микроконтроллера и его обвязки. Фактически блок питания делался по даташитной документации с применением специализированного калькулятора под мои микрухи. Блоки работали практически сразу и без проблем, спокойно справлялись с максимальной нагрузкой, имели достаточные пульсации и достойный КПД. Изначально проектирование видеосвета подразумевало полное отсутствие шума – зачастую на записях интервью или тихих съёмках свет с активным охлаждением слышно очень хорошо. Именно поэтому была выбрана топология APFC+LLC+SR, дающая очень большой КПД, и такую схему возможно было использовать в закрытом корпусе без вентиляции. Все дроссели и трансформаторы мотались под плотность тока 3,5 А на квадрат меди. Почти все радиаторы контактируют с анодированным корпусом, в том числе и через термопрокладки. По итогу меня устроило всё – и стабильность работы на всю мощь и нагрев корпуса БП. Но не обошлось и без ложки дёгтя. Теперь о проблемах, с которыми пришлось столкнуться и собственно решение. Как известно LLC рассчитывается так, чтобы резонансная частота была при номинальной нагрузке или что бы частота была чуть выше резонанса, то есть что бы LLC работал в индуктивной зоне. Но стоит начать снижать мощность нагрузки, как контроллер начнёт повышать частоту работы LLC, и вот в этом самом месте начинаются проблемы. Как я писал выше, БП делался для видеосвета, а там нужна регулировка 0-100% мощности. И вот на мощностях менее 15 Ватт я столкнулся с лютыми сбоями в работе микроконтроллера. К слову, о питании микроконтроллера – 16В со второй вторичной обмотки выпрямлялись Шоттками, далее 1000 мкФ + керамика 2,2 мкФ, далее LM7805 + полимерник 470 мкФ, далее развязывающий DC-DC преобразователь B0505s-1W + разнокалиберная керамика в общем около 20 мкФ. Т.е. исходя из этой информации можно понять, что контроллер был развязан с питанием и имел кучу керамики. При нулевой мощности на светодиодах, LLC утыкался в максимально настроенную частоту работы. У контроллеров что использовал я – максимальная частота составляла 300 кГц. Но даже если поставить резисторы, задающие бОльшую частоту, например 500 кГц, то БП всё равно работал и утыкался именно в эту частоту (т.е работал на частоте выше даташитной). К слову – в случае если мы утыкаемся в предел по частоте (не важно какой) и внутри контроллера не реализован пакетный режим, то начинается рост выходного напряжения, который легко приведёт к выгоранию выходных ключей в SR, Шоттки и смерти конденсаторов. Поэтому очень важно – если используешь свой БП в очень широком диапазоне мощностей как я – то 100% нужен контроллер с «пакетным режимом», который отключает генерацию и не даёт роста напряжения без нагрузки. В случае с серией FSFRxxxx – подходят контроллеры только без суффиксов на конце! Т.е FSFR2100XS, FSFR2100U, FSFR2100US - 100% не имеют пакетного режима! Только FSFR2100 может работать в нём, что указано в даташите и это же опробовано мной. В случае микросхем FAN7621 – то S и B серия имеют пакетный режим. Далее сложнее. Даже с пакетным режимом добиться стабильной работы микроконтроллера оказалось очень не просто. Изначально я пробовал ставить частоты около 200-300 кГц в максимуме, при этом пакетный режим работал очень быстро (порядка 100-200 Гц на слух). Далее были эксперименты с ОС, чтобы замедлить это 100-200 Гц хотя бы до 10-30 Гц - для этого я увеличивал конденсатор транзистора оптрона (по даташиту 10-12 нФ). Стабильность работы микроконтроллера несколько увеличилась, но далеко до идеала, так же была потеря стабильности в работе до 30 Ватт. В ходе просто хреновой-тучи экспериментов выяснилось, что лучше частоту очень сильно ограничить, но не душить ОС. Для меня оказалось достаточно 115 кГц (при резонансной в 90 кГц) и 10 нФ в ОС. Таким образом при выключенных светодиодах микроконтроллер, дисплей и система радиосвязи работали вполне стабильно. Скажу, что при 115 кГц и 100 нФ в ОС стабильность работы 100% терялась, пульсации на 5В шине микроконтроллера были около 900мВ, что убивало его наповал. А вот при частоте в 200-500 кГц все помехи спокойно пролазили через LM7805 и изолированный DC-DC. Теперь грустная история об известных по всем ИИП межобмоточном Y-конденсаторе. Экспериментов наделал целую кучу, но так и не понял физику процесса. Изначально, когда рисовал плату, то заложил этот самый конденсатор, но никогда их не считал. Впервые припаяв его, я получил полное зависание микроконтроллера, при этом на дисплее было кучу помех, вне зависимости от выходной мощности. Вообще не предполагал, что он может как-то повлиять на работу вторичных цепей и эта проблема ввергла меня в долгий ступор и поиски проблемы. Отпаяв конденсатор – получил стабильную работу. Дальше началась работа по изучению и влиянию этого кондёра на вторичные цепи. Я пробовал конденсаторы от 0,5 нФ до 8нФ – на результат в работе микроконтроллера разница в ёмкости не влияла никак. А вот разница в отсутствии конденсатора меняла выходные пульсации на 1/3. С конденсатором они были меньше. Но повторюсь – с ним и контроллер наглухо зависал. Физика процесса мне не понятна, но ясно одно – этот маленький синий засранец портил всю работу. Так же интересна история с заземлением. В моей высотке вроде как настоящее заземление (дом, точнее ЖК 2016-го года, с современными новыми трансформаторами), сам корпус БП так же заземлён. В ходе экспериментов было выяснено, что контактирование земли с минусами выходов, с минусами через конденсаторы – приводит к 100% зависанию микроконтроллеров. Как итог – земля только на корпусе, более нигде не соединяясь с платой. Ещё обнаружилась история с керамикой, емкость которой слишком мала. Да, конденсаторы в 3,3 нФ в цепях легко и непринуждённо вызывают возбуд и уход микроконтроллеров в мёртвый сон. В сухом остатке, если используем LLC который питает микроконтроллер, и нагрузка имеет характер 0-100%: - Использовать контроллеры с «пакетным режимом» - Не задирать высоко верхнюю частоту: резонансная + 20-50 кГц - Сильно не тормозить ОС, но с подбором конденсаторов придётся помучиться - Тестировать работу межвиткового Y-конденсатора - Тестировать влияние заземления - Не использовать керамику с очень малой ёмкостью.
  2. Решил попробовать FAN7621B вместо FSFR2100, так как последнюю китайцы стали присылать не ту...но об этом ниже напишу. В принципе я оставил всю схемотехнику как в теме резонансников, на выходе так же 27В и 11А + 16В 1А. Для 7621 сделал просто отдельную платку с обвязкой, что оказалось удобно. Ключики STP13NM60N (600V, 11A, 280mOm), в затворах по 10 Ом с Шоттки. ККМ на L6562 с кондёром в 330 мкФ. трансформатор: 567uH первичка и 97uH Lr, что по итогу m = 5.84, а Q = 0.448. Секционирование практически 1:1, зазор центрального керна прямо под разделительной перегородкой. Но места маловато...так получилось, что трансформатор мотался под 3,5А/mm2 , амплитуда индукции под 0,15Т, вторичка без пяти минут в притык. В принципе всё заработало сразу, грелось так же не сильно как и FSFR. Замер КПД вышел таким: Нагрузка (27В) /// Розетка = КПД 54.08W /// 60.54W = 89.33% 107.96W /// 116.9W = 92.35% 161.88W /// 173.8W = 93.14% 215.76W /// 231W = 93.4% 269.6W /// 288.7W = 93.38% 323.52W /// 346.7W = 93.31% Если честно, думал что получится взять 94%, но увы... Пульсации на выходе при 11А около 300mV. Напряжение держит стабильно, пакетный режим работает на ура. Осцилки в общем с БП снять не успел, к 14 амперам нагрузка сгорела, а запасных мосфетов скорее всего нет. Что касаемо китайцев на Али - они меня доставали 3 месяца. Сначала я думал что окончательно перееду на FSFR2100, ведь удобно когда всё в одном так ещё и за хорошую цену. Но эти недопродавцы начали делать глупости, давая выбор микросхемы на страничке покупке, но при этом они высылают одну и ту же микруху - FSFA2100. Эта микруха не резонансный контроллер, а ШИМ. Китайцы все как один упёрлись, что FSFA и FSFR это одно и тоже. Ни один не признал что это разные микрухи под разные трансформаторы и с разной топологией. Где то 5 возвратов я сделал и остался с горстью не нужных мне FSFA2100. Потом как оказалось, FSFR2100 имеет разные суффиксы - U, US, XS, RB. ВСЕ эти версии не имеют пакетного режима, т.е тупо упирается в максимальную частоту работы и начинает молотить дальше, что при минимальной нагрузке грозит нарастанием напряжения. Пакетный же режим не позволяет нарастать напряжению ни при каких обстоятельствах, но он есть не у всех. Как оказалось, этим режимом наделены только микросхемы FAN7621B (и S) и FSFR2100 без суффиксов. Последней как раз не было ни у кого, ни у китаёзов, ни у наших. Поэтому состоялся переезд на 7621. Дороже конечно с учётом стоимости оригинальных ключей, но выхода нет. Ещё случился брак. Всё собрал, помыл, высушил, запустил - на выходе 6,5В и тишина. Крайне похоже на коротыш, когда контроллер отрабатывает защиту (AOCP). Начал звонить, искать - всё хорошо. Выпаял больше половины деталей вторички - всё равно запускается и выключается. Ослик поставил на запись, оказалось что БП работает ровно 1,3 мс, после чего завершение работы. Начал грешить на трансформатор. Вытащил, проверил - всё норм, но запаивать не стал. Вместо 390В на ККМ подцепил БП на 12В и запитал контроллер от аккума на 16В, что бы не убить ключи и не получить бабахов если что. Посмотрел затворы, посмотрел токовый датчик - всё идеально. Начал копаться в обвязке контроллера. Повыпаивал практически всё, кроме частотозадающих резисторов - и всё равно запуск 1,3 мс и тишина. В последнюю очередь рещил что стоит поменять другой контроллер - и о чудо, всё заработало нормально. Похоже либо брак, либо левак, тут уж хрен пойми.
  3. Столкнулся с такой проблемой: БП на FSFR2100U - работает нормально, при низких нагрузках переходит в пакетный режим. А если поставить FSFR2100XS - то пакетный режим не работает, микруха тупо молотит с повышенным напряжением, что в моём случае грозит уничтожению выходных ключей в SR. При нагрузке около 8-10 Ватт напряжение на выходе устанавливается нормальное. U-версия и XS-версия практически одинаковы, с той лишь разницей, что U имеет защёлку в случае срабатывания любой из защит, а XS версия прерывается на очень короткое время и перезапускается. Ну и разница в одной дорожке. Чего только не далал, пакетного режима нет, хотя по логике вещей он быть должен....может кто сталкивался с такой проблемкой...?
  4. Проблема решилась. Дело было не в ОС LLC, а в неправильной цепи коррекции ККМ, которая буянила, что есть силы.
  5. Столкнулся со странной проблемой - возбуд обратной связи. Я использую весь диапазон мощности, от 0 до 300 и именно в диапазоне от 18 до 40 ватт (в LLC в этот момент около 114 кГц) начинает прыгать ток, с частотой около 3-4 герца. При чём в определённые моменты он может чуть попрыгать и через секунд 20 пройти, а в некоторых длится бесконечно. Стоит выйти за пределы мощности (в большую или меньшую часть - без разницы) как возбуд проходит. Нагрузка постоянная, без пиков и резких скачков. Это точно не пакетный режим, т.к у меня верхняя граница частоты сильно завышена и БП нормально работает скажем на 15 ваттах без возбуда. У меня самая типичная схема ОС с оптроном, только вместо PC817 более удобная FOD2741. Снача эксперементировал с горячей стороной, т.е на выходе оптрона - ставил С1: 1nF, 10nF, 100nF, 200nF - результат практически не менялся. Потом попробовал поиграться с C2: 1nF дал меньше всего возбуда, частота осталась таже но размер пульсаций стал меньше чем при 100nF. Менее 1nF вызывало жуткий звон в трансформаторе при 100 и более Ваттах, эксперементировать не стал. Тыщу лет использовал эту ОС во всех схемах и она работала идеально, а тут какой то затуп.
  6. @drmodd не смешная шутка Полевик ставят вместо Шоттки, что бы снизить потери, а тут ещё 0,2-0,5В падения на новом диоде появится
  7. Я думаю так, что если делать его для аудио по той же топологии APFC+LLC+SR, то нужно банально делать с бОльшеё ёмкостью. На 300 Ваттный блок поставить 300-500 мкФ по входу, пульсации тока дросселя ККМ уменьшить, сам LLC завести исключительно в мягкое переключение, а по выходу много электролитов и керамики. Плюсом после БП воткнуть ещё электронный дроссель для финальной шлифовки всех углов, даже не смотря на его низкий КПД. Думаю таким образом реально добиться очень маленьких пульсаций, в особенности для аудио применения. У меня так....для светодиодов, там подобные пульсации не важны особо. К тому же после БП будет стоять ещё DC-DC понижайка, со своими кондёрами. Мне важен КПД и компактность, так как БП будет работать в закрытом алюминиевом корпусе и отдавать тепло там почти некуда. Сейчас я борюсь с SR...потому как до конца не понимаю почему при столь не большом токе так греются транзисторы. В аппнотах они даже радиаторы не используют и получают 70 градусах на 10 амперах, а у меня 60 при использовании радиаторов. Осцилки смотрел, вроде всё в порядке. Но куда рулить не знаю. Пока радуюсь 94%, лично для меня это уже показатель....можно сказать 80 Plus Platinum взят) Вот осцилки с SR при 12 амперах. Chanel A (голубой) - затвор. Chanel B (жёлтый) - DS транзистора (инвертированный).
  8. @ilya_orel00 а кроме Ардуины и выходных оптронов/драйверов ещё что то подключено? Дисплей? Датчики? Относительно недавно я так же столкнулся с зависаниями Ардуины при работе от ИИП, но при этом гальванически они развязаны (через маломощный DC/DC), к тому же в цепях питания присутствовали линейные понижайки и много керамики, но это не помогало. Контроллер вис при нахождении рядом с БП. У меня к контроллеру был подключен дисплей SSH1106 по квадратной шине. Как оказалось дисплей не имел распаяных подтяжек к линии +5V, поэтому многочисленные помехи наведённые на квадратную шину вызывали тотальный сбой. После подпайки подтягивающих резисторов на 1,2 кОм (обычно рекомендуют 10 кОм, но я решил жарить на всю) контроллеру стало пофиг на все помехи. Хоть на трансформатор клади - не зависала.
  9. @BAFI Вот расчёт колечка. У меня разве что индуктивность получилась чуть больше (1,1 mH). И реальное сопротивление вышло около 130 мОм.
  10. Привет всем! Извиняюсь, совсем не видел ответов. Перемотал трансформатор с другим расчётом и другим проводом - теперь литц из жил 0,16мм на всех обмотках. Мотал под 4А/мм2. Индукция получилась 0,145T. Резонансная частота 89,1 кГц, максимальный Gain 1.3, m=5.55. Первичка 528 uH, индуктивность рассеивания 95 uH, делал с секционированием. Попробовал поменять выходные конденсаторы. Было 2 шт по 1800 реальных мкФ, LowESR, сейчас поставил один супер высокотоковый Epcos 1400 мкФ с ESR 3,5 мОм. Зашунтировал керамикой по 4,7 мкФ 50V - 5 штук. Добавил конденсатор на 1nF 2kV между горячей и холодной землёй. Поменял ключи в синхронном выпрямителе с IRL3705 (55V 86A 10мОм 3,6pF) на IPP032N06N3G (60V 120A 2.9мОм 10,6nF). Добавил дополнительно маломощные Шоттки между DS транзисторов (шунт внутреннего диода). В затворы воткнул по 3 Ом резистору. Замеры КПД и температур: Voltage: 27V; Current: 2A, 4A, 6A, 8A, 10A, 12A. Температура воздуха: 23С (без обдува и сквозняка); Замер и повышение нагрузки каждые 15 мин. 54W /// 59.76W = 90.88% // Mosfet 36 // Cap 29 // Trans 42 // FSFR 34 // Bridge 30 // Coil 34 // PFC-Mos 31 108W / 116.30W = 92.86% // Mosfet 43 // Cap 31 // Trans 48 // FSFR 38 // Bridge 31 // Coil 31 // PFC-Mos 31 162W / 172.90W = 93.64% // Mosfet 51 // Cap 39 // Trans 50 // FSFR 39 // Bridge 36 // Coil 36 // PFC-Mos 35 216W / 229.75W = 94.02% // Mosfet 60 // Cap 48 // Trans 60 // FSFR 46 // Bridge 40 // Coil 43 // PFC-Mos 38 270W / 287.35W = 93.96% // Mosfet 69 // Cap 52 // Trans 80 // FSFR 55 // Bridge 45 // Coil 45 // PFC-Mos 43 324W / 345.80W = 93.70% // Mosfet 79 // Cap 59 // Trans 88 // FSFR 65 // Bridge 50 // Coil 53 // PFC-Mos 48 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- *Mosfet - радиатор выходных мосфетов SR *Cap - верхняя часть выходного конденсатора Epcos *Trans - самая горячая часть силового трансформатора - поверхность вторичной обмотки. *FSFR - радиатор контроллера LLC FSFR2100U *Bridge - радиатор входного моста *Coil - верхняя часть кольца APFC *PFC-Mos - радиатор мосфета и диода APFC ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- @sashka сделал для тебя замеры. Пульсации по большей части вызваны очень скромной ёмкостью корректора, всего 150 мкФ. Увы без сильных пульсаций на низкой нагрузке не получается (только если частоту не задрать), так что там работает пакетный режим. БП делается для светодиода, там мне не принципиальны пульсации такой величины.
  11. @Starichok , wiki: Литцендрат (нем. litzen — пряди и Draht — провод) — многожильный провод, каждая жила которого покрыта изолирующим лаком. Применяется для изготовления катушек индуктивности высокой добротности, обмоток электрических машин, аппаратов и приборов переменного тока высокой частоты. Высокая добротность катушек индуктивности, намотанных литцендратом, обусловлена более эффективным использованием суммарного сечения составляющих этот провод жил, так как переменный ток в проводнике протекает преимущественно в поверхностном слое (т. н. скин-эффект). Применение литцендрата позволяет уменьшить массогабаритные параметры катушек при сохранении или улучшении значений добротности и активного сопротивления. В литцендрате может быть от трёх до тысячи и более жил диаметром от 0,03 до 0,5 мм. Плетение провода не делает его литцем или не литцем)
  12. @BAFI Литц - это от трёх и более изолированных жил в проводе) Так что моя вторичка попадает под определение литца) Я пока спал, во сне понял, что прога Nemo расчитывает выход не под "однополярный выход со средней точкой" как у меня, а под "двухполярный", а тут как я понимаю используется провод в 2 раза меньше жил, т.к ток в 2 раза меньше.....верно же? @Kraftverk для светодиода, но БП планировалось закрыть в корпусе без дырок. Придётся всё таки придумать какой никакой обдув внутри...
  13. Пропаял все силовые дороги, впаял в них медную жилу, ещё немного доделал ККМ (до этого не использовал цепь коррекции компаратора) и отремонтировал электронную нагрузку. Померил детально КПД, заодно погонял час БП уже в номинальном напряжении и токе. Результаты и обрадовали и разочаровали одновременно... При длительном прогоне сильно греется вторичная обмотка и сердечник, градусов 70 точно есть, пальцы дольше секунды не держаться. Выходные мосфеты на радиаторе тоже такие же, около 70-80 градусов. Вся часть ККМ почти не греется, даже входной мост особо не грелся. Обмотки считал под 4А/мм, там 21 жила, а я мотал 26 жил по 0,3, странно что так горит. Я очень хотел сделать всё под пассивку.... КПД считал так - на входе ваттметр Robiton PM-2, на клеммах выхода подключена ЭН и так как она двухпроводная, то я к клеммам подключил вольтметр, таким образом перемножал значение на мультике и ток на ЭД. На выходе было выставлены ровно 27 вольт. Сетевое 232В. Вход: 56,94W----Выход: 49,95W----КПД: 87,72% Вход: 109,30W----Выход: 100,251W----КПД: 91,72% Вход: 217,65W----Выход:202,014W----КПД: 92,82% Вход: 354.50W----Выход: 326.295W----КПД: 92,04%
×
×
  • Create New...