Резонансные и квазирезонансные ИИП

[dark446]

@drmodd не смешная шутка

Полевик ставят вместо Шоттки, что бы снизить потери, а тут ещё 0,2-0,5В падения на новом диоде появится

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[drmodd]

35 минут назад, dark446 сказал:

Полевик ставят вместо Шоттки

Это понятно, но я не конкретно к этому применению схему дал.

Просто у вас паралельный диод как корове седло, он там практически ничего не решает.

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[Kraftverk]

5 часов назад, drmodd сказал:

будет положительный эффект

Вот не шариш, не подсказывай. Фигню нарисовал. 

Вот так ставится диоды.

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[drmodd]

43 минуты назад, Kraftverk сказал:

Вот так ставится диоды.

 

Сорри, ошибся, спасибо.

[dark446]

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. 

[dark446]

Проблема решилась. Дело было не в ОС LLC, а в неправильной цепи коррекции ККМ, которая буянила, что есть силы.

[drmodd]

К размышлению, заметил, что если у 6599 на входе лайн ниже 1,5 вольт, она не симметрично включает транзисторы.

я в своих схемах использую не делитель от сети а светодиод как стабилитрон. Так при использовании красных иногда возникал перекос.

[Kraftverk]

В 19.02.2022 в 18:17, drmodd сказал:

а светодиод как стабилитрон

А что, так можно было?

Изменено 21 февраля, 2022 пользователем Kraftverk

[drmodd]

5 минут назад, Kraftverk сказал:

А что, так можно было?

А вы не знали? если вам нужен не особо точный стабилитрон на низкое напряжение, то светики хорошо подходят.

[Kraftverk]

Позновательно, надо будет проверить эту концепцию в деле.

Хотя щас не СССР. Купить все можно. 

 

 

PS. Доперло , там-же они работают по току. А напряжение у них стабильно. 

Изменено 21 февраля, 2022 пользователем Kraftverk

[drmodd]

Планарный резонасный трансформатор, частота работы 90-125 килогерц

[BAFI]

Не объяснишь - для чего тратиться на планарный трансформатор - когда рабочая частота 100кГц?) 

[rz6lye]

Год назад тут в барахолке чел продавал платы от бп сотовых станций, 5 планарных трансов, куча смд диодов транзисторов скмсм, плата 30х30см, стоила 200р. Взял пяток, и чего бы на планарных трансах бп не делать? 

[BAFI]

Ес на барахолке - почему нет) 

[drmodd]

5 часов назад, BAFI сказал:

Не объяснишь - для чего тратиться на планарный трансформатор - когда рабочая частота 100кГц?) 

Все просто, один раз рассчитал, заказал платки, и делаешь, гораздо точнее чем мотать, да и собственно мотать не надо.

2 часа назад, rz6lye сказал:

5 планарных трансов,

Фоткни?

[rz6lye]

На плате 7 шт планарных трансов 4 типоразмеров, сюда почему-то фотка не грузится https://disk.yandex.ru/i/pHCjUYlWCWn-gA смотреть по ссылке

[dark446]

Какую мощность можно снять с этого транса?

[drmodd]

Рассчитан на 60В 10А

Но нагружал до сработки защиты, дал 21 ампер, напряжение просело до 58,5 вольт

[dark446]

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...?

[BAFI]

ОС по ноге con смотри - она на это влияет. 

[Electricman]

Когда-то я тут уже спрашивал про расчёт трансформатора для LLC-преобразователя, но тогда вопрос решился проще, полным копированием заводского преобразователя.

Но сейчас новая задача, копировать неоткуда. Поэтому снова встаёт вопрос о расчёте трансформатора. Почитав несколько апнотов от ТИ и Инфенеона (и других), разобрался только с расчётами контура, но не самого трансформатора. Если с Ктр всё понятно, то вот амплитуда на первичной обмотке непонятна. 

Если считать по советской книжке - на первичной обмотке получается одно напряжение, в апноте от ТИ - трансформатор 450/36 (для полумостового блока питания 400->12В), что сбивает даже расчёт первичного напряжения по вторичному. В общем, непонятно мне, где брать амплитуду напряжения на первичной обмотке, а без неё трансформатор не посчитать.

[BAFI]

Можно попробовать её взять с сети) 

[Electricman]

В сети всё в стиле "легко видеть, что...".  

Понятно, что регулировка частоты сдвигает точку по правому спаду кривой резонанса. И если я правильно понял (английский - увы, не моё), то надо посчитать минимальное и максимальное "усиление", по последнему будет аккурат максимальное напряжение на первичной обмотке. Если верить ТИшному документу SLUP263, то там как раз максимальное усиление в примере 1.18, что умножая на минимальное напряжения питания даёт искомые 442В на первичной обмотке - понятно, почему трансформатор 450/36. С другой стороны, непонятно, почему надо брать напряжение питания полумоста, а не его выходное, половинное. В предыдущем блоке питания напряжение на первичной обмотке вышло в районе 90В.

Сейчас проблема уже конкретно посчитать трансформатор, ибо напряжение совсем не прямоугольное, ну и правильно его намотать. При выбранных параметрах мне надо обеспечить индуктивность намагничивания около 31мкГн, а у меня выходит почте 400мкГн (индуктивность рассеяния всего 1.6мкГн)

Тестовый макет показывает два резонанса, и какие-то дикие напряжения на выходе.

[Kraftverk]

1 час назад, Electricman сказал:

, и какие-то дикие напряжения на выходе.

Так и будет.

[dark446]

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.

Изменено 12 июня, 2022 пользователем dark446