Резонансные и квазирезонансные ИИП

[Obergan Alexey]

1 hour ago, aeternum said:

С118 только увеличивет Coss верхнего ключа, что как раз хуже, для условий ZVS.

Чем хуже-то ? В момент мёртвого времени ток намагничивания разряжает Coss, которая, чем больше, тем дольше разряжается. Поскольку у LLC индуктивность намагничивания очень мала по сравнению с обычными тарахтелками, то ток намагничивания слишком высокий и Coss разряжается достаточно быстро, давая высокий dU/dt, что в свою очередь черевато открытием паразитного биполяра. Посмотрите в даташит. Сравните Reverse recovery charge для боди диода для транзистора из данной схемы, и специально заточенного под мягкое переключение ipp60r280cfd7. 2.6 микрокулон против 0.58. Тем более, что Coss у этих ключей составляет 44 пФ. Сотка даёт хорошее подспорье. 

[Реклама]

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

[aeternum]

Хуже тем, что увеличивается общая эквивалентная емкость этого узла (Coss*2 + Cpar первичной обмотки, плюс остальные паразиты в этой цепи, включая тот самый С118),

что, в том числе, снижает частоту третьего резонанса (внезапно, да, у LLС , не две частоты резонансные).

Емкость этого узла, не выше определенной , одно из условий работы в ZVS, подчеркну еще раз.

[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

[Obergan Alexey]

4 minutes ago, aeternum said:

Емкость этого узла, не выше определенной

Но слишком низкой при этом она тоже не должна быть. Вы никогда не замечали, что под нагрузкой, БП начинает неожиданно выходить из ZVS ? Как раз в те моменты, когда напряжение на ключе опускается до нуля, но до конца мёртвой паузы ещё далеко и оно снова начинает подниматься. И в момент открытия, напряжение на нём доходит уже вольт до сотки. И это одна причина. Вторая причина, как уже было говорено, что в этой ветке, что про магнитный усилитель, это отстрел ключей на холостом ходу из-за открытия паразитного биполяра. thickman подробно всё разжевал. Причём неоднократно.

[Реклама]

Особенности хранения литиевых аккумуляторов и батареек

Потеря емкости аккумулятора напрямую зависит от условий хранения и эксплуатации. При неправильном хранении даже самый лучший литиевый источник тока с превосходными характеристиками может не оправдать ожиданий. Технология, основанная на рекомендациях таких известных производителей литиевых источников тока, как компании FANSO и EVE Energy, поможет организовать правильный процесс хранения батареек и аккумуляторов. Подробнее>>

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

[aeternum]

** Вы никогда не замечали, что под нагрузкой, БП начинает неожиданно выходить из ZVS ? ..

---

Я разное замечаю, когда какие то из партий произведенных БП  (PFC+LLC) не соответствуют ожидаемому, и приходится разбираться )

и да, ZVS никогда не будет во всем диапазоне нагрузок, и с этим приходится мириться

ну и по ЛЛЦ все таки следует, прежде всего, читать фундаментальные бумаги, и многостраничные аппноты.

понимаю, скучно. но надо

[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

[Obergan Alexey]

18 minutes ago, aeternum said:

ну и по ЛЛЦ все таки следует, прежде всего, читать фундаментальные бумаги, и многостраничные аппноты.

Одних фундаментальных бумаг и апнотов недостаточно. Если бы вы читали не только их, то не говорили бы сейчас, что

18 minutes ago, aeternum said:

ZVS никогда не будет во всем диапазоне нагрузок, и с этим приходится мириться

А могли бы почитать хотя бы, что пишут thickman и gyrator. Очень много полезной информации, если читать вдумчиво.

Изменено 8 февраля пользователем Obergan Alexey

[aeternum]

**Если бы вы читали не только их, то не говорили бы сейча....

не только читали, но, удивитесь, на их основе серийно выпускаем промышленные  БП.

и во всем мире так же - на основе фундаментальных знаний + лаборатоные испытания.

----

именно поэтому в каждом первом аппноте про LLC, в разделе ZVS, всегда прямым текстом про пределы его достижимости.

пределы и условия, добавлю

[Obergan Alexey]

Немного мыслей вслух

Как всем известно, ШИМ и резонанс относятся друг к другу примерно как перфоратор и балерина... Однако, если подать на силовые ключи LC преобразователя, управляющий сигнал с высокой скважностью, то ничего криминального не произойдёт. Да, преобразователь будет работать не в режиме, лишимся таких плюшек, как ПНТ, но тем не менее работать будет. К чему я это всё. Да просто есть у меня пушпул, с резонансом во вторичке. Контроллер SG3525. Можно конечно подколхозить что-нибудь, что плавно повышает частоту, но можно просто подпаять кондёрчик на ногу софт-старта и не будет особых токовых бросков при включении.

Поправьте, если не прав

[Lexter]

4 часа назад, Obergan Alexey сказал:

лишимся таких плюшек, как ПНТ ...

Да даже это вопрос спорный...

Какая основная "плюшка" в резонанснике? Переключение ключа с минимальными потерями на нагрев? Ну, для преобразователей на очень большие мощности это возможно единственный путь реализации. А на пару-другую сотен ватт зачем?
Ну, для транзистора, маленького и незаметного, это хорошо. А например для трансформатора, большого и сложного (особенно для резонансника), работа в широком диапазоне частот - это плохо. Даже по тем же потерям.
А что, другие "плюшки" не важны? Например, стабилизация выходного напряжения в широком диапазоне токов нагрузки - это не важная "плюшка"?

[Obergan Alexey]

20 minutes ago, Lexter said:

Переключение ключа с минимальными потерями на нагрев?

Минимальные потери на нагрев обеспечиваются ПНН. А так, у резонансника среднеквадратичный ток через ключи даже больше, чем в обычной тарахтелке, поэтому статические потери будут чуть поболее. Для преобразователей, где первичка низковольтная, это не имеет особого смысла. А вот тот факт, что di/dt в резонанснике значительно ниже, позволяет меньше гадить в эфир. Кроме того, из-за отсутствия индуктивности после диодов, отсутствуют выбросы, что позволяет использовать более низковольтные диоды. Более того, для пуш-пул преобразователя, в момент закрытия ключей, через них протекает только ток намагничивания, что резко умньшает индуктивные выбросы и необходимость применения снабберов.

20 minutes ago, Lexter said:

стабилизация выходного напряжения

А она нужна для УМЗЧ ? Думаю, что не особо. Если только для каких-нибудь профессиональных, где нужно выжимать максимальную мощность при любом напряжении питания.

В общем, нестабилизированный LC резонансник, в теории отличный вариант для УМЗЧ. На практике допаяю и попробую. Больше всего конечно беспокоит софтстарт по скважности, а не по частоте, но в симуляторе проблем с этим не наблюдалость. Надеюсь, что и в железе будет также

Изменено 5 марта пользователем Obergan Alexey

[Lexter]

6 минут назад, Obergan Alexey сказал:

допаяю и попробую

С большим интересом буду отслеживать. Отписывайтесь, пожалуйста, по возможности.

 

7 минут назад, Obergan Alexey сказал:

беспокоит софтстарт по скважности, а не по частоте

Без дросселей после выпрямителей и при больших (да и при минимальных тоже) ёмкостях фильтра, броски тока будут ограничены разве что сопротивлением проводов и обмоток трансформатора. Дроссель резонансника-то в этом случае не при делах. Защита будет срабатывать. А если она с защёлкой - так вообще запустить невозможно... Тоже как-то ломал голову, как бы это обойти, но так ничего путного и не нашёл и не придумал. Так и отложил до лучших времён.
Хотя так и не понимаю, - дроссель ведь есть, даже если это индуктивность рассеяния трансформатора. Почему бы току не ограничиваться?
Наверное, что-то вообще совсем не так делал...

14 минут назад, Obergan Alexey сказал:

в симуляторе проблем с этим не наблюдалось

Если в LTSpice, не дадите одним глазком взглянуть?

[Obergan Alexey]

27 minutes ago, Lexter said:

Если в LTSpice, не дадите одним глазком взглянуть?

Вот собственно схема

Spoiler

Вот так выглядит ток через ключи во время зарядки выходных емкостей(синий - напряжение на затворе)

Spoiler

 

А вот так, при Кзап чуть менее, чем 20%

Spoiler

Но во втором случае ключ закрывается при достаточно большом токе на нём, происходят довольно-таки приличные индуктивные выбросы. Я надеюсь, что за время зарядки накопительный емкостей, ключ выдержит серию пробоев. Кром того, если ширину импульса уменьшить ещё, то и токи тоже уменьшатся.

В общем, надо пробовать софт-старт резонанса через ШИМ в железе.

В конце концов, пробой полевика - это по сути ещё не означает его смерть. Просто в этот момент на нём выделяется тепловая энергия, равная напряжению пробоя, умноженному на протекающий ток. Я надеюсь, что IRFP3306 выдержит такое издевательство. Тем более, что софтстарт начинается не с 20% Кзап, а практически с нуля процентов. А в резонанснике скорость нарастания тока определяется параметрами колебательного контура.

Хотел сегодня проверить, но не уверен, что успею.

Изменено 5 марта пользователем Obergan Alexey

[Lexter]

20 минут назад, Obergan Alexey сказал:

Я надеюсь, что IRFP3306 выдержит такое издевательство.

При таких токах, как на графиках? Кстати, про эти сотни ампер на первом графике я наверное вообще не понял... Это ток через какую цепь?

И необычно - ёмкость резонансного контура - во вторичной цепи... ? Чего-то я сильно отстал от жизни. Но красиво.

[Obergan Alexey]

Just now, Lexter said:

Это ток через какую цепь?

На графике написано I(L3), т.е. через одну половину первички, соответственно и через ключ.

1 minute ago, Lexter said:

При таких токах, как на графиках?

Ну у IRFP3306 максимальный пиковый ток 620 ампер. Тем более, что врядли он таким будет в реальности. Зависит от многого, активное сопротивление дорожек, первички, вторички. Вполне возможно, что он будет меньше.

Но под издевательствами я имел в виду ток на втором графике, при котором происходят большие индуктивные выбросы.

3 minutes ago, Lexter said:

И необычно - ёмкость резонансного контура - во вторичной цепи... ?

А в пуш-пуле по-другому и не сделаешь. Да и потом, лучше делать резонанс там, где больше напряжение и меньше ток.

[Lexter]

1 минуту назад, Obergan Alexey сказал:

максимальный пиковый ток 620 ампер

Вообще-то к нему Примечание 2 гнусненькое:

При таком заполнении, как на графике, по-моему даже "на глаз" явное превышение даже в штатном режиме резонансника...
Вы график мгновенной рассеиваемой мощности на нём смотрели?

[Obergan Alexey]

3 minutes ago, Lexter said:

даже "на глаз" явное превышение даже в штатном режиме резонансника...

Ну такой режим длится всего лишь несколько миллисекунд в момент зарядки емкостей. Кроме того, как я уже сказал, в реальности сопротивление обмоток и дорожек может быть больше, чем я задал в симуляции, вплоть до двух раз. 

Более того, как я уже несколько раз повторил, в реальности я хочу попробовать ШИМ софт старт. Т.е. Кзап будет плавно расти от 0% до чуть менее 50%. На это и был сделан главный акцент. Потому что я нигде не видел, чтоб резонансник регулировался ШИМом. И причины вполне очевидны, т.к. при уменьшении Кзап, он будет работать совсем не в режиме. Но может быть, на время софтстарта такой выход из режима - это и ничего страшного

[Lexter]

37 минут назад, Obergan Alexey сказал:

ничего страшного

По идее - да. В ШИМ-преобразователе мост что ли другой? Ну, индуктивность последовательно с нагрузкой добавлена. Так это вроде для ограничения тока даже хорошо.

Но я даже в обычном ШИМ не смог победить софт-старт. При двуполярном выходе 2х35 В с банками по 10 000 мкФ запускалось только с очень большими дросселями после выпрямителя. А так как без стабилизации, то выходное напряжение от нагрузки чуть не вдвое плавало.
У вас тоже без стабилизации, и тоже приличный дроссель. Выходное напряжение теоретически тоже так же должно себя вести.
Впрочем, тут я вам не советчик, хороших наработок у меня нет.

[Obergan Alexey]

29 minutes ago, Lexter said:

индуктивность последовательно с нагрузкой добавлена

И ещё ёмкость

Кстати, дросселя нет. 7.8 микрогенри - это получившаяся индуктивность рассеяния, по вторичке. 

31 minutes ago, Lexter said:

с банками по 10 000 мкФ запускалось только с очень большими дросселями после выпрямителя.

Ну тут не дроссель, а резонансный контур. Впрочем, на графике с низким Кзап, вы видели скорость нарастания тока. Ну а по поводу плавания напряжения под нагрузкой. В симуляторе где-то 10% выходило.  В общем, посмотрим.

[mihelson]

3 часа назад, Obergan Alexey сказал:

происходят довольно-таки приличные индуктивные выбросы

А где картинка с ними? Насколько большие? Ну и мощность на ключе в этот момент?

[Obergan Alexey]

6 minutes ago, mihelson said:

картинка

 

6 minutes ago, mihelson said:

мощность

Опять-таки, повторюсь. Софт старт начинается не с 20% Кзап, а с 0%

Думаю, если воткнуть конденсатор на 2.2 мкФ, тем самым растянув общее время софт старта на 0.22 секунды.

Ну в общем-то, если мои эксперименты не создадут антиматерию и мир не аннигилируется, то отпишусь

[mihelson]

@Obergan Alexey у меня были художества на эту тему, никаких выбросов там вообще нет, запуск с нуля чистый.

[Obergan Alexey]

17 minutes ago, mihelson said:

никаких выбросов там вообще нет

Ну так у вас сразу начинается запуск с правильной частоты. Плюс выше волновое сопротивление колебательного контура повыше моего будет. Я просто исходил из получившейся индуктивности рассеивания обмоток.

Поскольку я хочу использовать софт старт с ШИМом, то закрываться ключ будет при максимальном токе на нём, отсюда и индуктивные выбросы. В принципе, у меня есть ещё запасной вариант, на случай, если, ШИМ потерпит фиаско

[Serg76]

В 05.03.2024 в 11:00, Obergan Alexey сказал:

пушпул, с резонансом во вторичке. Контроллер SG3525

Лучше плавно понизить частоту до резонансной при запуске, чем думать, выдержит ключ и какие там будут выбросы в первичке, много колхоза для этого не нужно

Спойлер

 ... можно привязать напряжение миллера на затворе М3 к нужному порогу выходного напряжения, то и КЗ во вторичке не так страшно.

23 часа назад, Obergan Alexey сказал:

волновое сопротивление колебательного контура

Тут тоже момент. Алексей, по вашей схеме 0,5кВт примерно на выходе - смотрите тогда устроит ли такая просадка вых. напряжения ...

[Obergan Alexey]

42 minutes ago, Serg76 said:

по вашей схеме 0,5кВт примерно на выходе

Это в симуляции в самых жёстких условиях, когда через оба 8-омных АС проходит постоянка. В реальности при 35 вольтах ток покоя по 0.3А в канал(можно меньше, в конце концов, это же автомобильный вариант усилителя), плюс врядли он будет прослушиваться на максимальной мощности.

42 minutes ago, Serg76 said:

Лучше плавно понизить частоту до резонансной при запуске

Да фактически, особой разницы нет, частоту повышать или скважность. Выбросы на первичке от того, что ключ закрывается в момент, когда через него проходит большой ток. При повышенной частоте будут точно такие же выбросы. Просто если растянуть софт старт как следует, то может всё и обойдётся. 

Кроме того, у меня есть ещё козырь в рукаве. Кроме софтстарта бонусом будет защита по току. Точнее это защита по току, а бонусом идёт софтстарт. И никаких манимуляций с частотой не нужно. Правда этот вариант достаточно громоздкий, но зато надёжный как швейцарские часы. Плюс уже опробован в железе. КЗ держит молодцом

Изменено 6 марта пользователем Obergan Alexey

[Obergan Alexey]

On 3/5/2024 at 2:57 PM, Lexter said:

С большим интересом буду отслеживать. Отписывайтесь, пожалуйста, по возможности.

Отписываюсь

В общем, запаял я конденсатор на 47 мкФ. В целом, софтстарт происходит в довольно-таки мягком режиме. Жёлтый луч - напряжение на истоке одного ключа, синий луч - ток через вторичку. Там по видео сложно рассмотреть, но вроде в пиках выше 8-ми ампер не поднимается(один вольт - один ампер. Снято через токовый трансформатор). Значит в первичке этот пик должен быть 32 ампера. Снаббер кстати не установлен. Возможно с ним такого пробития и не будет

Судя по выбросам, ключи всё-таки немного подпробивает. Не думаю, что сильно критично. Единственное, что немного огорчает, это то, что на плате развёл под софтстартный конденсатор 1206, а по факту, его надо бы на подольше растянуть, т.е, запаивать электролит. А это колхоз... А вот частотозадающий резистор лучше всё-таки делать smd. Т.к. при подборе частоты, можно сэндвичем несколько штук налепить, а с трухолом опять колхоз  Но такое редко бывает, когда на неотработанной схеме сразу всё учтёшь на плате...

 

Изменено 6 марта пользователем Obergan Alexey

[Lexter]

9 часов назад, Obergan Alexey сказал:

по видео сложно рассмотреть, но вроде в пиках выше 8-ми ампер не поднимается

Я вот разглядел, что ближе к  концу софт-старта режим заряда вообще красивый, просто с чистыми паузами:

А вот в начале... Чего такой "звон" на фронтах сигнала на затворе? Мало сопротивление в затворе, возбуждается?

И дальше - вроде подтверждение, что что-то не то с dV/dt? Это не приоткрывание транзистора разрядом ёмкости стока в затвор?

 

У этого осциллографа кнопка "Стоп" есть? Посмотрите на неподвижной запомненной картинке.

Изменено 7 марта пользователем Lexter