Jump to content
Александр_435

ККМ работает не так как нужно, напряжение проседает

Recommended Posts

Добрый день!
Возникла проблема с ККМ на контроллере ICE2pc01, при увеличении мощности напряжение сильно снижается.

Мне нужно от ККМ получить 1600 Вт на выходе, но при мощности в 500 Вт напряжение проседает до 300 В, а при 60 Вт напряжение 400 В, т.е. так как надо, где ошибка?

Собирал на макетной плате. Схему и осциллограммы при соответствующих мощностях скинул. 

image.png.991ca5479091f50ebf60657dc50dd8f0.png

~600 Вт, вых напряжение и входной ток (работает не нормально, напряжение должно быть 400 В):
image.png.2d4e3a945888839f227adc3894307313.png

~ 60 Вт, вых напряжение, входной ток (работает нормально):

image.png.1b46e29e95b3bb5dace00ec2b56746ce.png

Меры которые предпринимал:
1) увеличивал зазор (суммарный) в дросселе до 10 см, видимых изменений нет.

2) уменьшал измерительный резистор в два раза, видимых изменений нет.

3) менял затворное сопротивление от 10 до 1.2, видимых изменений нет, а без диода в затворе работает плохо.

4) переделывал макетную плату 2 раза, удалил силовую часть на рассточние в 10 см от цифровой.

5) менял точку соединения цифровой земли и силовой, лучший результат при соединении на стоке транзистора.

6) использовал 2 разных транзистора, результата нет

В течении недели, каждый день пробую разные варианты, много перепаиваю элементов, но не смог решить проблему

Включаю через кипятильник 2000 Вт, действующее напряжение на кипятильнике падает 40 В
 

Share this post


Link to post
Share on other sites
23 минуты назад, Александр_435 сказал:

Включаю через кипятильник 2000 Вт,

Т.е. схема нагружается и при этом включена через кипятильник? А с чего бы ей работать вообще?

 

23 минуты назад, Александр_435 сказал:

до 10 см,

см? Точно?

 

24 минуты назад, Александр_435 сказал:

осциллограммы

Нет там осциллограмм. Есть размытые картинки. Найдите нормальный осцилл для начала.

 

27 минут назад, Александр_435 сказал:

Собирал на макетной плате.

Полтора киловатта на макетке? Ну-ну.

 

P.S.

А что делает резистор на 10 Ом между затвором и землей? За счет чего будет открываться транзистор, если весь ток уходит на нагрев этого резистора? И откуда берется питание на микросхеме? По схеме нога питания висит в воздухе.

Share this post


Link to post
Share on other sites
7 минут назад, BARS_ сказал:

Т.е. схема нагружается и при этом включена через кипятильник? А с чего бы ей работать вообще?

Поподробнее, пожалуйста) 

7 минут назад, BARS_ сказал:

см? Точно?

мм
 

 

8 минут назад, BARS_ сказал:

Нет там осциллограмм. Есть размытые картинки. Найдите нормальный осцилл для начала.

Нормальный осцилл на карантине в учебном корпусе, у меня С1-83, фронты конечно не смогу смотреть, но работоспособность ККМ могу оценить, думаю 

10 минут назад, BARS_ сказал:

Полтора киловатта на макетке? Ну-ну

Старался сделать так как это было бы на плате с трассировкой 

20200518_191730[1].jpg

17 минут назад, BARS_ сказал:

А что делает резистор на 10 Ом между затвором и землей? За счет чего будет открываться транзистор, если весь ток уходит на нагрев этого резистора? И откуда берется питание на микросхеме? По схеме нога питания висит в воздухе.

10 кОм стоит на макетной плате, на схеме ошибся

Share this post


Link to post
Share on other sites

Обновленный ассортимент тактовых кнопок Omron!

Компэл предлагает обновленный ассортимент миниатюрных тактовых кнопок производства компании Omron, который включает в себя разнообразные решения как для стандартных условий, так и для применения в условиях повышенной влажности.

Подробнее

3 минуты назад, Александр_435 сказал:

Поподробнее, пожалуйста) 

Ну проседает входное ккм из-за падения на кипятильнике

Share this post


Link to post
Share on other sites

Вебинар «Экосистема MEAN WELL. Решения для любых задач электропитания» (20.05.2021)

Приглашаем 20 мая на вебинар, посвященный линейке поставок компании MEAN WELL и ее подходу к производству источников питания — как экосистемы продукции и услуг, которая позволяет подобрать оптимальный источник питания для любых задач электропитания. Рассмотрим весь спектр выпускаемой продукции MEAN WELL в области AC/DC-, DC/DC- и DC/AC-преобразователей с подробным разбором интересных и уникальных новинок, их применении и многое другое

Подробнее

4 минуты назад, Александр_435 сказал:

Поподробнее

Нельзя грузить такие схемы, в первичной цепи которых висит нагрузка. Откуда им брать ток для работы?

 

6 минут назад, Александр_435 сказал:

на плате с трассировкой 

Там тоже будут висеть куски схемы на проводах?

 

А что там с затвором и питанием микрухи?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Трансиверы ADIN1200 и ADIN1300 от Analog Devices для промышленного Ethernet

ADIN1200 и ADIN1300 – микросхемы физического уровня Ethernet (PHY), разработанные ADI для современных промышленных систем Ethernet реального времени. Микросхемы ориентированы на применения в промышленной автоматике, автоматизации зданий, заводов, робототехнике и управлением движением, а также в промышленном интернете вещей (IIoT).

Подробнее

Только что, Bobius сказал:

Ну проседает входное ккм из-за падения на кипятильнике

Мощность кипятильника ~ в 4 раза больше мощности нагрузки ККМ
А ККМ на основе ППН, коэф заполнения может доходить до 0.95, то есть это не проблема

 

Только что, BARS_ сказал:

А что там с затвором и питанием микрухи?

10 кОм шунтирует затвор исток, питание 15 В

Share this post


Link to post
Share on other sites
Только что, Александр_435 сказал:

это не проблема

Это как раз таки проблема. Выкидывай оттуда кипятильник.

 

Только что, Александр_435 сказал:

10 кОм

На схеме 10 Ом

Share this post


Link to post
Share on other sites
Только что, BARS_ сказал:

На схеме 10 Ом

Опечатался

 

Только что, BARS_ сказал:

Это как раз таки проблема. Выкидывай оттуда кипятильник.

Сейчас попробую, запущу через кипятильник, а потом закорочу его

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ток то контролировать надо после резистора R4 а не перед ним!


Сергей.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Сопротивление кипятильника 26Ом. Преобразователям очень не нравится питание от источников с таким сопротивлением. А если без кипятильника?

Share this post


Link to post
Share on other sites
15 минут назад, BARS_ сказал:

Это как раз таки проблема. Выкидывай оттуда кипятильник.

 

10 минут назад, Bobius сказал:

Сопротивление кипятильника 26Ом. Преобразователям очень не нравится питание от источников с таким сопротивлением. А если без кипятильника?

Включил напрямую. Выходное напряжение начало дёргаться с периодом в 0.5 с. То есть оно как бы растет а потом на 5 % сбрасывается, пульсации тока исчезают в момент сброса напряжение, аналогичный результат если 2 кипятильника включить

 

Edited by Александр_435

Share this post


Link to post
Share on other sites

При этом напряжение на выводе измерения тока не достигает предельного значения в 0.6 В, а имеет амплитуду 0.25 В, про высокочастотные помехи я не могу знать с этим осциллом 

Только что, BARS_ сказал:

А под нагрузкой?

Это и есть под нагрузкой ~ 600 Вт

Если один кипятильник в качестве балласта, то всё работает тихо и выглядят пульсации тока хорошо, но напряжение 300 В ..

Попробую видео загрузить

 

Вот включил сначала через кипятильник, а потом его закоротил, то есть напрямую в сеть включил

Share this post


Link to post
Share on other sites

Отключил диод в затворе, подобный дребезг выходного напряжения появился и на одном кипятильнике.
Возможно проблема в драйвере, уж сильно он плохой: максимальное напряжение фиксирует на 11 В, а минимум - 1.5 В, причём это для трёх таких микросхем наблюдается, хотя питание 15 В

Edited by Александр_435

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 часа назад, Александр_435 сказал:

проблема в драйвере, уж сильно он плохой: максимальное напряжение фиксирует на 11 В, а минимум - 1.5 В, причём это для трёх таких микросхем наблюдается, хотя питание 15 В

Внутренний драйвер микросхемы, затвор спокойно должен тянуть (-1,5/2,0А), а у вас ключ на 1,6нФ (Qg = 60нС максимум) ... не сходится! Можете спокойно ещё и частоту повысить до 70кГц (R7 ближайший номинал 68кОм ... столько же и частота примерно получится). Пару ключей таких ставьте! Действующий ток, при максимальной нагрузке, за 10А перевалит - пусть делятся:friends:. На затворы сопротивление по 20-22 Ом. Разрядный диод, на затворе, спокойно убирайте, пусть нормально поцикловое ограничение тока и интегрирующая цепь (ёмкость С6) работает. На такой частоте и дроссель на одном комплекте сердечника можно намотать 

Скрытый текст

1562992136_16.png.e47615341b898292484d4e57436490b5.png

Выходная ёмкость в половину от установленной. Тут лучше подумать как её набрать и максимально ESR снизить.  

Убирайте С15 вообще, она Vcomp только мешает! ... С Хабра нацепляли? Тогда поменяйте между собой и номиналы С7 и С8 ;)

Добавьте в нагрузку сопротивление на выходную ёмкость на 0,5-1Вт , для их разрядки и нормальной стабилизации на ХХ и при настройке.  

Edited by Serg76

Share this post


Link to post
Share on other sites
10 часов назад, Serg76 сказал:

Внутренний драйвер микросхемы, затвор спокойно должен тянуть (-1,5/2,0А), а у вас ключ на 1,6нФ (Qg = 60нС максимум) ... не сходится! Можете спокойно ещё и частоту повысить до 70кГц (R7 ближайший номинал 68кОм ... столько же и частота примерно получится). Пару ключей таких ставьте! Действующий ток, при максимальной нагрузке, за 10А перевалит - пусть делятся:friends:. На затворы сопротивление по 20-22 Ом. Разрядный диод, на затворе, спокойно убирайте, пусть нормально поцикловое ограничение тока и интегрирующая цепь (ёмкость С6) работает. На такой частоте и дроссель на одном комплекте сердечника можно намотать 

Спасибо, подумаю над этим, но перед этим мне нужно основную проблему решить - вывести напряжение до 400 В, как при 600 Вт так и при 60 Вт, максимум допускаю +- 20 В между хх и максимальной нагрузкой. Не похоже, что эти меры помогут её решить. 
Для оптимального выбора затворного резистора мне нужно смотреть осциллограммы тока и напряжения транзистора, чтобы максимально уменьшить потери, такой возможности пока нет, так как осциллограф на 5 МГц.
Когда убирал затворный диод на входном токе возникали помехи низкочастотные (100 Гц), амплитудой в 2 раза больше нормальных пульсаций, дроссель начинал гудеть, а лампа подключенная к выходу мерцать,  поэтому его оставил.
Не знаю какой нагрев при 6 А/мм2, поэтому мотал для 4, и размах пульсаций не 25%, а 20% брал, но согласен, лучше поднять частоту немного и увеличить пульсации, чем делать такой громоздкий магнитопровод. 

Возможно, большой ток затвора при 2.2 Ом, может приводить к сбою в контроллере, поэтому решение увеличить сопротивление может помочь решить мою проблему.

10 часов назад, Serg76 сказал:

Убирайте С15 вообще, она Vcomp только мешает! ... С Хабра нацепляли? Тогда поменяйте между собой и номиналы С7 и С8 ;)

С15 установлена на демонстрационной схеме производителя 300 Вт для этого контроллера, https://www.infineon.com/dgdl/AN-PS0010 EVALPFC2-ICE2PCS01---300WOctober2009.pdf?fileId=db3a304412b407950112b417e4b3246d, какую-то статью читал и там была ссылка на схему производителя. Помимо этого ёмкость устанавливают и на схемах других контроллеров, которые работают в режиме CCM, к примеру, ucc26019  https://www.ti.com/lit/ds/symlink/ucc28019.pdf?ts=1591246694037, только здесь она значительно ниже. Если я правильно понимаю, она создаёт нч фильтр. В начале, первых испытаний эту ёмкость не ставил, так как думал, что пульсации выходного участвуют в модуляции тока)) (несмотря на фазовый сдвиг), но потом в поиске решения проблемы наткнулся на демонстрационную схему и поставил эту ёмкость.

 

10 часов назад, Serg76 сказал:

Добавьте в нагрузку сопротивление на выходную ёмкость на 0,5-1Вт , для их разрядки и нормальной стабилизации на ХХ и при настройке.  

Это интересный момент, поэкспериментирую с сопротивлением, но позже.

Спасибо!

 

10 часов назад, Serg76 сказал:

Убирайте С15 вообще, она Vcomp только мешает

Если можно, подскажите, как именно мешает? Если судить по структурной схеме контроллера, он пытается поймать и удержать сигнал в "окне" от 3В-5% до  3В +5%, то есть ему нужна чисто постоянка, поэтому ставится фильтр -  моё понимание даташита. 

До меня дошло кажется, эта ёмкость образует RC цепь, которая вносит дополнительный фазовый сдвиг в ООС, а цепь компенсации рассчитана без влияния этой ёмкости, но тогда возникает вопрос, а почему в демонстрационной схеме она есть, если и эквивалентное сопротивление подключенное к ёмкости такое же как и у меня и элементы компенсации такие же 

image.png.77463ace17a53a1b1d5cf920efd3bea4.png

Возможно это опечатка и там должно быть 0.1 nF, как и в варианте с другим контроллером, там было 100 пФ

Edited by Александр_435

Share this post


Link to post
Share on other sites
13 часов назад, Serg76 сказал:

Убирайте С15 вообще, она Vcomp только мешает!

Убрал ёмкость, напряжение возросло до 400 В) Но оно пульсировало с частотой около 3 Гц. После включения напрямую в сеть взорвался транзистор)) 
А насчёт того, что конденсатор С15 не нужен похоже Вы правы, пульсации тока были хорошие при балласте в 2000 Вт, и напряжение поднималось с 200 В до 400 В при включении второго балласта на 2000 Вт, но оно пульсировало.., как и раньше, словно где то накапливался заряд, а потом разряжался и приводил к сбою 

Edited by Александр_435

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 часа назад, Александр_435 сказал:

Не похоже, что эти меры помогут её решить

Я потому и начал с неё. Один такой ключ не поможет выйти на номинальную мощность, соответственно силовая часть и сам ККМ уже просто к этому не готов. 

Затворные резисторы, для начала, выбираются расчётным путём. Какой будет импульсный ток при 2,2 Ом в затворе ... и что бывает, когда он очень-очень большой и превышена допустимая скорость переключения полевого транзистора ... да уже и так знаете 

С15 не помощник при большой выходной ёмкости ... вы уже разобрались с ним. Уменьшайте номинал выходной ёмкости до 1000мкФ, пульсации и так не превысят 5% и легче МС отлавливать выходное напряжение на минимальных мощностях.

2 часа назад, Александр_435 сказал:

Это интересный момент

Это обязательно (создание минимальной нагрузки, иначе коэффициент заполнения ключа стремится к нулю) для всех импульсных стабилизированных БП и ККМ в том числе!

23 минуты назад, Александр_435 сказал:

словно где то накапливался заряд

... Кусочек схемы то там, то там у вас. Я исправил, как я это вижу на вашей МС и вашей схеме  

Скрытый текст

1375405233_16.png.a06421127aca9cce3a289a9d11e76ff8.png

P.S. VD5 (да и VD2) током на 12А не ниже. Параллельно VD5 не плохо бы такой же снаббер как и на ключе

Edited by Serg76

Share this post


Link to post
Share on other sites
14 минут назад, Serg76 сказал:

Я исправил, как я это вижу на вашей МС и вашей схеме

Спасибо большое!
Попробую все эти рекомендации, сейчас прерву занятие с корректором 

А что если вместо двух FCP поставлю один STW34NM60N, потянет ли он один?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Мощный и шустрый ключ ... имхо один нет пожалуй. Если дроссель планируется изготавливать на одном комплекте, то выше будет и максимальный ток на ключе. МС прекрасно справиться с двумя FCP, у которых в сумме уже больше запас по току и меньше общее Rds. Да и тепло будет легче передавать с двух кристаллов на радиатор.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Из моего опыта сбора ККМ на l4984 ( кажется так) - мосфет был прикреплен стоком к радиатору напрямую, и переключения этоого мосфета создавали помехи всем остальным(сигнальным) линиям. С самой схемой при этом происходили непонятные вещи. Решилось установкой мосфета в пластиковом корпусе. Первое что надо сделать - собрать плату нормально.

 

Мой пробный вариант выглядит так. И это всё на небольшие нагрузки. При ваших мощностях у вас там будут очень сильные помехи.

 

mxwvYQbJKVw[1].jpg

3kDMpgopm6E[1].jpg

Edited by kodkey

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 час назад, kodkey сказал:

мосфет был прикреплен стоком к радиатору напрямую

Не вы один так когда-то пробовали:blush:. Рядом, на столе, тогда радиоприёмник перестал нормально работать. Если бы не он - долго бы искал пробитую металлической стружкой прокладку (б/у) на ключе. С тех пор всегда работает при важных запусках (ну это так - из раздела мелкие хитрости:D)

1 час назад, kodkey сказал:

Мой пробный вариант выглядит так. И это всё на небольшие нагрузки. При ваших мощностях у вас там будут очень сильные помехи.

Неправильной разводкой можно полностью убить на нет и нормальную схему. Вот и пример как делать нельзя - импульсная силовая цепь идёт прямо над всеми гигаомными делителями напряжения ... легко, одним махом :acute:

Скрытый текст

1.thumb.jpg.7981f77853ebe0f4f841614f439a4fd5.jpg2.thumb.jpg.e4ba9ff09555bb9498404240d499478a.jpg

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

В общем решил по методике infineon рассчитать корректирующую цепь, для этого этот расчёт из этой методички оформил в маткаде, файлы попробую прикрепить может кому понадобится. 

В процессе расчёта до меня дошло, что тот дребезг напряжения, который видел при испытании, частотой ~ 2- 5 Гц, вызван неправильной цепью коррекции напряжения, так как судя по передаточной характеристики риск подхватить генератор находится в полосе от 1 до 15 Гц.

Выбрал такие элементы для указанной  схемы в результате расчёта: R9 = 63 кГц, С7 = 1 мкФ, С8 = 50 нФ - все конденсаторы керамика (а у меня стояли плёнка), запас по фазе удалось сделать ~65 градусов, что неплохо вроде, ниже картинка: (мощность 700 Вт, как при испытании, на 1600 Вт, тоже~ 65 запас)

image.png.56d8972aa2e835656e662387aa4c3080.png

 

 

А это как было, когда был дребезг: (мощность 700 Вт, как при испытании. На 1600 Вт запас по фазе хороший)
image.png.0188c59fb6699b891ce9dfa907c7fa19.png

Видно, что запас значительно снижен, а при ещё более низкой мощности нагрузки кривая почти достигает - 180 градусов. 

То есть при нормальном расчёте, горб ФЧХ должен быть в районе 10 Гц, тогда при разных нагрузках запас почти постоянный.

 

 

Infineon-Design_guide_PFC_control_loop_modelling_ICE1PCS01G-AN-v01_00-EN.pdf Цепь управления.xmcd

Edited by Александр_435

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Restore formatting

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Loading...

×
×
  • Create New...