FSFR2100. Резонансный высоковольтный источник питания

[aleks8845]

Жаль нету продолжения)

Высоковольтный - сколько вольт хотите на выходе получить?

Как обычно ТС задает вопрос и "сливается"....., думайте сами....., а что дальше? Понятно ли ТСу или это "затравка" для чего?

В первом посте написано +,- 150 вольт ДППВ.

Имхо: На даташитном сердечнике ДППВ проблематично, вторичка не влезет в окно, да и какой смысл, достаточно моста, без средней точки в обмотке. Эта ИМС способна на 450 Вт с принудительным охлаждением, соответственно 150 вольт и такой ток что будет питать?

[slayer]

 

 

В первом посте написано +,- 150 вольт ДППВ.

Имхо: На даташитном сердечнике ДППВ проблематично, вторичка не влезет в окно, да и какой смысл, достаточно моста, без средней точки в обмотке. Эта ИМС способна на 450 Вт с принудительным охлаждением, соответственно 150 вольт и такой ток что будет питать?

 

Я так понял ±150 вольт это входное напряжение?

 

Еще странный момент у ТС указана инд расс больше чем инд первички. Разве такое возможно?

[aleks8845]

Получается игра в испорченный телефон, ТСа нет, а мы гадаем. Конкретно в этом аппноте питание схемы от PFC 340-400v, ТС в первом посте говорит о выпрямленной сети 310v, следом, +,- 150v со средней точкой, больше похоже на высоковольтную вторичку, что измерял ТС и как изготовлен трансформатор, совершенно не понятно, хотя в даташите описано предельно ясно, сердечник, обмотки и их индуктивности.

 

1503265055[/url]' post='157116']

±150 вольт это входное напряжение?

Насколько мне известно, входное напряжение (первичное) в схемах не обозначается двухзначно+,-, если это не какой-то не стандартный БП, а вторичное- довольно часто.

 

PS: Что б не было разночтений: +,- 150v следует понимать в нормальной практике, как 300v со средней точкой,т.е. ДППВ. Никогда не указывают однополярное питание двумя знаками.

Изменено 20 Августа, 2017 в 22:00 пользователем aleks8845

[Гость elfrida]

Жаль нету продолжения)

 

Беглый просмотр даташита и схемы указывает на то, что транс должен быть с большой индуктивностью рассеивания

 

Высоковольтный - сколько вольт хотите на выходе получить?

 

Высоковольтный это около 3кВ после транса и 12кВ на выходе после умножителя при 3-10мА тока.

 

Сердечник для транса мне достался по наследству ПК 20*16 из 2500HMC1. не самый плохой вариант для данной задачи. Он составной и я так понимаю что промежутки между половинками это и есть зазоры, которые можно регулировать? Про секционный трансформатор, который описан в даташите я вот что не могу понять. Секционирование оно увеличивает емкость обмоток, что не есть хорошо когда на вторичке 900 с лишним витков и как-то пока мне не сильно понятным способом помогает с подстройкой индуктивности рассеяния на первичке. Поэтому был выбран вариант в котором есть первичка литц 80 витков и вторичка ПЭТВ-2 d = 0.45 с хитрой намоткой по диагонали, которая как раз уменьшает межвитковую емкость. НО, я все еще на практике не понимаю как мне так намотать первичку, что бы отношения рассеивания и намагничивания были адекватными. И то что я измеряю LC метром с закороченной и разомкнутой вторичкой это и есть те индуктивности что мне нужны для расчета. пока что просто реальность не сходится с расчетами. Просто я так понимаю что единичное усиление это и есть один из резонансов. и когда после входного 310В я на выходе получу 3100 на коэф трансформации минус потери на индуктивности рассеяния на вторичке, эта частота и будет резонансной и должна совпадать с расчетной.

 

Апнот я уже читала на много раз и рада бы сделать секционку по готовым расчетам, да вот как-то закупили когда то давно кучу П сердечников и надо их куда то деть.

 

Со временем пришла к тому (прочтала статью Датагора на эту тему ) что вместо FSFR2100 лучше использовать FAN7631 с мосфетами, которые можно подбирать под нужный импульсный ток. Так как то дешевле, а схемотехника практически не меняется.

[Гость elfrida]

В аппноте на FSFR2100 все расписано достаточно доступно и с примерами, однако на английском языке. Для того и создан был этот документ, чтобы пояснить работу этой МС. Ведь не зря частоту резонанса выбрали около 100кГц. Весь смысл LLC в конкретной индуктивности транса и ее L расс. Ваши замеры сильно отличаются от даташитных.

 

Изменять рабочую частоту МС ниже не имеет смысла, лучше взять подходящие диоды. LLC любит постоянную нагрузку и для этого разрабатывалась, поэтому ему не нужен широкий диапазон регулировки как в ШИМ , ведь "резонанс" в работе этого ИИП наступает в связке с нагрузкой.

Основными сферами применения этой МС являются LED, LCD, телевизоры, драйверы LCD и т.д. где нагрузка постоянна.

Для ламповой ап-ры в классе "А" ,тоже очень подходит.

 

Есть на портале замечательные статьи Алексея на тему БП на FSFR2100 и FSFA2100,

лучшей русскоязычной версии я пока не встречал: https://datagor.ru/user/AlexD/news/

 

После "ЦАП"овых статей идут статьи по этим ИИП:

Импульсный блок питания с использованием микросхем Fairchild Power Switch серии FSFR и FSFA. Разные чипы – универсальная плата

 

Ознакомьтесь, многое прояснится :smile:

 

Вот кстати не правда насчет связи с нагрузкой. Это LC резонанс как-то зависит от нагрузки. в LLC же специально и делался что бы избавиться от таких проблем как например сильно маленькая нагрузка и тд. Это как раз из-за существенной индуктивности намагничивания и происходит. В датащите рассказывается как выбрать подходящий диапазон работы по частоте, в которой влияние нагрузки минимально. Если я не права, поправьте меня. Моя нагрузка представляет собой конденсатор, где выходной рабочий ток, представляет собой ток утечки. По сути эквивалентной нагрузкой является резистор на 4Мом, с учетом к трансформации и числа ступений множителя можно пересчитать это сопротивление на эквивалентное и упростить схему до резонансного контура как и показано в даташите и уже исходя из добротности посчитать нужные L и С.

[slayer]

Можете сфоткать Ваш трансформатор?

[aleks8845]

1. Для расчета трансформатора попробуйте воспользоваться программой предложенной Сергеем из 8 поста, там много вводных, так что возможно удастся получить нужный Вам вариант.

2. FSFR 2100 в себе уже имеет нужные (правильные) мосфеты, сборка FAN7631 просто чуть более ранняя разработка и требует внешних ключей, а так схемотехника идентична.

3. LLC преобразователи и ИМС FSFR 2100 это не одно и тоже, МС разрабатывалась , грубо говоря, для даташитного применения, сам проверял и из статей Алексея это понятно, что при большой нагрузке (большой выходной ток) МС "чувствует" себя более комфортно, греется минимально ( почти не требует радиатора охлаждения), а на ХХ происходит существенный нагрев корпуса. У меня не было задачи получить киловольты на второичке, но 400-450v выпрямленного при токе 150-200мА получить удавалось, чем больше витков вторички, тем больше паразитные емкости и т.д., которые будут влиять на работу МС. Нет необходимости для этой МС выдумывать свои значения L и Lr, Ls.

4. В Вашем случае (3кВ) на вторичке, транс получается с большими "паразитами", которые нужно учесть и "заставить" их работать в LLC, я бы для таких напряжений и малых токов выбрал бы другую топологию ИИП.

[slayer]

Да, кстати вот еще пара вопросов:

 

1) на сколько точно надо именно 12000 вольт (±....)

2) чем собираетесь замерить такое напряжение (Киловольтметр и тд)

3) входное напряжение у вас будет 150 вольт, (300 вольт как Вы пишите, было бы при топологии "полный мост") чтоб получить 3000 на выходе Ктр (несложный расчет) должен быть около 20.

 

Повышающие трансформаторы такого уровня имеют как правило очень низкую индуктивностью рассеяния, она искусственно завышается путем введения в транс дополнительных магнитных перегородок. Это надо для того, чтоб не пришлось слишком часто за новыми микросхемами в магазин бегать.

 

А насчет получения именно требуемой индуктивности намагничивания план такой:

 

1) мотаем первичку столько сколько должно быть витков по расчетам. Замеряем индуктивность.

Далее если она меньше необходимой - мотаем еще, до тех пор пока не станет больше, если больше -переходим к сл пункту:

 

2) Если индуктивностью первички получилась больше требуемой, то подбираем немагнитный зазор в сердечнике. Обычно это бумага. Самая тонкая бумага это от кассового чека, потом тетрадь, потом офисная бумага. При введении зазора индуктивность уменьшается. Таким образом подбираем требуемую индуктивность.

[Гость elfrida]

Спасибо про замечание на тему того, что топология для микрухи и в принципе LLC это немного разные вещи. Я до сих пор не думала об этом. Было предположение сделать просто маштабировать топологию на большую мощность в последствии. 12кв это такое абстрактное напряжение. его точность и устойчивость в некоторых пределах не имеют особой важности в данной задаче, главное ток. Измеряю я высоковольтным пробником на осциллограф. Так получилось что выходное напряжение неразвязанное с общей землей и измеряется относительно GND из сети. Меня вообще учили все таки развязывать высокое напряжение из соображений безопасности, но тут мне досталось от прошлого разработчика такое решение на установке. Ну и к моему огорчению никак не могу победить эту 50Гц помеху с помощью ОС. Все равно на выходе видно Uripple.

Собственно источник я собрала и он как-то работает на частоте около 160кГц. Я рассчитывала получить другие частоты, поэтому и пишу здесь надеясь понять что пошло не так. Да, микруха греется не слабо, как и трансформатор, но что хуже всего, греются диоды в умножителе, залитом в компаунд, что при температуре на улице около 35С приводит к тому что источник перестает работать. Именно этот нагрев и привел меня к мысли что все таки надо получше разобраться c частотами и попробовать понизить диапазон не сильно меняя уже готовое решение. В дальнейшем, да, я соберу по другой топологии, может просто шим транс и удвоитель на выходе. Радиатор на микруху не ставила, ток у меня в пересчете через умножитель на 4 ступени и Ктранса примерно 3mA * 4 * 12 = 144mA ну еще есть резонансный коэффициент и всякие потери. При правильном резонансе схема должна быть как покойничек, с смысле холодная, а не мертвая) Как и умножитель кстати. Ему что 100кГц, что 160кГц один фиг, диоды на 100нс взяты. Грешила на компаунд из смолы с хреновым коэффициентом теплопроводности, поменяла, ситуация улучшилась, но не сильно.

 

вот такой вот трансик. литц ручками свит и намотан был после того как у меня не совпали практические и расчетные частоты.

Изменено 21 Августа, 2017 в 08:34 пользователем elfrida

[drummer]

Я один вижу строчный трансформатор?

[slayer]

Строчник, он самый. У них обычно феррит предназначен для работы в сильных магнитных полях, так что греца не должен, если греется то какая же там амплитуда индукции, надо уменьшить индукцию (добавить зазор, или кол витков первички). Но зазор увеличит ток намагничивания, поэтому тоже "без фанатизма".

 

А вообще прогнать по "калькулятору Лысого" подключить резистор 1 ом последовательно с первичной, щупы осцила на резистор, и смотреть пилообразную форму тока на резистора. Должна быть чистая пила, если есть загибы верх (и вниз соответственно) то это значит что сердечник насыщается. Можно увеличить частоту, кол-во витков и тд. Хотя 160 кГц, это ооочень много, высоковольтные диоды плоховастенько работают на таких частотах. Ну и рассеяния можно увеличить, чтоб надежность повысить

[aleks8845]

вот такой вот трансик. литц ручками свит и намотан был после того как у меня не совпали практические и расчетные частоты.

Хорошо что отписались и обьяснили что делали и как, и что в итоге хотите получить.

За обмотки "плюсану", сделаны профессионально, но их расположение и сам П тип феррита дают огромные Ls и потери, ч то даже для LLC большой перебор. К тому же этому сердечнику 100-160 кГц много, он греется не от нагрузки.

Настойчиво попрошу Вас перечитать предидущие посты, а так же статьи Алексея D про LLC преобразователи, особенно в первых двух хорошо и наглядно показаны способы и особенности конструкции его трансов. Не плохо бы посмотреть фото вашей конструкции, но это не самое главное, необходимо выбрать нужную топологию под Ваш БП. Возможно под LLC Ваш транс не подойдет.....

 

подключить резистор 1 ом последовательно с первичной, щупы осцила на резистор, и смотреть пилообразную форму тока на резистора. Должна быть чистая пила

Конструкция БП ТСа на ИМС FSFR2100- это полноценный LLC преобразователь, ток в первичке имеет почти синус, а не пилу, это его главная особенность, хоть топология и очень похожа на полумост.