FSFR2100. Резонансный высоковольтный источник питания

[Гость alexd]

Всем привет!

 

Прочитал ветку сначала. Появился ряд вопросов.

Уважаемая Эльфрида, я техзадание не совсем понял. Что нужно получить? Стабильное напряжение на выходе или стабильный ток?

Как организовано регулирование частоты/стабилизация?

 

Закину свои пять копеек из практики...

 

По конструкции трансформатора.

Я его тоже считал и мерял согласно апноту, реальность внесла небольшие коррективы.

Эта топология не очень боится большого Ls, зато панически боится малого, поэтому у меня не получилось вытащить с этой топологии низкое напряжение (например накал 6,3В), зато прекрасно вытаскивается высокое (относительно данного поста - средненькое :straight: ). Поэтому у меня например прекрасно работают несколько БП +/-40В (умзч), +300В (ламповый умзч).

И Ls я в этих БП даже не мерял. Просто выставил примерно индуктивность первички зазором и вперед. Все стартует и работает.

При низком Ls - насыщение и привет OСP - БП вырубился.

Но! На каждом из них есть обмотка, которая создает некую стабильную начальную нагрузку (накал ламп или реле защит умзч + сервис) для нормальной работы БП. Она же является цепью ОС/стабилизации. И в этом случае напряжения, не завязанные на контур регулирования, сильно не влияют на весь БП - это проверно практически.

Например при немного затянутом софт-старте, БП легко запускается при емкостях после выпрямителя в по 40000μF в плече.

При нормальном времени SS снова OCP, но уже от "кз пустых банок" в нагузке.

 

Вот мне пока не понятно, зачем для вашей задачи LLC резонансник?

Я бы применил здесь любой ШИМ + полумост на IGBT и не переживал за конструкцию трансформатора.

Одной токовой защиты тут за глаза хватит.

 

И еще из практики.

Защиты, если они тут задействованы, настолько быстродействующие, что порой не каждый осцилл позволяет увидеть тот всплеск, что вызвал срабатывание.

После SG3845 это было неожиданно.

Еще у FAN7621 нога CON помимо регулировочной, выполняет и защитную функцию. В даташите указано, при каких напряжениях на этой ноге сработает OLP.

Тоже возможная причина нестабильной работы...

 

 

По конструкции транса я бы порекомендовал попробовать топологию как в ТДКС. То есть сделать несколько секций. На "строчнике" место есть.

Это должно снизить Ls...

[aleks8845]

1505721035[/url]' post='157909']

Уважаемая Эльфрида, я техзадание не совсем понял. Что нужно получить?

Тех. задание то вполне понятно, но не понятна его реализация, согласитесь, Алексей, что FSFR2100 и FAN с внешними ключами почти одно и тоже, из постов ТСа понятно одно, что что то делается, но что не ясно, т.к. рекомендации на аппноты к FSFR и FAN , абсолютно не соблюдаются, не смотря на пожелания еще раз к ним обратится, да и самое главное, нет реальной схемы, что " сотворяется", ТС пытается заставить работать БП в диапазоне входного напряжения 200-300 в, как регулируется ток? И главное этому БП нужна постоянная нагрузка, вообщем пока одни вопросы......

Изменено 18 Сентября, 2017 в 17:54 пользователем aleks8845

[Гость alexd]

Согласен с вами, Александр. Схема бы не помешала.

Но для такой задачи, мне кажется, такая топология - излишество. Ведь разаработчики той же FSFR2100 не предполагали получения такого высокого напряжения на вторичке. А поэтому не моделировали поведение и не считали трансформатор. Значит придется уже это все делать самостоятельно. Но получается, что, или будет работать далеко не так, как задумано, или получится затратная лабораторная работа, но уже с каким-то результатом.

Хотя, судя по последней информации, устройство уже работает. Осталось "допилить".

[aleks8845]

1505634362[/url]' post='157886']

Подскажите пожалуйста, почему такое может происходить. Коэф усиления хватает, я проверяла, мотая 57 обмоток на первичке. Так же проверяла, питание микрухи тоже в поряде. Оно просто идет с еще одной обмотки этого же транса.

При самопитании от обмотки того же транса может срабатывать OVP, при токовой перегрузке- OCP....,

Изменено 19 Сентября, 2017 в 03:38 пользователем aleks8845

[Гость elfrida]

Всем привет!

 

Прочитал ветку сначала. Появился ряд вопросов.

Уважаемая Эльфрида, я техзадание не совсем понял. Что нужно получить? Стабильное напряжение на выходе или стабильный ток?

Как организовано регулирование частоты/стабилизация?

 

Закину свои пять копеек из практики...

 

По конструкции трансформатора.

Я его тоже считал и мерял согласно апноту, реальность внесла небольшие коррективы.

Эта топология не очень боится большого Ls, зато панически боится малого, поэтому у меня не получилось вытащить с этой топологии низкое напряжение (например накал 6,3В), зато прекрасно вытаскивается высокое (относительно данного поста - средненькое :straight: ). Поэтому у меня например прекрасно работают несколько БП +/-40В (умзч), +300В (ламповый умзч).

И Ls я в этих БП даже не мерял. Просто выставил примерно индуктивность первички зазором и вперед. Все стартует и работает.

При низком Ls - насыщение и привет OСP - БП вырубился.

Но! На каждом из них есть обмотка, которая создает некую стабильную начальную нагрузку (накал ламп или реле защит умзч + сервис) для нормальной работы БП. Она же является цепью ОС/стабилизации. И в этом случае напряжения, не завязанные на контур регулирования, сильно не влияют на весь БП - это проверно практически.

Например при немного затянутом софт-старте, БП легко запускается при емкостях после выпрямителя в по 40000μF в плече.

При нормальном времени SS снова OCP, но уже от "кз пустых банок" в нагузке.

 

Вот мне пока не понятно, зачем для вашей задачи LLC резонансник?

Я бы применил здесь любой ШИМ + полумост на IGBT и не переживал за конструкцию трансформатора.

Одной токовой защиты тут за глаза хватит.

 

И еще из практики.

Защиты, если они тут задействованы, настолько быстродействующие, что порой не каждый осцилл позволяет увидеть тот всплеск, что вызвал срабатывание.

После SG3845 это было неожиданно.

Еще у FAN7621 нога CON помимо регулировочной, выполняет и защитную функцию. В даташите указано, при каких напряжениях на этой ноге сработает OLP.

Тоже возможная причина нестабильной работы...

 

 

По конструкции транса я бы порекомендовал попробовать топологию как в ТДКС. То есть сделать несколько секций. На "строчнике" место есть.

Это должно снизить Ls...

 

Намотка транса раньше была реализована универсалью. То есть крест накрест, для уменьшения емкости. Секции должны были бы выполнять такую же функцию. В чем еще плюс секций относительно универсали, подскажите пожалуйста?

 

С нетабильной работой справилась случайно >_< Просто изменив кол-во витков на 68 в первичке, Когда не было идей стала просто отматывать витки, что бы повысить коэф усиления. И при проверке оказалось, что схема хорошо работает именно в такой конфигурации. Раньше сигнал менял свою форму, теперь же на диапазоне питания от 190 до 250В он стабильно одинаковый. Почему так, до сих пор не понимаю. Есть предположения, что существуют вторичные резонансы с высокой стороны транса, но это только догадки, как правильно это проверить тоже не знаю.

 

Ток регулируется так: напруга с шунта идет на ОУ с обратной связью, дальше стоит ОУ с референсом для ручного регулирования,все это дело на оптотранзистор, подключенный к ножке RT, которая и управляет частотой.

 

Хотела спросить такой вопрос. Я знаю, что секции транса можно делать из текстолита, конструкцию в инете пока не нашла. Проще конечно на 3d принтере напечатать для пробы, о там такой пластик, что мне кажется ему сразу станет плохо, как транс начнет греться. В общем: как грамотно сделать секции на строчник? После всяких экспериментов с разными типами сердечника, стало понятно что именно ПК лучший вариант для такой схемы.

[aleks8845]

В чем еще плюс секций относительно универсали, подскажите пожалуйста?

 

стало понятно что именно ПК лучший вариант для такой схемы.

Алексей выше говорил, что разработчики этой МС не проектировали транс под высокое вторичное напряжение, соответствено, нет точных расчетов по этому поводу. В сети попадалась схема на FSFR2100 на 200v вторички, схема как по даташиту, у Алексея в статьях есть упоминание об 350v вторички, я делал на 400-450v вторичку для лампового УМ. Может кто еще собирал БП на этой МС с высоким питанием, отзовутся.

 

Плюсов в секциях для обычного 50 Гц транса нет ( особенно большой мощности) большая Ls, отсюда больше наводок и меньше нагрузочная характеристика, для LLC на этой МС разработчики применили секционирование, чтоб при небольших кол-х витков в обмотках получить нужную Ls, кот выполняет роль резонансной емкости транса. Разбирал БП немецкого производства на этой МС (28-36v, 10А), транс был залит компаундом, сделано добротно, вторичка была намотана 2 по 4 витка медной фольги, поверх первички (36 вит, как по даташиту), видимо Ls в этом случае была очень низкой и был добавлен маленький дроссель на 125мГн перед первичкой, как раз для получения нужной Ls.

В вашем случае сама вторичка с большим кол-м витков будет давать большую Ls и емкость, нужно мерить, возможно секционирование и не нужно. Повторю Алексея, вероятно, что ни кто не делал БП на этой МС с 2-3кВ вторички, у Вас есть отличная возможность поэкспериментировать и рассказать нам. :smile:

[aleks8845]

С нетабильной работой справилась случайно Раньше сигнал менял свою форму, теперь же на диапазоне питания от 190 до 250В он стабильно одинаковый. Почему так, до сих пор не понимаю. Есть предположения, что существуют вторичные резонансы с высокой стороны транса, но это только догадки, как правильно это проверить тоже не знаю.

 

В даташите вся схема питается от PFC на 400v и все расчеты в аппноте идут от этого напряжения так же как и сам резонанс, есть картинка с каким то условным коэффициентом К, соответствующим напряжению и частоте, диапазон изменения частоты там не очень большой, кроме софт старта, отсюда возникает один ньюанс, т.к.входное питание стабилизировано PFC,то применено самопитание МС с отдельной обмотки транса, на этом же входе МС и висит защита OVP, для даташитного применения вещь полезная, но когда мы питаем схему от обычных сетевых 220в, а ОС организуем со вторички, то есть шанс срабатывания OVP (ее диапазон 21-24в). Для стабильной работы БП лучше не делать самопитание от силового транса, а от отдельного небольшого БП, т.о. мы исключим ненужные срабатывания OVP. Еще ОС лучше сделать от отдельной обмотки транса вольт на 12-24, ее можно сделать как сервисное питание вспомогательных узлов, либо вообще просто нагрузить резистором, этот "финт" так же улучшит стабильность БП.

Вы добиваетесь стабильной работы БП при входном U 190-250v, когда в даташите питание от стабилизированного PFC, проблема в том что ОС и цепь регулирования частоты могут не " отрабатывать" такие перепады питания, если использовать самопитание, что так же влияет на стабильность схемы, а выходное вторички будет так же сильно изменяться. Вероятно, практически можно подобрать номиналы резисторов RT, что бы ОС все эти перепады отрабатывала, но это LLC, а не обычный ШИМ....... Как уже говорил, этой МС нужна постоянная нагрузка для нормальной работы- до 400Вт с охлаждением и 200 Вт на голом корпусе. Для Вашей задачи проще, лучше, быстрее обычный ШИМ. ^:smile:

[Гость elfrida]

В даташите вся схема питается от PFC на 400v и все расчеты в аппноте идут от этого напряжения так же как и сам резонанс, есть картинка с каким то условным коэффициентом К, соответствующим напряжению и частоте, диапазон изменения частоты там не очень большой, кроме софт старта, отсюда возникает один ньюанс, т.к.входное питание стабилизировано PFC,то применено самопитание МС с отдельной обмотки транса, на этом же входе МС и висит защита OVP, для даташитного применения вещь полезная, но когда мы питаем схему от обычных сетевых 220в, а ОС организуем со вторички, то есть шанс срабатывания OVP (ее диапазон 21-24в). Для стабильной работы БП лучше не делать самопитание от силового транса, а от отдельного небольшого БП, т.о. мы исключим ненужные срабатывания OVP. Еще ОС лучше сделать от отдельной обмотки транса вольт на 12-24, ее можно сделать как сервисное питание вспомогательных узлов, либо вообще просто нагрузить резистором, этот "финт" так же улучшит стабильность БП.

Вы добиваетесь стабильной работы БП при входном U 190-250v, когда в даташите питание от стабилизированного PFC, проблема в том что ОС и цепь регулирования частоты могут не " отрабатывать" такие перепады питания, если использовать самопитание, что так же влияет на стабильность схемы, а выходное вторички будет так же сильно изменяться. Вероятно, практически можно подобрать номиналы резисторов RT, что бы ОС все эти перепады отрабатывала, но это LLC, а не обычный ШИМ....... Как уже говорил, этой МС нужна постоянная нагрузка для нормальной работы- до 400Вт с охлаждением и 200 Вт на голом корпусе. Для Вашей задачи проще, лучше, быстрее обычный ШИМ. ^:smile:

 

 

Да, вы абсолютно правы насчет самопитания. у меня действительно нет никакого PFP и микрухе в моем случае попросту нечего кушать. С этим разобралась. сейчас пока рассчитала новое кол во витков, пересчитала резисторы на выходе вторичных обмоток (а то при первом запуске с увеличенным кол-вом обмоток, резистор пукнул на 250 питания, не сильно мощный был).

 

Насчет ШИМ. Плюсы такого подхода: не надо с индуктивностями так заморачиваться. Ну вроде как и все. Остальное так же. Подскажите если еще какие плюсы есть. Кстати я работаю на диапазоне от 5,5кВ до 12кВ и от 1mA до 3mA. Я на ШИМ могу так широко регулировать?

 

Вот еще знаю интересную схемку, которая работает на резонансе вторички. То есть индуктивность у обмотки и у умножителя есть емкость и играясь чимом можно регулировать напругу. У меня знакомый такое собирал, я сама нет. Но выглядит так как будто можно использовать паразиты здоровенной вторички на пользу. Слышали о такой схемке? есть у кого может опыт?

Изменено 2 Октября, 2017 в 10:43 пользователем elfrida

[aleks8845]

Насчет ШИМ. Плюсы такого подхода: не надо с индуктивностями так заморачиваться. Ну вроде как и все. Остальное так же.

Так же да не совсем, в конкретном случае с FSFR: На выходе "полумоста" имеем прямоугольные импульсы, как и у ШИМа, на этом и все. Дальше, благодаря переключению ключей в МС в режиме ZVS, нет лишних помех как у ШИМ, следовательно не нужны снабберы, даже вредны,последовательно с первичкой включен конденсатор и "паразитная" Ls, образуется нужная Lr, в результате чего на первичке уже не прямоугольник, а синус. В резонансе БП выдает большой ток, до 10А примерно, в зависимости от напряжения, ясно что 2-5КкВ с таким током не получить, при этом корпус МС еле теплый. Ваша схема работает, но Вы не можете обьяснить почему......, скажу лишь то, что МС выдает "генерацию" на первичку транса и на вторичке Вы имеете, то что имеете, но если Вы нагрузите вторичку нормально, то Ваш резонанс рассыпется. Т.е. Вы сейчас используете МС просто как задающий генератор. Для ШИМа ( его работу обьяснять не буду), эта задача будет по проще, ведь выходной ток у вас несколько мА, да и его работа более стабильна в Вашем случае будет.

[Гость elfrida]

Так же да не совсем, в конкретном случае с FSFR: На выходе "полумоста" имеем прямоугольные импульсы, как и у ШИМа, на этом и все. Дальше, благодаря переключению ключей в МС в режиме ZVS, нет лишних помех как у ШИМ, следовательно не нужны снабберы, даже вредны,последовательно с первичкой включен конденсатор и "паразитная" Ls, образуется нужная Lr, в результате чего на первичке уже не прямоугольник, а синус. В резонансе БП выдает большой ток, до 10А примерно, в зависимости от напряжения, ясно что 2-5КкВ с таким током не получить, при этом корпус МС еле теплый. Ваша схема работает, но Вы не можете обьяснить почему......, скажу лишь то, что МС выдает "генерацию" на первичку транса и на вторичке Вы имеете, то что имеете, но если Вы нагрузите вторичку нормально, то Ваш резонанс рассыпется. Т.е. Вы сейчас используете МС просто как задающий генератор. Для ШИМа ( его работу обьяснять не буду), эта задача будет по проще, ведь выходной ток у вас несколько мА, да и его работа более стабильна в Вашем случае будет.

 

 

Что значит нормально нагрузите? в том смысле что моя нагрузка текущая (конденсатор) эквивалентна резистору на 4Mom. Ну с учетом пересчета умножителя это сотни килоом, непосоедственно на вторичке. Мс и генератор и регулятор. Я понимаю работу миросхемы, но просто до сих пор не могу счетно все расписать. не сходится. Рисовала кривые зависимости напруги от частоты с разными конденсаторами, что бы сравнить резонансную частоту с расчетной. ну как то мимо. Паразиты лезут в измерения и не сходится.

 

Далее я хочу поднять мощей и сделать выходной ток на 10мА. 100Вт источник. меня радует резонансники, тем что не греются. хотя у меня даже пассивки нет. а вот на шим ключи уже радиатор точно нужен.

 

Я тут подумала что неплохо бы и PFC себе поставить. Посоветуйте простую микрушку для этого. Стабильность питания это важно.

[aleks8845]

Что значит нормально нагрузите? в том смысле что моя нагрузка текущая (конденсатор) эквивалентна резистору на 4Mom.

 

Стабильность питания это важно.

1. Ранее уже несколько раз писали, конкретно про FSFR , МС разрабатывалась для применения в LED, LCD телевизоров для питания светодиодной подсветки и т.п., попадалась схема где вторичка была еще на 200V, т.е. нагрузка постоянна и, практически, активная. Может отдавать большой ток без радиатора, размер чипа маленький, что важно в "плоских" TV. Наверняка применяется и в других пром изделиях. Имею пром БП (Германский), от мед оборудования, подсветка ламп хирургии, весь этот "фонарь" потребляет около 8-9А (36V), а на плате БП радиатор со спичечный коробок. Вы же грузите его "емкостью". Далее затрудняюсь обьяснить как нормально "нагрузить".

2. Стабилизация питания "вещь" полезная, но PFC и стабилизатор не много разные вещи, PFC выполняет несколько другую функцию. Наиболее распространенные схемы PFC -это обратноходовый преобратователь на ТОРе и одном силовом ключе, но транс там, точнее дроссель, с зазором.

 

PS: "Смешалось все.....люди, кони", Вы используете FSFR для LLC, при этом сравниваете все "резонансники" как один, а они разные, где по первичке, где по вторичке. Можно посмотреть в сторону LLC по вторичке, т.к. нагрузка у вас емкостная, может тут Ваши расчеты совпадут. ШИМ с нагрузкой конечно греется и требует охлаждения, но у Вас потребление тока всего несколько мА, о каком нагреве Вы говорите??

[Гость alexd]

... Насчет ШИМ. Плюсы такого подхода: не надо с индуктивностями так заморачиваться. Ну вроде как и все. Остальное так же. Подскажите если еще какие плюсы есть. Кстати я работаю на диапазоне от 5,5кВ до 12кВ и от 1mA до 3mA. Я на ШИМ могу так широко регулировать? ...

Шим позволяет более более широкую регулировку, чем LLC, причем значительно шире, чуть ли не от нуля до максимума.

Поэтому я не смог сделать "лабораторный" БП, зато зарядник для аккумов получился знатный!

... Вот еще знаю интересную схемку, которая работает на резонансе вторички. То есть индуктивность у обмотки и у умножителя есть емкость и играясь чимом можно регулировать напругу. У меня знакомый такое собирал, я сама нет. Но выглядит так как будто можно использовать паразиты здоровенной вторички на пользу. Слышали о такой схемке? есть у кого может опыт? ...

Не слышал. Но можно почитать.

... Что значит нормально нагрузите? ...

Нагрузить обмотку, на которую завязана ОС.

Любым способом.

... Я тут подумала что неплохо бы и PFC себе поставить. ...

PFC хорошо, но есть ли смысл для 100Вт мощности?

Вам же не проходить сертификацию?

Изменено 4 Октября, 2017 в 04:49 пользователем alexd