Przetwornica flyback 12V -> 85V, 35W

Witam,

Zmagam sie z budowa przetwornicy 12V->85V o mocy ok. 35W. Skojarzenia z zarowkiami HID jak najbardziej na miejscu. Wersja 1 na flyback'u jako tako dziala, ale jest kilka problemow. Przy

12V zasilania szczytowy prad tranzystora siega 15A, co juz troche przerasta moje zdolnosci :( Sa spore straty w tranzystorze, a prowadzenie sciezek i masy wydaje mi kluczem do sukcesu. Co mnie mocno zdziwilo, kondensatro C7 ( blokowanie zasilania 12V) grzeje sie calkiem sporo. Za wysokie ESR? Wiem, te 15A w szczycie plyna glownie z tego kondensatora...

Mimo ze staralem sie tak rozplanowac sciezki, zeby prady nie powodowaly "plywania" masy od strony pierwotnej do UM3843 jak i do wzmacniacza sumacyjnego, na sygnale sprzezenia zwrotnego jest troche smieci, ktore powoduja wylaczenie tranzystora przez wejscie VF.

W pdfach ponizej schemat i PCB, ktora testuje - czy ktos moglby skomentowac, czy nie ma tam jakichs kardynalnych bledow? Rdzen na RM10, 3F3, Al=160. L pierwotne = ok. 6uH, (6 zwojow 4 przewodami DNE

0,4mm) Przyznam sie, ze elementy gasikow wziete ze schematow aplikacyjnych UM3843 o podobnej czestotliwosci i mocy.

Aktualnie pracuje na 100kHz. przypuszczam ze wykonanie transformatora tez nie jest banalne dla takiego ukladu - na wtornym mam spore oscylacje, postaram sie zrzucic obraz z oscyloskopu.

formatting link
Zeby ulatwic sobie sprawe, wymyslilem ze najpierw podniose napiecie z

12V na jakies 24V przetwornica Boost, np LT1170 Lineara a pozniej Flybackiem na wymagane 85V + uklad stabilizacji "mocy". Flyback musi zostac, bo do zaplonu musze miec jakies 300V. Czy takie kaskadowe polaczenie bedzie mialo sens? czy wiecej strace na 2 konwersjach niz zyskam przez obnizenie pradu strony pierwotnej flybacka.

Licze na pomoc grupowych ekspertow przetwornicowych, dla ktorych 35W flyback to pewnie nic strasznego.

Pozdrawiam, Marcin

Reply to
mbawolski
Loading thread data ...

Nie zaznaczyles kierunkow uzwojen na transformatorze T1. To bardzo istotne ! H.D.

Reply to
H.D.

Transformator podlaczony poprawnie, prad plynie przez diode w momencie jak tranzystor jest wylaczoony. Schemat juz poprawiony. Marcin

Reply to
mbawolski

Zobacz jaki jest przebieg pradu ( napiecia) na oporniku R1 i ewentualnie wyciagnij wnioski. Uklad z dlawikiem zamiast transformatora bylby latwiejszy. Mozesz to latwo sprawdzic podpinajac diode D3 nie do koncowki 3 transformatora a do koncowki 2. ( uzwojenie wtorne zoztawiajac rozwarte). Teoretycznie jest to nadal prawie ten sam uklad. :) Mozesz ewentualnie zamienic uzwojenia i zostawic rozwarte pierwotne. H.D.

Reply to
H.D.

Na R1 jest pila od narostu pradu w uzwojeniu pierwotnym, tyle ze mocno zasmiecona. Pewnie te smieci potrafia w przypadkowym momencie wylaczyc tranzystor. Tak jak pisalem, 15A @100kHz plywajace po PCB powoduje najwiecej zlego, dlatego che najpierw podniesc napiecie do 24V a pozniej Flyback do 85V.

Transformator jest z powodu napiecia potrzebnego do zaplonu lampy - przed zapaleniem luku jest po prostu rozwarciem, potrzebuje 300V na kondensatorze wyjsciowym i "szpilki" kV do zaplonu. Zalatwia mi uklad kondensator-iskrownik-250V-zaplonnik, ktorego nie ma na schemacie. Zrobienie 300V tylko w konfiguracji Boost jest chyba niemozliwe, zwlaszcza jesli przy normalnej pracy chce miec na wyjsciu ok. 85V i

0.4A A flyback niejako "przy okazji" daje mi na wyjsciu b.wysokie napiecie, jesli nie ma obciazenia a sprzezenie zwrotne na UC3843 nie wylaczy kluczowania.

Uklad na LM358 jest prymitywna regulacja mocy - prad i napiecie strony wtornej sa sumowane w takich proporcjach, zeby dac 2.5V do sprzezenia zwrotnego UC3843 kiedy do obciazenia dociera 35W. Jesli prad nie plynie, to zadziala tylko sprzezenie napieciowe R20 i R21-R22 dajac ok. 200V Zwarcie R22 powoduje ze na wyjsciu zamiast 200V bedzie stabilizowane ok. 370V so przebije iskrownik i zapali lampe.

Zarowka metalohalogenkowa jest w przyblizeniu dioda zenera. Zeby bylo ciekawiej, jej napiecie zmienia sie wraz z nagrzewaniem lampy. Zaraz po starcie jest ok. 30V i po nagrzeniu sie rosnie do tych 85W. Probowalem na poczatku tylko stabilizowac prac na poziomie 0.4A, ale przy wzroscie napiecia na lampie ponad 90V i utrzymywaniu stalego pradu luk gasnie.

Obawiam sie, ze stabilne sterowanie takim paskudnym obciazeniem moze okazac sie trudne. Z tego co doczytalem, to HID w tez ma ujemna rezystancje dynamiczna. Tlumacze sobie to tak, ze wzrastajace napiecie lampy to wzrost jej rezystancji - stabilizacja pradu powoduje dalszy wzrost napiecie i w pewnym momencie uklad staje sie niestabilny i luk sie przerywa.

Moje pytanie, to czy da sie w miare prosty spodob doprowadzic taka przetwornice do dzialania ( odpowiednie prowadzenie masy, gasiki, transformator) czy prosciej i niezawodniej bedzie zrobic Flyback'a z

24V na 85V, zostawiajac cala stabilizajce mocy jak na schemacie.

Pozdrawiam, Marcin

Reply to
mbawolski

Chce zeby przetwornica pracowala w trybie DCM, podobno sa mniejsze problemy ze stabilnoscia sprzezenia zwrotnego, czyli wypelnienie z zalozenia ma byc <50%.

[...]

Zestaw 3 rezystorw ceramicznych 75Ohm / 25W kazdy to pierwszy element testowego ukladu. Nie usmiecha mi sie rozbic/popsuc/spalic (o ile mozna spalic cos, co nie ma wlokna) zarowki za 100zl.

LT Spice'a znam, symulacje sumatora na nim robilem:

formatting link
wersja z przelutowaniem sie z dioda na uzwojenie pierwotne nic mnie nie kosztuje, wiec sprawdze co to da. Jakie przebiegi powinny byc to wiem, problem, ze w ukladzie rzeczywistym nie sa tak idealne jak ksiazki pisza. Masz moze jakies zrodlo, gdzie w przysteony sposob jest napisane, jak liczyc elementy gasików? Moze jutro uda mi sie wrzucic przebiegi z oscyloskopu na www, bedzie latwiej postawic diagnoze, co jest nie tak.

Dzieki za porady, Marcin

Reply to
mbawolski

Zwiększ pojemność w filtrze przy tym rezystorze.

Ale step-up też będzie pobierał podobne prądy - to nie ma sensu.

Jest możliwe. I nawet w tej konfiguracji nie byłoby takie głupie. Problemem jest jedynie MOSFET, który musi wytrzymać te 300V i przy 4A prądu szczytowego dać mały spadek napięcia.

Tak samo dzieje się przy step-up (boost). Wstępnie policzyłem dla stosunkowo niewielkiej częstotliwości pracy:

30 kHz - taka częstotliwość umożliwia zastosowanie dławika na rdzeniu toroidalnym, proszkowym. Przy 220 uH i prądzie szczytowym niższym niż 4A bez problemów uzyskujesz zarówno 30V 1.1A, 85V 0.4A jak i 300V 0.1A. [...]
Reply to
RoMan Mandziejewicz
[...]

Problemy ze stabilnością i tak będziesz miał - samo sumowanie na wzmacniaczach operacyjnych dodaje przesunięcia fazowe sygnału sprzężenia i zwiększa wrażliwość na zakłócenia.

Poczytaj na Elektrodzie wątek:

formatting link
[...]

Reply to
RoMan Mandziejewicz

Samochodowe D2S ? Trzy [kiepskie] opracowania tu niedawno padly. One ponoc wymagaja pradu przemiennego.

Przejdz w CCM, bedzie troche mniej. Albo zrezygnuj z flybacka ...

szczegolnie jak masz dlugie kable zasilajace..

To sie zalatwia dlawikiem w rezonansie. A w ogole ci zapala ? To chyba nie jest D2S :-)

Ja bym w pierwszej kolejnosci zwiekszyl znacznie R17 i dodal tam jakies zabezpieczenie. W chwili zaplonu masz chyba na R2 spore przepiecie.

Na moj gust zerowy sens. W koncu chcesz te sama moc. To lepiej dodaj kolejny kondensator i grubsze sciezki..

J.

Reply to
J.F.

TI produkuje kosc UCC3305, dedykowana to takich zarowek, w pdfie przyklad na flyback'u a w w

formatting link
jest troche teorii i przykladowy jeszcze bardziej dla mnie egzotycznego SEPIC... Mam nawet 3 sztuki UCC3305, ale chce najpierw dojsc do ladu z sama przetwornica a pozniej bawic sie w stabilizacje mocy i inne dodatkowe funkcje.

Tak, samochodowe D2S, Philips i GE. W fabrycznych przetwornicach faktycznei najczesciej jest mostek H zasilajacy zapalona zarowke napieciem przemiennym kilkaset Hz - polepsza to jednodnosc swiatla ( w calej objetosci luku jest jednakowe widmo) i zmniejsza zuzycie elektrod - przy stalym degradacji ulega tylko jedna a material gromadzi sie na drugiej. Przy napieciu stalym tez swieci, nawet przy tak kiepskiej przetwornicy :)

formatting link

Jakos bardziej rozumiem i licze DCM, ale jesli to jedyne rozwiazanie trzeba sie bedzie doszkolic z CCM...Tylko ta stabilnosc i kompensacja wzmacniacza bledu. Przez te czesci PDFow nie moge sie przegyzc "ze zrozumieniem" :(

[ciach]

D2S faktycznie potrzebuje pare kV do saplonu na zimno i nawet kilkanascie kV na goraco. Zalatwilem to zaplonnikiem wydlubanym z favrycznej przetwornicy Helli. ( ta biala kostka na zdjeciu)

formatting link
Dodatkowo iskrownik na 250V, ktory rozladowuje kondensator 1uF/630V.
formatting link

R17 1kOhm, na R2 nie ma przepiec - caly spadek napiecia jest _chyba_ na lampie jako ze ona jest b.wysoka impedancja przed zaplonem.

250V z kondensatora w momencie przebicia iskrownika rozklada sie na - R2 ( b.malo) lampa, transformator zaplonnika, luk w iskrowniku. [...]
Reply to
mbawolski
[...]

Szczerze mówiąc nie mogę pojąć, po co zrobili w układzie SEPIC. Ten układ powinien równie dobrze pracować jako klasyczny flyback.

[...]
Reply to
RoMan Mandziejewicz

Ale tam wielkiej filozofii nie ma.

No chyba ze trafo zaplonnika - bo ja sie boje ze sporo z tych ok 300V na C5 sie pojawi na R2.

J.

Reply to
J.F.

Witam Ponownie,

Po spedzonym pol dnia przy oscyloskopie, wystrzeleniu 1 kondensatora wiem chyba troche wiecej o mojej przetwornicy.

formatting link
obrazek pracy bez obciazenia ( tylko dzielnik R21/R20) - ladnie doladowywany jest kondensator na wyjsciu. Przez 99% czasu tranzystor nie jest sterowany, pozniej pojawia sie paczka jak na wykresach powyzej, napiecie siega 200V - jest dobrze.

Po zapaleniu lampy sprawa juz nie wyglada tak ladnie:

formatting link
Zolty - sterowanie bramka tranzystora, Niebieski - napiecie na pinie 2 Uc3843 - nie podobaja mi sie szpilki, Zielony - prad na wyjsciu (sonda pradowa zalozona w zlym kierunku, stad ujemny) - dziwi mnie ze jest tak idealnie gladki, bo mierzac napiecie na R2 juz tak ladnie nie jest.

Fioletowy - napiecie na R1 - w szczycie siega 20A i wylacza UC3843 zabezpieczenie pradowe.

Problemy ze smieciami na sprzezeniu zwrotnym UC3843 biora sie jednak z mojego wzmacniacza sumacyjnego, a dokladnie czesci pomiaru pradu obciazenia:

formatting link
Zielony sygnal. Przypuszczam ze zbiera smieci - na PCB sa dosc dlugie sciezki/kynarek i dziala to jak antena. Sygnal z dzielnika R21R22 jest w miare czysty, choc troszke smieci sie w nim pojawia, ale w porownaniu z tym co jest z czesci pradowej to jest gladki. Pewnie tez za dlugie sciezki zbierajace smieci z transformatora.

Robilem testy z prostym ukladem, gdzie w szereg z obciazeniem (R2) jest rezystor 6R8 - zeby uzyskac 2.5V przy interesujacym mnie pradzie. Sygnal czysty, przetwornica cichnie, wykresy jak pradu jak z ksiazki.

Zrobilem jescze jedna zmiane - wczesniej mialem jako diode na wyjsciu FES8JT , 600V, 8A i 35ns - myslalem ze im szybsza tym lepiej. RoMan naprowadzil mnie po raz kolejny na dobra sciezke linkiem na elektrodzie - zmienilem na HFA08T i poprawilo sie troche - nie ma takich dzwonien na uzwojeniu wtornym, trafo pracuje ciszeh, choc jeszcze go slychac - pewnie przez "dzikie" sprzezenie zwrotne i grzeje sie znacznie mniej. Dolozylem tez 2 dodatkowe kondensatory 1000uF na wejsciu, jak poradzil entrop3r i tez przestaly sie grzac.

Probowalem odfiltrowac sygnal sprzezenia zwrotnego z wzmacniacza LM358 najpierw 4.7nF, poazniej 100nF a na koncu 100uF na pinie 1 - albo nie ma wplywu, albo tak zmienia ch-ke sprzezenia ze lampa nie jest wstanie zapalic sie - za wolna reakcja przetwornicy na gwaltowna zmiane obcizenia. Pewnie jakies slawetne zera na prawej polplaszczyznie...stabilnosci kiedys nawet bylem w stanie policzyc :)

Dziekuje wszystkim za porady i czas poswiecony na przeczytanie mojej "epopeji" - wiem w ktorym kierunku isc. Jak dojde do dzialajacej konstrukcji to nie omieszkam sie pochwalic wynikami

Reply to
mbawolski
[...]

Tylko skąd te ponowne wyzwolenia?

Wywal całkowicie ten wzmacniacz a sumowanie zrób wprost - na przykład rezystor 2R7 do pomiaru prądu i do niego dodaj dzielnik napięciowy z napięcia wyjściowego.

[...]

Nie Ty pierwszy nacinasz się na zbyt szybkich diodach...

[...]
Reply to
RoMan Mandziejewicz

Mnie to wyglada jakby jeden cykl sie caly zakonczyl, cewka nie zdazyla sie "rozladowac" i w nastepnym impuls zostal uciety.

Co gorsza sytuacja moze byc stabilna - efektywnie mamy jakies 60% wypelnienia - jesli to za malo do pracy lampy, to sprzezenie kaze zwiekszac wypelnienie, a tu jak widac prawie 100% i nie starcza..

Pozostaje podniesc indukcyjnosc cewki [wraz ze stosownym przeprojektowaniem trafa] - przejdzie w CCM i wyjdzie z kryzysu. Cos mi sie zreszta wydaje ze CCM juz jest - ten fioletowy wykres po przerwie tak jakby nie od zera narastal. Moze wystarczy delikatnie zwiekszyc czestotliwosc i sprawdzic czy mam racje.

Alternatywnie mozna by ograniczyc sprzezenie zeby nie dopuscic do zbyt duzego wypelnienia .. jakos sie nie potrafie doczytat w pdf jaka jest czulosc tego wejscia :-)

Rada moze byc dobra. Ale jesli wierzyc sondzie pradowej i prad jest rowniutki, to wzmacniacz pradowy najwyraznie zbiera cos z pradu po pierwotnej stronie. Gdzie masz podlaczona mase oscyloskopu - gdzies blisko

-zasilania, czy moze blizej nozki 4 lm358 ? Bo plytka jest dosc poprawna, ale te dwie cienkie sciezki masy prowadzace do 3843 to bym przesunal lekko w prawo i troszke przelaczyl, zeby obwodu oscylatora [C8] nie puszczac w petli obejmujacej silne prady ..

J.

Reply to
J.F.

Nie pasuje do generatora. Nijak.

[...]
Reply to
RoMan Mandziejewicz

O ile dobrze odczytuje pierwszy wykres, to oscylator ma okres ok 8us. Czyli pasuje do drugiego.

J.

Reply to
J.F.

ElectronDepot website is not affiliated with any of the manufacturers or service providers discussed here. All logos and trade names are the property of their respective owners.