Przetwornica, problemy ze stabilizacją poprzez

Witam,

Zbudowałem klasyczną przetwornicę zaporową:

formatting link
Dane: Uwe=12V, Uwy=5V, Iwy(max)=0.5A, f=100kHz, Trafo na rdzeniu toroidalnym: L1 = 142uH (pierwotne) L2 = 70uH (wyjściowe) L2'= 65uH (sprzężenie zwrotne)

Problem mam z uzyskaniem dobrej stablizacji, zwłaszcza od zmian Iwy:

- load reg.: Iwy = 0..50..500mA -> Uwy = 5,27..4,86..3,30V (37..30%)

- line reg.: Uwe = 9..15V (Iwy=0.5A) -> Uwy = 3.18..3.40V - tryb CCM Uwe = 9..15V (Iwy=20mA) -> Uwy = 4.86..4.87V - tryb DCM

Przy bezpośrednim sprzężeniu (bez izolacji) uzyskuję zmianę Uwy o 0.1V przy zmianie Iwy od 0 do 500mA, zaś przy zmianach Uwe, napięcie Uwy nawet nie drgnie.

Jak tylko przetwornica wejdzie w tryb CCM to zaczyna zmniejszać się współczynnik wypełnienia (na granicy jest 40%) i napięcie wyjściowe maleje... :/

Z pewnych względów odpada sprzężenie poprzez transoptor. Z róznych źródeł wyczytałem, że przy takim sprzężeniu da się uzyskać stabilizacje na poziomie +/-5% (ja nie potrafię).

Co może w moim wypadku wpływać na jakość tej stabilizacji? Jak mogę tą stabilizację poprawić?

Do pewnych wniosków doszedłem, np. że większe obciążenie uzwojenia sprzężenia (R4) poprawia do pewnego momentu stabilizację, no ale ileż można to obciążyć (choć wg mnie powinno być odwrotnie, bo przecież ma to być detektor wartości szczytowej:)... Czy ta zła stabilizacja wynika z nierównomiernego obciążenia uzwojeń? Niby klasyczny układ, a jednak znaleźć i wpaść na nic nie potrafię...

A napięcie uzwojenia sprzęgającego - im większe tym lepiej (w granicach rozsądku), czy ma być w przybliżeniu równe wyjściowemu, czy jak (oczywiście dla mojego przypadku, gdy Uwy jest stosunkowo duże)? Nawijanie bifilarne też odpada... :( Mam troszkę długą pętlę sprzężenia na płytce (odcinek od R4 do scalaka) - to płytka testowa, ale daleko od trafo i przykryty masą, więc nie sądzę, aby to miało aż takie znaczenie. Ma ktoś może pomysł, co mógłbym sprawdzić?

Oczywiście na życzenie mogę podesłać dowolne przebiegi napięć, czy podać wartości elementów...

Reply to
Dykus
Loading thread data ...

Witam,

Dnia 16.04.07 (poniedziałek), 'Dykus' napisał(a):

Wpięcie szeregowo z diodą D2 (sprzężenie) poprawia nieco sytuację, ale nadal jest dużo za dużo - Iwy=50..50mA -> Uwy=5..4V. A rezystora zwiększać za bardzo nie można, bo brakuje napięcia (tworzy się dzielnik) i przetwornica mniej stabilnie pracuje...

Reply to
Dykus

Użytkownik "Dykus" snipped-for-privacy@SpAmYwp.pl napisał w wiadomości news:evvdl3$h2s$ snipped-for-privacy@news.onet.pl...

Typowy problem - trzeba poprawić sprzężenie między _wszystkimi_ uzwojeniami (zgaduję, że uzwojenie sprzężenia nawinąłeś po prostu na wierzchu ?). Zwykle wygląda to tak, że dzieli się uzwojenia na warstwy i przeplata je (niestety, zachowując izolację, co komplikuje sprawę). Nawet mimo takich zabiegów któreś uzwojenie jest "gorsze" i nie ma co liczyć na stabilizację lepszą niż +/- 5%. Nawet kontrolery wykorzystujące do stabilizacji uzwojenie pierwotne (np. LinkSwitch) mają z tym problemy.

pozdrawiam entrop3r

Reply to
entroper

Tak wysoka częstotliwość?

Proszkowym? To dla niego za duża częstotliwość. A ferrytowy się będzie nasycał.

Absolutnie nie możesz nawet zakładać, że przy takiej szerokiej zmianie obciążenia flyback z pośrednią stabilizacją sobie poradzi - nierealne.

Normalne.

Raczej przeciążasz przetwornicę.

Bo?

[...]

Za mała pojemność C9...

[...]
Reply to
RoMan Mandziejewicz

Klasyczna ? Klasyczna nie ma D3 :-)

Zacznij od obejrzenia oscyloskopem co sie dzieje w petli sprzezenia. Slabo sprzezone trafo, diody sie za wolno otwieraja, szpilki cie niszcza, c9 za maly .. czy jeszcze cos innego ..

J.

Reply to
J.F.

Witam,

Dnia 16.04.07 (poniedziałek), 'entroper' napisał(a):

Niedobrze. Uzwojenia mają 20-40 zwoi na rdzeniu o śr. 16mm (jedno uzwojenie to "jeden obieg"), myślałem, że nawinięcie za toroidzie wystarczy... A docelowo planowałem je jeszcze bardziej odizolować od siebie.

Tak, nawijałem jako ostatnie, bo niedawno zacząłem bawić się z takim sprzężeniem. :)

U mnie jest tyle zwoi, że nie ma co przeplatać. ;) Ale wiem o co chodzi.

No właśnie, gdybym ja choć zbliżył się do tych +/- 5%... :(

A nawijanie uzwojenia sprzęgającego dwoma przewodami jednocześnie (tak jak dla dużych prądów) nie pomoże przypadkiem? Bo to chyba jedyne, co mógłbym wykombinować...

Reply to
Dykus

Witam,

Dnia 16.04.07 (poniedziałek), 'RoMan Mandziejewicz' napisał(a):

Wysoka?! Docelowo chciałem by pracowało to nieco powyżej 200kHz...

Ferrytowy: TN16/9.6/6.3 - 3F3 ze szczeliną. Sprawdzałem - do nasycenia daleko...

No to klapa... Czyli tylko transoptor?

Ale przy bezpośrednim sprzężeniu (bez izolacji, poprzez dzielnik z Uwy) ten problem nie występuje (ba, przetwornica wytrzymuje większe prądy). Rdzeń się nie nasyca, zabezpieczenie prądowe nie ma jeszcze prawa działać. Włączenie szeregowo z D2 rezystora 220 Ohm poprawia sytuację i to napięcie zaczyna opadać później (tzn. przy większym prądzie Iwy).

Hmm, powiedzmy, że chciałem by było to małe. W ostateczności zastosuję, jednak póki co chciałbym powalczyć o lepszą stabilizację bez transoptora.

Próbowałem wstawić 1uF, ale przetwornica pracowała bardzo niestabilnie przy pewnych obciążeniach, więc zostałem przy 100nF. Oczywiście to kwestia dobrania pozostałych elementów sprzężenia (przy okazji: C3=22nF), ale po samym włączeniu 1uF zmniejszyły się tylko tętnienia na R4 (oczywiste), zaś Uwy się nie zmieniło (stabilizacja taka sama).

Reply to
Dykus

Marzyciel...

Szczelina fabryczna czy sam ciąłeś?

Możesz próbować ze wstępnym obciążeniem uzwojenia wtórnego. Zacząłbym od 10% nominalnego. No i zwiększ trochę wydajność prądową klucza.

Mam bardzo złe doświadczenia z wielonapięciowymi przetwornicami flyback - one nigdy nie działają w amatorskim wykonaniu tak, jak powinne.

[...]

Transoptor jest mały. TL431 również.

Przy małych?

[...]
Reply to
RoMan Mandziejewicz

Witam,

Dnia 16.04.07 (poniedziałek), 'RoMan Mandziejewicz' napisał(a):

Następny... ;) Dlaczego? Układ tego nie wytrzyma, czy może transformator?

Sam ciąłem wg tego, co kiedyś opisywałeś. Sprawdziło się w 100%. :)

Próbowałem, dlatego też przy zakresach napięć podawałem także Uwy dla prądu

0.1*Iwy(max). Problem w tym, że przetwornica miałaby być uniwersalna, zaś prąd 500mA to jej maksymalny. Tak więc na specjalne obciążenia pozwolić sobie nie mogę. :( Ehh, ciężko... :)

Tzn.? Chodzi o próg wejśćia Current Sense? Mam rezystor 0.5 Ohma, wejście bez podciągania, to daje max. 2A. Ja osiągam max. 0.6A.

Właśnie nie, raczej gdzieś "w połowie" (~200mA). Ale to kwestia włączenia szeregowo z D2 rezystora, pewnie gdzieś w sprzężeniu napięcia brakuje. To nie problem... Bez tego rezystora działa poprawnie.

Reply to
Dykus

Całość. Im dalej w częstotliwość, tym więcej problemów. Im wyższa częstotliwość, tym bardziej przeszkadzają wszelkie pasożytnicze dodatki.

:)

Wyznaczyłeś współczynnik AL i A*zw nasycenia?

[...]

Wrzuciłem całość na stronę

formatting link
i wychodzi mi, że przy zasilaniu 15V i obciążeniu 200 mA jesteś na granicy pomiędzy DCM a CCM. Nie bardzo mogę zrozumieć, po co dałeś aż tak dużą indukcyjność... W tym zakresie napięć wejściowych i obciążeń z taką indukcyjnością zejdziesz do 33 kHz bez problemu. Jeśli upierasz się przy 100 kHz, to zmniejsz indukcyjność uzwojenia pierwotnego. Strona proponuje ok. 63 uH.

Reply to
RoMan Mandziejewicz

Witam,

Dnia 17.04.07 (wtorek), 'RoMan Mandziejewicz' napisał(a):

No tak, tylko idąc tym rozumowaniem to za 5 lat nadal będziemy produkować przetwornice o częstotliwości nieco powyżej akustycznej, co by ich tylko słychać nie było (niczym w książce Odona Ferenczi;). Półprzewodniki stają się coraz lepsze, a wystarczy spojrzeć na układy aplikacyjne nowych sterowników, czy nawet gotowych miniaturowych przetwornic - częstotliwości rzędu kilkaset kHz, sprawności dochodzące do 85% przy pełnej izolacji...

Dla przykładu, ja przy obecnych elementach (nic rewelacyjnego), zmieniając częstotliwość od 50 do 300kHz, przy Iwy=0.5A uzyskuję marną sprawność 63% (wcześniej miałem >70%, ale to było bez obciążenia wstępnego), ale nie zmienia się ona w funkcji częstotliwości.

To mówiłem ja - początkujący elektronik, który zaczyna przygodę z przetwornicami. ;)

Tak. TN16/9.6/6.3 - 3F3 ze szczeliną 0.5-0.7mm (cięte ręcznie) miał AL=82 (bez szczeliny AL=1160). Wyszło mi Imax=2A, co daje Bmax=350mT (przy 42 zwojach i f=25kHz). Wcześniej rdzeń nasycał się przy ~0.2A.

Po to, by uzyskać mniejsze tętnienia napięcia wyjściowego. Poza tym CCM jest bardzo przyjemny. :) No i zmiana indukcji w rdzeniu mniejsza, nie wiem czy nie zmniejszy to strat w rdzeniu...

Tak, tylko transformator który teraz mam jest wg mnie zbyt duży i docelowo chciałbym wsadzić coś jak TN16/7.5/5 (ze szczeliną), a to oznacza mniejsze indukcyjności. No i tętnienia - przy wyższych częstotliwościach (i większych indukcyjnościach) mogę stosować mniejsze kondensatory, a i tak coś czuję, że bez filtru wyjściowego się nie obejdzie... :(

Dlaczego nie polecasz pracy w CCM?

Reply to
Dykus

Ale tu nie o polprzewodniki chodzi. podepnij oscyloskop i zobacz jak wyglada przebieg na twoim uzwojeniu pomiarowym. Ile trwaja zbocza, szpile, a ile ladny rowny przebieg, ktorego napiecie chcesz zmierzyc :-)

Czym tak ladnie wyciales ?

J.

Reply to
J.F.

Użytkownik "Dykus" snipped-for-privacy@SpAmYwp.pl napisał w wiadomości news:f00hjg$9ec$ snipped-for-privacy@news.onet.pl...

bez przesady - to jest również drut emaliowany i stosuje się go właśnie w małych transformatorkach, gdzie nie mieszczą się standardowe przekładki. Podzielenie uzwojeń i wstawienie kilku przekładek o pełnej wytrzymałości zajmie jeszcze więcej miejsca.

pozdrawiam entrop3r

Reply to
entroper

Użytkownik "lwh" snipped-for-privacy@vp.pl napisał w wiadomości news:f004um$vtr$ snipped-for-privacy@news.onet.pl...

nie psuj Koledze w głowie, proszę... 3845 jest dobry.

e.

Reply to
entroper

Użytkownik "Dykus" snipped-for-privacy@SpAmYwp.pl napisał w wiadomości news:f023sv$2nj$ snipped-for-privacy@news.onet.pl...

Może się Kolega przejechał na zerach RHP? W CCM nie ma nic złego, i teoretycznie można sporo polepszyć sprawność. Niestety, przy dużych L amatorskie transformatory są zwykle kiepskie i cały zysk z CCM jest zjadany przez pasożyty. Niektórzy producenci (np. PE) tak się boją CCM, a nawet trybu granicznego, że w ogóle nie przewidują takiej pracy.

e.

Reply to
entroper

Użytkownik "entroper" snipped-for-privacy@CWD.spamerom.poczta.onet.pl> napisał w wiadomości news:f02bp7$km1$ snipped-for-privacy@nemesis.news.tpi.pl...

Co to jest, jakie daje skutki owe zero RHP, LHP ? Jak zrobić dobry transformator do przetwornicy ? Ja to robią amerykańskie (chińskie) fabryki ? Znacznie lepiej ? PE to Philips Electronics czy inna firma ?

Reply to
lwh

Jasne. Jeśli masz wyposażenie takie, jak duży producent przetwornic, jsteś w stanie równie starannie nawinąć transformator, zaprojektować i wykonać płytkę - wchodź w wyższe częstotliwości. Ale wykonując przetwornice w warunkach amatorskich problemów nie unikniesz a nie masz zapewne ani czasu ani środków na to, żeby dopracować każdy szczególik.

Co do 85% - nie przy flyback, szczególnie małej mocy.

[...]
84 A*zw - całkiem przyzwoite.

Ale trudniej ustabilizować pracę przetwornicy.

Przy wyższych częstotliwościach musisz stosować lepsze kondensatory - zaczynają się problemy z ESL. A filtr wyjściowy i tak przy flybacku jest konieczny.

Ze względu na stabilność. Poza tym mniejsza liczba zwojów da Ci wyższą częstotliwość rezonansu własnego. No i łatwiej wtedy wygospodarować miejsce na izolację i nawinąć uzwojenia na sobie a nie obok siebie.

Reply to
RoMan Mandziejewicz

Użytkownik "lwh" snipped-for-privacy@vp.pl napisał w wiadomości news:f02k73$t17$ snipped-for-privacy@news.onet.pl...

Fenomen jest dobrze opisany, w praktyce skutkuje tym, że stabilna praca pętli powyżej pewnego punktu jest niemożliwa (faza opada, a wzmocnienie się wznosi - koszmar :) ). Przy większych napięciach wyjściowych pasmo trzeba ciąć tak bardzo, że cała przetwornica traci sens.

Zależy co to znaczy dobry :) Producent nie robi takiego trafa, żeby mieć ładne przebiegi w układzie, tylko po to, żeby było szybko, tanio i niekoniecznie trwale. Dostępne są oczywiście różne fajne technologie typu specjalne druty, odpowiednie magnetyki, różnego typu lice, folie itp. ale jeśli nie ma absolutnej konieczności, nie używa się tego. Zresztą z prostych materiałów też da się zrobić bardzo dobre trafo, a kluczem do sukcesu jest zaprojektowanie optymalnej geometrii, z obliczeniem rozkładu pola wewnątrz uzwojeń, rdzenia, szczeliny itd. Ważne są drobiazgi, które amator niejako z definicji pomija - uzwojenie to uzwojenie, nawija się pierwotne, wtórne, drugie wtórne (nieraz po kilka warstw) i cześć. Tymczasem bywają trafa tak posiekane, że na pierwszy rzut oka nie wiadomo co jest do czego, oprócz podzielonych warstw są jeszcze sekcje - i tak ma być, żeby dało się stabilizować np. 3 napięcia w odbiorniku TV). No i podstawowa sprawa - trzeba wiedzieć, co jest w ogóle możliwe, a co trzeba rozwiązać układowo.

Tfu, miało być PI (Power Integrations). Pomyliło mi się z Pulse Engineering, ale oni robią tylko magnetyki.

pozdrawiam entrop3r

Reply to
entroper

Użytkownik "entroper" snipped-for-privacy@CWD.spamerom.poczta.onet.pl> napisał w wiadomości news:f02r76$prm$ snipped-for-privacy@atlantis.news.tpi.pl...

Dzięki za wyjaśnienia Nie znasz czasem jakiegoś podręcznika , książki po polsku opisującej te niuanse konstrukcyjne w przetwornicach ? Co podobnego do przywoływanej tu wielokrotnie książki Odona Ferenczi, tyle, ze współczesnego ? Czy istnieje może jakiś podręcznik dla polskich studentów projektujących przetwornice ?

Reply to
lwh

Witam,

Dnia 17.04.07 (wtorek), 'J.F.' napisał(a):

No, z 500ns syfu jest. Powyżej 50kHz napięcie wyjściowe zaczyna opadać...

To nie jest ładnie. :) Z całą pewnością da się lepiej, ale robiłem to po raz pierwszy i tarcza pod koniec nieco mi zjechała, stąd zrobiło się 0.7mm. A ciąłem tym:

formatting link

Reply to
Dykus

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.