sterownik przetwornicy 12V -> kV

Mar 09, 2008 19 Replies

Witam, robię "przymiarki" do budowy impulsowej przetwornicy DC-DC niewielkiej mocy zasilanej z 12V DC, dającej na wyjściu napięcie DC rzędu kilku kV (np. na początek 2kV) i prąd ok. 200uA (rozwojowo do 4-5kV przy tym samym prądzie, ale to już zależy od "doświadczeń" z trafem). Trafo i układ sprzężenia zwrotnego to odrębna sprawa, na razie zastanawiam się nad tym, jaki scalony sterownik PWM wybrać. Założenia dodatkowe:



- przetwornica przeciwsobna,



- najchętniej bez dodatkowych tranzystorów mocy (ale to nie jest warunek konieczny),



- łatwa realizacja zabezpieczenia (i sygnalizacji) przed zwarciem na wyjściu,



- optoizolacja wtórne/pierwotne NIE jest konieczna (wspólna masa),



- możliwość wstępnej regulacji napięcia wyj. w zakresie np. 0,5-1*Uwy_max



- częstotliwość pracy - na początek 60-80 kHz (ale z "zapasem" możliwości-jak będzie wszystko OK to pobawiłbym się z większś f. bez zmiany sterownika)



- łatwa dostępność układu sterownika (cena nie jest współczynnikiem nr 1 ale oczywiście bez przesady :-)



- łatwość "pracy" z układem (noty, przykładowe projekty, brak "niespodzianek"),



- sprawność (o dziwo) nie jest krytyczna ale chłodzenie raczej pasywne i nie musi się to-to od razu grzać jak piecyk... TL494 to chyba już "przeżytek" i nie do końca dobry do powyższych wymagań ? Co byście sugerowali ze swojego doświadczenia ? Pozdrawiam, wkwj


Witam. Do budowy przetwornicy 12V -> x kV to nie polecam przeciwsobnej, a raczej jakiegoś klasycznego flybacka lub nawet przetwornicę typu boost jeśli nie jest wymagana optoizolacja.

Tak na wstępie polecam stronkę

formatting link
ę jeżeli jesteś początkujący to się baardzo przyda :-)

Pozdrawiam i życzę wosokich napięć :-) Wojtek

wkwj pisze:

Mozna sprobowac i przeciwsobna z powielaczem.

J.

bendziol pisze:

- sytuację zwarcia na wyjściu - w układzie zasilanym z projektowanego zasilacza to dość prawdopodobna sytuacja (a dodatkowe zabezpieczenie przed tym komplikuje układ).

- Dla Uwe=12V i Uwy=2kV byłoby (T-t1)/T=0,006 czyli b. krótkie wyłączenia tranzystora kluczującego. Czy to się da zrealizować w praktyce ?

- W trybie pracy "discontinuous" na tranzystorze kluczującym może pojawić się Uwy czyli 2kV - który to wytrzyma :-) ? Flyback - niby super - brak indukcyjności po stronie wtórnej, "prostota" konstrukcji elektronicznej. Tylko to trafo ze szczeliną i jak najlepszym sprzężeniem magnetycznym...wolałbym tego uniknąć. W sumie to ze względu na "wysokonapięciowość" strony wtórnej odpadają wszystkie topologie z indukcyjnością KONIECZNĄ po stronie wtórnej... I tutaj moje nowe pytanie: w której topologii ta indukcyjność tworzy TYLKO filtr wyjściowy a w której jest konieczna do pracy przetwornicy ? I w której można zastosować TYLKO pojemność jako filtrację na wyjściu ? Bo np. mam zrobiony jednotranzystorowy zasilacz w konfiguracji "forward" na 1200V ze sterowaniem na mc34063 bez żadnej indukcyjności po stronie wtórnej i pracuje OK. Może tą konstrukcję "podrasować" i zmienić sterownik na "prawdziwy" PWM ? Jeżeli chodzi o sterowniki to "oglądam" serie UC384x i SG252x. Pozdrawiam, wkwj

wkwj pisze:

A widziałeś trafa WN z starych telewizorów? Nie trafopowielacze, ale zwykłe trafa z powielaczem zewnętrznym? Rdzeń ze szczeliną => może być z 2ma szczelinami => rdzeń dzielony jako dwa U lub E => każde uzwojenie ma swój oddzielny karkas i jest oddzielnie nawinięte, pełna separacja.

A dlatego, że wszelkie przetwornice forward potrzebują dławika po stronie wtórnej do poprawnej i _obliczalnej_ pracy.

Nie.

Bez względu na tryb pracy na kluczu masz zawsze szczyty napięcia równe napięciu wyjściowemu.

Ale to jedyne sensowne wyjście. Nikt nic mądrzejszego nie wymyślił. Sprzężenie magnetyczne zawsze jest konieczne - jego słabość generuje indukcyjność rozproszenia, która zabija klucze.

Nie traktuj indukcyjności w przetwornicy forward jako filtr - jest to przede wszystkim magazyn energii.

Jasne. Za dławik wyjściowy robi indukcyjność rozproszenia. A za filtr

- rezystancja uzwojenia.

Jeśli chcesz mieć przewidywalną pracę przetwornicy - stosuj się do zasad. Boisz się wysokonapięciowych dławików - zastosuj rdzenie i karkasy do tego przystosowane - np. takie, jakie stosuje się w przetwornicach do CCFL.

a dlaczego nie wiezmiesz gotowego trafa WN od telewizora? niektore sa naprawde niewielkie taniej i tak nie zrobisz, najtansze kupisz juz za 25zl one wymyszaja ci konfiguracje flyback. napiecie mozsz podac na uzwojenie zarzenia - przy 12V osiagniesz nominalne na wyjsciu

O powielaczu w przeciwsobnej nie pomyślałem, rzeczywiście będzie to działać. Ale po co inwestować w krzem? uzyskujesz małe prądy a awaryjność może być niepotrzebnie większa (np. przy przebiciu jednego z kondziołów może się jeszcze jedna z diod wysokonapięciowych sypnąć) a cały układ może się niepotrzebnie zwiększyć(kondzioły i diody na takie napięcie to malutkie nie są). Flyback najlepszy. W energoelektronice sam dobry kontroler nic nie da, jeżeli topologia(inaczej założenia) i wykonanie jest do bani.

nie wierzysz w dobre wykonanie trafoka? patrz tu:

formatting link
transformator to po prostu pajęczarska klasyka :-) a działa.

na stronce

formatting link
są określone tylko topologie, nie ma dodatkowych zabezpieczeń tranzystora kluczującego. Jak dasz nieduży filtr RC + dioda szybka do zabezpieczenia klucza(ograniczenie przepięć na kluczu) to flyback spokojnie zniesie niedokładności wykonania transformatora. Sporo lamp plazmowych z elektrody nie posiada nawet tych "gasików" a powinny. Te przepięcia zbiera klucz. W pobliżu maksymalnego napięcia pracy zaczyna przewodzić(i grzać się) ograniczając tym samym przepięcia. I potem są takie kulawe ale działające "plazmy" powielane... W dobrze wykonanym flybacku w żadnej z lamp plazmowych z elektrody nie powinien klucz być ciepły. Ale ludziska nie wiedzą o tym i dają radiator zamiast gasika i też działa. działa bo pobierają z flybacka małą moc. Jakby kto przy takim wykonaniu próbował wyciągnąć tak z 10W na wyjściu to by się zaczęły problemy

Pozdrawiam nie taki flyback straszny :-) Wojtek

wkwj pisze:

Latwiej wymienic diode niz przebite trafo :-) A powielacze telewizyjne dobrze pracuja.

Poza tym na 2kV to mozna zrobic z 4 stopni po 500V, wiec calkiem znosne napiecia.

W sumie .. czemu nie ? Przy utrzymaniu rezimu pracy tranzystora powinno.

Hm, straty sa glownie w momencie kluczowania. rezystory duzej mocy tez sa problemem :-)

J.

"Greg(G.Kasprowicz)" <Grzegorz.Kasprowicz_usunto snipped-for-privacy@CERN.CH wrote in message news:fr2r77$omf$ snipped-for-privacy@inews.gazeta.pl...

wystarczy stary monitor monochromatyczny...

Jak telewizor malutki [14"], to on czesto zasilany wewnetrznie z 12V.

J.

Tak sie zastanawiam czy nie daloby rady po pierwotnej stronie ..

Hm, 2kV to nie , ale tranzystory do ~1.5kV robia i w telewizory wstawiaja.

Czyli jest mozliwosc takie piki wygenerowac .. pytanie czy uda sie z

12V .. czemu nie ?

J.

Jasne. Tylko co zrobić z nadmiarem energii zgromadzonej w dławiku? Są układy pracujące w taki sposób (Royera czy jakoś tak) ale to dość wysoka szkoła jazdy.

[...]

di/dt ma skończoną wartość.

No ale skoro w TV daja takie tranzystory, to widac di/dt jest wystarczajace.

Fakt ze to uklady zasilane z ~200V ..

J.

Ale tam masz dość ściśle ustalony toff i ton...

Raczej bliżej 140V.

Daloby. Sam mam dlawiki po pierwotnej. Przetwornica z 300VDC na 3kV. Prad wyjsciowy 1A. Nie sieje praktycznie nic, bo prad jest ladnym sinusem (dzieki dlawikowi po pierwotnej). Patrzac na oscyloskop widze potencjalne piki pradu, gdzie wylaczenie klucza

Ja wylaczam klucze i po ptokach - nie ma napiecia na wtornym, pierwotne ladnie sie rozladowuje. Trzeba tylko pilnowac walk-off w rdzeniu jesli chce sie szybko wlaczac albo wylaczac w polokresach. Ja tego nie robie (znaczy zawsze jest wielokrotnosc 360 stopni).

Aha - u mnie to bez sprzezenia chodzi, bo ja chce miec max Iwy, wiec problemow ze sprzezeniem dla tej konfiguracji nie znam.

Prawde mowiac to przy takich duzych przelozeniach normalnym jest duza indukcyjnosc rozproszenia. A wtedy az prosi sie o uzywanie tego i powstaje lepsza lub gorsza przetwornica rezonansowa.

Eee - jesli wylaczasz calkowicie, to plynie przez diody zabezpieczajace do zasilania, czyli napiecie chyba jednak jest ?

Nawet jakbys zwarl dwa klucze, to i napiecie na dlawiku jakos chyba by sie tam przenioslo na wtorne.

J.

Dlawik sie rozladowuje, ale to 'delikatne' jest. Chodzilo mi o to, ze nie ma gwaltownego 'dupniecia'.

Nie chce mi sie myslec... ostatnio mam dosc tych potwornic.

Ale my tu raczej nie o sinusoidalnej piszemy...

[...]

Wiem. Ale jak wsadzisz dlawik po pierwotnej to po uwzglednieniu pojemnosci i ind. rozproszenia w trafie robionym domowym sposobem da sie prostokata zblizyc do sinusa/trapeza. Ladnie dziala, nie sieje, nie grzeje sie - tylko patrzec na to juz nie moge ;-(

Join the Discussion

Have something to add? Share your thoughts — no account required.

Didn't find your answer?

Ask the community — no account required