Академия Гитарной Электроники: Обратноходовые преобразователи - Академия Гитарной Электроники

Перейти к содержимому

  • 3 Страниц +
  • 1
  • 2
  • 3
  • Вы не можете создать новую тему
  • Вы не можете ответить в тему

Обратноходовые преобразователи

#1 Пользователь офлайн   torbjorn 

  • Вставить ник
  • Цитировать
  • Раскрыть информацию

Отправлено 18 Октябрь 2016 - 23:55

*
Популярное сообщение!

"...следующее свойство ума — это стремление научной мысли к простоте. Простота и ясность — это идеал познания. Вы знаете, что в технике самое простое решение задачи — это и самое ценное. Сложное достижение ничего не стоит..." И.П. Павлов

Предлагаю начать не то, что с простого, а с элементарного, - с моддинга.
Есть у китайцев такая популярная микросхема - XL6019. Это контроллер с силовым ключом на борту для реализации буст/сепик/флайбек преобразователей. По какой-то причине для применения в большинстве серийных модулей эту микросхему затирают и поверхностно маркируют как XL6009. Я неоднократно ранее читал об этом явлении в некоторых обзорах, и специально купил три одинаковых модуля у разных продавцов, один модуль с 6019, и несколько оригинальных микросхем 6019. В итоге на всех синих модулях микросхема затёрта и перемаркирована под 6009, но рабочая рабочая частота - около 220 кГц, и вообщем методом подкидывания всех имеющихся микросхем на одну плату, выяснил, что работают они практически идентично. Но есть и ньюансы. У всех затёртых микросхем разброс ИОН, рабочей частоты и порога срабатывания защиты несколько выше чем у оригинальных. Абсолютно не критично, но факт. Из этого делаю вывод, что, вероятно, "под затирку" идут те экземпляры, которые не вписываются в заявленные по даташиту разбросы, для продажи забракованы, а для применения в копеечных ноунейм модулях - пойдут, да с песней. На практике в моём высоковольтном преобразователе это выражается в разбросе выходных напряжений в 5-7 вольт на одной и той же плате, с теми же резисторами делителя ОС.

Сейчас самая пора хотя бы поверхностно и со многими упрощениями уяснить ху из мистер флайбек. Прежде всего нужно знать, что трансформатор в обратноходовом преобразователе (далее ОХП) - вовсе не трансформатор в привычном нам понимании, а ни что иное, как многообмоточный дроссель (индуктивно связанный, coupled inductor, обратноходовый трансформатор). И в основе расчётов ОХП лежит простая формула, выражающая зависимости между индуктивностью катушки, напряжением на ней и скоростью изменения тока в ней:
U=Ldi/dt
Индуктивность первичной обмотки является главным фактором при расчёте выходной мощности. Именно она определяет то количество энергии, которое сможет запасти дроссель при определённом входном напряжении за выделенное для прямого хода время. Если в обычном повышающем (boost) преобразователе энергия запасается и одаётся через одну и ту же катушку дросселя, то в ОХП - обмоток как минимум две. Это позволяет варьировать длительностями прямого (период накопления энергии дросселем) и обратного (период передачи энергии в нагрузку) хода, и строить прекрасно работающие преобразователи с большим коэф-том преобразования напряжения при относительно невысоких соотношениях витков. Т.е. если в прямоходовых схемах Ктр - основа расчёта (по входу 10 вольт, по выходу - 100 вольт, значит соотношение витков ни какое иное как 1:10), то в в ОХП соотношение витков - это целый клубок компромиссов между перенапряжением на силовом ключе, обратном напряжении на выходном диоде, соотношением длительностей прямого и обратного ходов, пиковыми средними и среднеквадратичными токами и т.д. Рассмотрим на упрощённых схемах и графиках принцип работы типичного ОХП и расчёты основных критичных величин:

Прикрепленное изображение: AN-4150-page-002.jpg В установившемся режиме в момент включения t1 силового ключа ток в дросселе Ids (верхний график, синяя линия) начинает линейно нарастать (на самом деле в момент включения происходит короткий бросок тока, обусловленный перезарядом паразитных ёмкостей, но об этом позже). При этом (обращаем внимание на фазировку обмоток) выходной диод обратно смещён, ток во вторичной обмотке остутствует. Обратное напряжение Vdrev на диоде является суммой выходного напряжения Vo (выходной конденсатор уже заряжен после предыдущего такта, ток нагрузки поддерживается только энергией, запасённой в нём) и входного Vin, трансформированного соотношением витков. Vdrev = Vo + Vin*Ns/Np. Пример: Vin = 325V (типичное значение входного выпрямленного сетевого напряжения), Vout = 12V (какой-нибудь типичный БП модема или медиаплейера), число витков первичной обмоки Np = 100T, вторичной Ns = 10T. Обратное напряжение на выходном диоде во время прямого хода составит Vdrev = 12 + 325*10/100 = 44.5V. Напряжение на силовом ключе Vds во время прямого хода Ton близко к нулю (вернее, оно незначительно линейно нарастает, т.к. сопротивление открытого ключа всё-таки не нулевое). Итак ток дросселя (он же ток силового ключа) Ids в определённый момент t2 достигает своего некоторого пикового значения Ipk (значение это обусловлено обратной связью со вторичной стороной и токовым компаратором, который сравнивает напряжение на сопротивлении канала открытого ключа или токового резистора с напряжением на выходе усилителя ошибки ОС, и выдаёт команду на прекращение прямого хода, т.е. отключение силового ключа), силовой транзистор выключается и начинается обратный ход t2-t3.

В момент выключения силового ключа t2 происходит мгновенный реверс напряжений на обмотках дросселя, выходной диод открывается, ток первичной цепи как бы "перескакивает" на вторичную сторону (опять же, трансформируясь соответственно отношению витков Ipk*Np/Ns) и начинает линейно спадать (красная линия, средний график). Энергия передаётся в выходной конденсатор и нагрузку. Во время обратного хода t2-t3 напряжение на силовом ключе представляет собой сумму входного напряжения и выходного, трасформированного соответственно соотношению витков (в зарубежной литературе применяется прекрасный термин "отраженное выходное напряжение", reflected output voltage, Vro). Vds = Vin + Vo*Np/Ns, или Vds = Vin + Vro. Пример: Vin = 325V, Vout = 12V, число витков первичной обмоки Np = 100T, вторичной Ns = 10T. Vds = 325 + 12*100/10 = 445V
Отдельно стоит отметить выброс напряжения на силовом ключе в момент его закрытия t2, обусловленный высвободившейся энергией индуктивности рассеяния (затухающие осцилляции высокой частоты на фронте импульса напряжения Vds, синяя линия, нижний график). На рисунке он отображен очень упрощённо, но реальная его амлитуда и энергетика может быть очень высокой и даже смертельной для силового ключа, и обусловлена она величиной инд-сти рассеяния, током первичной обмотки (инд-сть рассеяния - последовательная с инд-тью намагничивания), выходной ёмкостью и скоростью запирания силового ключа (крутизной запирающего управляющего импульса). Подавление этого выброса не представляет никакой проблемы, для чего применяются RCD снабберы, супрессоры, коррекция крутизны управляющих импульсов, или всё вместе. Итак, ток во вторичной обмотке линейно спадает, достигает нуля и в момент t3 выходной диод запирается. С этого момента и до момента начала следующего такта (назовём это холостым ходом) на стоке силового ключа мы можем наблюдать затухающие осцилляции колебательного контура (ключ заперт, диод обратно смещён, обмотки "подвешены в воздухе"), образованного индуктивностью намагничивания первичной обмотки и некоторой эквивалентной ёмкостью, основной составляющей которой является выходная емкость силового ключа Coss. Как видим, начальная амплитуда этих колебаний равна Vro т.е. Vo*Np/Ns. Графики эти взяты из апноута AN-4150 корпорации Fairchild, в котором описывается принцип работы и процесс проектирования квазирезонансных обратноходовых преобразователей на базе контроллеров серии FSQ. Что же это - квазирезонансный режим работы ОХП? В обычном ОХП с фиксированной частотой переключения момент включения силового ключа может попадать на любую фазу колебаний холостого хода, и завист напрямую от его длительности, а длительность его - напрямую от нагрузки. При максимальной нагрузке и минимальном расчётном входном напряжении в правильно спроектированных преобразователях прямой и обратный ход занимают почти весь период, а при снижении нагрузки время запасания и передачи энергии становятся короче, а холостой ход всё длиннее:
Прикрепленное изображение: 2.gif
Примечательной особенностью квазирезонансных ОХП является наличие дополнительного входа синхронизации (у FSQ/FSCQ - это вход "SYNC", у других - "ZCD" - zero current detect, переключение при нулевом токе, "VD" - valley detect, "DEM" - demagnetization). Этот вход позволяет синхронизировать момент включения силового ключа с моментом минимальной фазы напряжения на стоке (нулевом токе дросселя) путём мониторинга обмотки самопитания. Получается момент включения силового ключа в QR режиме всегда попадает на минимальное напряжение на стоке и нулевой ток первичной обмотки, на т.н. "долину", "valley". На первую "долину", на вторую, или на n-ную, в зависимости от нагрузки и возможностей расширенного квазирезонансного режима (enhanced QR mode). Такой "мягкий" режим переключения позволяет не только сократить потери на мгновенной мощности при включении транзистора, но и значительно снизить электромагнитные помехи, создаваемые преобразователем. Если, например, расчитать "отраженное" напряжение равным или выше входного, то можно реализовать тру-ZVS, т.е. переключение фактически не просто при минимальном напряжении на стоке, а при нулевом. Cправедливости ради стоит отметить, что "нулевым" ZVS называют напряжение на прямо смещённом боди-диоде силового ключа. QR обратноходовые преобразователи рекомендованы производителями для чувствительных цепей, типа телекоммуникаций или высококачественных звуковых устройств.
Ещё один важный момент, касаемо основ теории. Всё вышеописанное касается режима прерывистых токов дросселя (discontinuous conduction mode, DCM), при котором каждый новый такт начинается когда вся энергия передана и выходной диод "непринудительно" обратно смещён. В режиме непрерывных токов (continuous conduction mode, CCM) каждая фаза передачи энергии (обратный ход) прерывается прямым ходом, т.е. ток дросселя никогда не спадает до нуля. Каждый режим имеет свои недостатки и преимущества, но нас интересует исключительно DCM. Во-первых в CCM выходной диод постоянно претерпевает форсированное восстановление. Это некритично для диодов Шоттки (у которых фактически отсутствует такой параметр, как время обратного восстановления, из-за отсутствия в структуре неосновных носителей заряда), но критично для обычных, даже и самых быстрых диодов (которые мы и будем применять в высоковольтном преобразователе, т.к. обратное напряжение может достигать полукиловольта). Дело в том, что форсированное восстановление в CCM даже очень быстрого диода, во-первых, будет вызывать его перегрев, из-за значительной мгновенной мощности (ток диода ещё не упал до нуля, а на нём уже высокое обратное напряжение), во-вторых - вызывать броски тока по первичной стороне в момент включения ключа, что не только приведет к росту коммутационных помех, но и может "сбивать с толку" токовое управление. Кроме того, в CCM при прямом ходе более 50% неизбежно возникают субгармонические колебания, а у нас максимальная длина прямого хода будет около 75%, и "завывания" или гул в звуковом диапазоне нам совсем не нужны.

Итак, от теории перейдём к практике. Имеем синенький модуль. Схему его рисовать не буду, т.к. она есть в приведённом выше даташите. Приведу схему того, что нам нужно получить в итоге, а именно обратноходового (флайбек) повышающего преобразователя из постоянного стабилизированного накального 12.6В в высокое анодное, и фотки с разных ракурсов готового "мода".

Прикрепленное изображение: XL6019 FLY-BACK_schem.jpgПрикрепленное изображение: DSCF172.JPGПрикрепленное изображение: DSCF176.JPGПрикрепленное изображение: DSCF1719.JPGПрикрепленное изображение: DSCF1720.JPGПрикрепленное изображение: DSCF1721.JPGПрикрепленное изображение: DSCF1722.JPGПрикрепленное изображение: DSCF1723.JPGПрикрепленное изображение: DSCF1724.JPG

Прежде всего понадобится изготовить сердце устройства - обратноходовый трансформатор. Соотношение витков я выбрал 1:10, при этом легко считаются как "отражённое" на стоке силового ключа, так и обратное на выходном диоде. Например, при указанных номиналах делителя ОС (расчёт делителя есть в даташите, номиналы я взял из ходовых и с таким расчётом, чтобы по-меньше тепла на них выделялось) выходное напряжение составит около 330 вольт с дрейфом с учётом зависимости от ИОН конкретного экземпляра микросхемы и допустимого разброса номиналов резисторов. Расчётное напряжение на стоке Vds = Vin + Vro = 12.6 + 330/10 = 45.6V Обратное напряжение на диоде Vdrev = Vo + Vin*Ns/Np = 330 + 12.6*10 = 456V. При желании можно дополнительно включить в делитель имеющийся на плате триммер и плавно регулировать выходное напряжение в необходимых пределах (с учётом Ктр, "отраженного" и "обратного", естественно). Что касается выбора сердечника, то в обратноходах так же не всё однозначно, как и с Ктр. Главное - не вылазить за пределы индукции, т.е. 200-250 мТл "по классике" и уместить провод в окно. На схеме я указал диапазон индуктивностей первички для выходных мощностей от около 2Вт до около 10Вт. Сердечник должен быть ОБЯЗАТЕЛЬНО С ЗАЗОРОМ. Для примера приведу моточные данные трансформатора, который на моих фото (10Вт). Это был тр-р от дежурки АТХ на сердечнике EE19/8/5 с заявленной инд-стью первички 2.8 мГн (да-да, на таких трансах обычно всегда пишут индуктивность, как и на дросселях от эколампочек). Не пришлось даже вторичку мотать. Дело в том, что первичная обмотка в сетевых флайбек-трансформаторах для минимизации инд-сти рассеяния, как правило, мотается в две одинаковые секции, между которыми расположены секции вторичек. Получается я снял пол-первички (84 витка), родные вторички, и у меня на каркасе осталась секция в 84 витка (вторая половина родной первички, крайняя к каркасу) с индуктивностью 680 мкГн. Соответственно при соотношении витков 1:10 (8.4 первички к 84 вторички) инд-ть первички составила 6.8 мкГн (квадратичная зависимость инд-ти от числа витков, витков в 10 раз меньше, значит инд-ть в 100 раз меньше). Cечение сердечника по даташитам у такого магнитопровода Ae = 22.1 mm2. Максимальное время включенного состояния ключа ton при частоте 220 кГц и максимальной длительности прямого хода 75% составляет 1/220000*0.75 = 3.4 мкс. Раситываем размах индукции:
dB=Vin*ton/(Ae*Np) = 12.6*3.4/(22.5*8.4) = 0.226 Тл. Как видим максимальная расчётная индукция впритык. Но и кол-во витков первички у меня составило не 8.4 на практике, а где-то 8.7 (неполные 9 витков). Так что вписываемся.
Справедливости ради стоит отметить, что нет особого смысла применять именно такой трансформатор в этом модуле. Для преампов слишком много, для усилителей мало, ни туда ни сюда. И места много занимает. Посто это первый транс, на котором я впервые тестировал модуль, и который запечатлел на фото. В идеале на плату идеально вписываются мелкие сердечники типа RM. Например для двух-трёхбаллонного преампа можно применить сердечник RM5 с зазором 0,12 мм и удельной индуктивностью 160 nH/T2. Для индуктивности первичной обмотки, например, 13 мкГн понадобится намотать sqrt(13/0.16)= 9 витков первичной обмотки и 90 витков вторичной. По паспорту сечение магнитопровода 23,8 mm2. Считаем индукцию dB=12.6*3.4/(23.8*9) = 0.2 Тл. Впритык, но с учётом того, что 3.4 мкс - это прямой ход с обратным впритык к полному периоду, а у нас полюбому будет присутствовать определённый холостой ход, то время включенного состояния ключа будет меньше, и максимальная индукция, соответственно, ниже. Для двух баллонов можно мотать на таком сердечнике не 9:90, а 10:100.
По поводу обмоточного провода. Для вторички нужно брать не менее 0.1 мм диаметр на пару баллонов, для первички - под всё свободное окно. Чем толще - тем лучше. Намотка первички в несколько жил или литцендратом приветствуется, т.к. частота немалая, скин-эффект все дела. Мотать виток к витку. Если не хватает остатков витков вторички под целый слой, то распределить остаток максимально равномерно. Первичку тоже ровненько по отношению к вторичке в один или два целых слоя (соответственно и к выбору диаметра подходить). И таки вторичку мотаем первой, а первичку - сверху. При грамотно намотанном трансформаторе схема вообще не нуждается в снаббере (я указал его на схеме для перестраховки). Дело в том, что у этого контроллера сильно затянуты фронты (для стабильной работы в CCM) и отключение силового ключа настолько медленное, что выброс инд-ти рассеяния почти не проявляется даже при полной нагрузке. Особо упоротые, как я, могут намотать тр-р на сердечнике от родного дросселя:
Прикрепленное изображение: DSCF1678.JPGПрикрепленное изображение: DSCF1679.JPGПрикрепленное изображение: DSCF1727.JPGПрикрепленное изображение: DSCF1730.JPG
Только собирать его нужно очень аккуратно, чтоб зазор не перекосило и не было неравномерного насыщения сердечника.
Что же у нас "видит" в итоге осциллограф, и к чему я приплёл квазирезонансы? Об этом немного позже, а я пойду выпью чаю :) Продолжение следует...


ОБНОВЛЕНИЕ ОТ 31.12.16



Продолжим тему обратноходовых преобразователей. Раз уж я упомянул в первой части о квазирезонансниках, то этой дорогой и пойдём дальше. В этот раз предлагаю собрать сетевой источник питания на микросхеме FSQ510 от производителя Fairchild. Не первой свежести продукт, но, тем не менее, имеет вполне приемлемые характеристики, полный спектр защит, копеечную стоимость, и простую до безобразия обвязку. Итак, собственно схема:

Прикрепленное изображение: fsq510_tube_smps.png

Входной фильтр упрощенный, не содержит габаритных конденсаторов X и Y классов. Такие фильтры повсеместно применяются в компактных адаптерах мощностью до 20...30Вт. Последовательно включенные (для обычных ширпотребных smd резисторов типоразмера 1206 допустимое максимальное напряжение не должно превышать в среднем 200 вольт ) резисторы R3/R4 служат для запуска контроллера. В момент включения БП в сеть они заряжают конденсатор фильтра самопитания С1 через внутренний ключ, затем, когда напряжение на конденсаторе превышает верхний порог UVLO, микросхема запускается, начинает питаться от обмотки aux и стартап-резисторы отключаются от цепи питания. Резисторы R5/R6/R7, конденсатор С4 и диод D3 образуют цепь синхронизации для работы преобразователя в QR режиме и мониторинга OVP защиты. Конденсатор С4 кроме расчёта подбирают опытным путем для максимально корректной подстройки момента включения ключа под половину периода свободных колебаний контура, образованного инд-стью намагничивания первичной обмотки тр-ра Lpri и суммой емкостей Coss силового ключа и эквивалентной паразитной емкостью тр-ра. Резистор R8 ограничивает ток обмотки самопитания в случае срабатывания защитного стабилитрона ZD1. Намотка всех обмоток трансформатора в один слой на удлинённом сердечнике позволила получить очень низкую инд-сть рассеяния, благодаря чему RCD снаббер R3/R4/C2/D1 сделан очень "мягким" и потери на нём мизерные. Применение "медленного" диода позволяет частично рекуперировать энергию выброса инд-ти рассеяния, а не только превратить её в тепло. По вторичной стороне в накальной цепи имеем выпрямитель на диоде Шоттки и стандартный CLC П-фильтр. Цепь анодного выполнена стекованием (stacking) двух идентичных обмоток для снижения обратного напряжения на выходных диодах. Это так же снижает стресс, вызванный кратковременным влётом в CCM и мгновенной мощностью на диодах при запуске блока питания. Ведь холодные накалы и разряженные "банки" преампа требуют повышенной мощности. Применение плёночных конденсаторов в цепи фильтрации анодного позволило добиться пренебрежимо малых пульсаций и отсутствия "иголок" благодаря их сверхнизкому ЭПС в сравнении с электролитическими, даже низкоимпедансными, конденсаторами. В теорию расчёта компенсатора ОС R13/C12 углубляться не буду, скажу лишь, что теоретические расчёты всегда проверяю практическими тестами динамического отклика на возмущающую нагрузку высокими скоростями нарастания/спада тока.
Итак, рекоммендации по намотке трансформатора. Я использовал удлиненный сердечник EEL19 с немагнитным зазором 0.25 мм в центральном керне. Очень популярны в дежурках АТХ, и в продаже не редкость. Каждая секция первичной обмотки содержит 95 витков провода 0.2 мм по изоляции. Каждая секция анодной обмотки содержит 160 витков провода 0.1 мм по изоляции. Теоретически провода 0.1 мм в один слой по длине окна должно уместиться ровно вдвое больше чем провода 0.2 мм, но дело в том, что чем тоньше провод, тем ниже коэф-т заполнения окна, ведь микрорасстояния между проводами приблизительно одинаковые при любом диаметре, а отношения этих расстояний к толщине провода разнятся. Продолжаем. Накальная обмотка содержит 12 витков провода 0.4 мм, равномерно спиралью распределенных по всему окну. Поскольку на таком горизонтальном каркасе всего 4 ножки по вторичной стороне, накальную обмотку выводим прямо на плату. Обмотка самопитания - 14 витков провода 0.2 мм, равномерно, аналогично накальной. Сразу скажу, что данную конструкцию тр-ра я рекомендую только для ленивых и новичков. Во-первых, он не соответствует требованиям электробезопасности, а именно не предусматривает применения 3-мм защитных поясков утечки по поверхности. Если делать с поясками, то первичные и анодные обмотки придется мотать полуторными слоями, располагая их асимметрично. Индуктивность рассеяния увеличится, ведь 6 мм длины окна уйдёт на пояски и общая толщина обмоточного слоя увеличится пропорционально. Во-вторых, накальную обмотку предпочтительнее мотать шиной (несколько жил в параллель, не свивая). Это улучшит равномерный отбор энергии магнитнго поля (снизит инд-сть рассеяния), сделает тоньше слой, и проще будет поверх него мотать следующую обмотку, слой не будет "горбатым" с огромными расстояниями между витками. Позже опишу ещё возможные варианты намотки.
Данный источник питания позволяет получить максимальную долговременную мощность 9Вт в QR режиме при напряжении питающей сети 215...250В. Т.е. мощности с головой хватит для преампа на двух баллонах, с учётом питания реле и выходного буфера. В критичном режиме разрывных токов при 230В в сети можно выжать 11 Вт, но это уже экстрим. Не в плане перегрузки, а в плане опасности влёта в долговременный ССМ при понижении напряжения в сети.
Я не стал расчитывать индуктивность первичной обмотки так, чтобы токовая защита Ilim отрабатывала до влёта в ССМ, т.к. при этом, во-первых, увеличились бы почти вдвое статические потери на сопр-ниях открытого канала Rdson (из-за более высокого среднеквадратичного тока первичной обмотки) и обмоток, во-вторых, динамические потери в ключе на переходных процессах, из-за более высокой рабочей частоты. А ведь все эти потери выделяются в виде тепла на кристалле транзистора, а именно его температура и определяет максимальную мощность источника питания при определенной температуре окружающей среды, и надежность и долговечность прибора в целом. Ведь внутри преампа с парой ламп или в герметичном корпусе типа адаптер отнюдь не прохладно.
Для проверки на стресс выходных диодов анодного при включении БП я провел тест на 1000 циклов вкл/выкл питания с помощью релейного модуля и ардуино. Полёт нормальный, температура диодов почти не превышала при этом температуру в установившемся режиме. Спрашивайте, интересуйтесь, не стесняйтесь.
Прилагаю фото с разных ракурсов, а так же архив с лейкой и пейнт-каракулями для понимания принципа намотки:

Прикрепленное изображение: DSCF1825.JPGПрикрепленное изображение: DSCF1827.JPGПрикрепленное изображение: DSCF1828.JPGПрикрепленное изображение: DSCF1829.JPGПрикрепленное изображение: DSCF1830.JPGПрикрепленное изображение: DSCF1831.JPGПрикрепленное изображение: DSCF1832.JPGПрикрепленное изображение: DSCF1833.JPGПрикрепленное изображение: DSCF1834.JPGПрикрепленный файл  FSQ510_tube_smps.rar (2,78МБ)
Количество загрузок:102

Ага, ну и анимированная осциллограмма работы в QR режиме с переходом в критический режим:

Прикрепленное изображение: FSQ510.gif

P.S: на номиналы резисторов на фото не обращаем внимание, т.к. фотографировалась плата до отладки некоторых узлов.
18

Добрый день.
Для поддержания guitar-gear необходимо пара килорублей. Всем небезразличным просьба воспользоваться формой Я.Деньги
Проверь свой e-mail на валидность!!
В редактор добавлена кнопка "Спойлер" для выкладки больших изображений, всех игнорирующих эту возможность ждет наказание.

#2 Пользователь офлайн   Nazarett 

  • то тут то там..
  • Вставить ник
  • Цитировать
  • Раскрыть информацию

Отправлено 19 Октябрь 2016 - 02:07

Перфекто, мистер. Скинь мне плз изображения, и текст если есть - я на сайтецком опубликую, негоже такое без внимания оставлять
а сегодня качественно играть на гитаре могут не только лишь все... мало кто может...
0

#3 Пользователь офлайн   Данила-мастер 

  • Вставить ник
  • Цитировать
  • Раскрыть информацию

Отправлено 19 Октябрь 2016 - 10:38

Готов подписаться на изготовление экселя с расчетами.
0

#4 Пользователь офлайн   torbjorn 

  • Вставить ник
  • Цитировать
  • Раскрыть информацию

Отправлено 19 Октябрь 2016 - 15:00

Nazarett, попозже, т.к. нужно ещё дописать несколько важных рекомендаций.

Данила-мастер, не уверен, что это нужно. Тем более, из-за затянутых фронтов выходная мощность заметно отличается от расчётной. Схема настолько проста, что творческий подход только приветствуется. Вплоть до того, что можно использовать "перевёртыши". Например, беру из кучи первую попавшуюся плату от АТХ, снимаю трансформатор дежурки, измеряю. Первичка (она для нас будет вторичкой) - 1.75 мГн, вторичка (та что в несколько жил, под 5В питание, у нас будет первичкой) - 11 мкГн. Ктр получается 12.6. Считаем напряжение на силовом ключе при использовании этого трансформатора в нашей схеме и выходном напряжении, например 350В: Vds = Vin + Vro = 12.6 + 350/12.6 = 40.4В. Обратное на выходном диоде: Vdrev = Vo + Vin*Ns/Np = 350 + 12.6*12.6 = 508В. Вписываемся без проблем, особо пугливые могут заменить ES1J на ES1K, например. Подключаю к модулю, нагружаю, и вижу, что схема отдаёт 19 мА до режима нестабильности (кратковременные влёты в CCM), т.е. до первой valley. Не перегревается, не уплывает КПД (около 80%). Есть небольшой "гребешок" от инд-ти рассеяния, т.к. одна из родных вторичек не подключена (пассивный слой). Вполне годное решение:

Прикрепленное изображение: 11uH_7W_max.jpg

Если у человека нет осциллографа и электронной нагрузки, то можно просто постепенно нагружать выход резисторами, смотреть на стабильность выходного напряжения и, как ни странно, слушать. При перегрузке, т.е. влёте в CCM, снижается выходное напряжение, схема начинает шипеть (пропускает такты, т.к. уходит в защиту из-за приведённых на первичную сторону бросков тока обратного восстановления выходного диода ). Ну а LCR метр таки иметь на хозяйстве в наше время просто необходимо. Тем более, они сейчас по цене ширпотребных мультиков. И последние прошивки позволяют измерять даже очень низкие индуктивности резонансным методом (не знаю насколько точно, т.к. сам измеряю малые индуктивности осциллографом с референсным конденсатором).
Со временем я просто сделаю таблицу рекомендованных инд-стей для основных популярных схем преампов.
1

#5 Пользователь офлайн   Данила-мастер 

  • Вставить ник
  • Цитировать
  • Раскрыть информацию

Отправлено 19 Октябрь 2016 - 15:59

torbjorn, Ну для начинающих пальщиков полезно будет.
Да и сам я лентяй и то что делаю более 2 раз стараюсь автоматизировать )))) чтоб потом ничего не делать )

Вопрос про родную катушку.
Мне эта задротская тема очень понравилась.
Сколько с нее можно выжать мощности ? на 2-3 баллона хватит ?
И сложно-ли его расклеить ?
0

#6 Пользователь офлайн   torbjorn 

  • Вставить ник
  • Цитировать
  • Раскрыть информацию

Отправлено 19 Октябрь 2016 - 16:46

Данила-мастер, родные дроссели попадаются как с мягким компаундом, так и с "каменным", типа эпоксидки. Над эпоксидным нужно попотеть, зажать аккуратно дроссель в тисочки, без лишних усилий, нагревать термовоздушкой, где-то при 200С и долго и кропотливо чем-то типа штопфера отскребать компаунд. С мягким - намного проще, прогрел минутку, и сердечник легко выдавливается из кожуха. Но есть и ещё один тип, верхушка залита мягким компаундом, а ножки внутри - твёрдым. Тут нужно не спеша обсмотреть, потыкать иголочкой, проверить где какой компаунд.
По поводу мощности. Я мотал на CDRH129 (тот, что на фото, это не родной, у родного типа CDRH127 окно на полмиллиметра короче). Подсчитываем родные витки после разборки и делим родную инд-ть на колво витков в квадрате. У меня на 1 мГн этом дросселе было 100 витков. Удельная индуктивность этого сердечника составила около Al = L/T2 = 1мГн/10000 = 100nH/T2. Под инд-ть около 22 мкГн я намотал 150 витков Ø0.1 вторички и 15 витков Ø0.75 первички. Максимальный ток в устойчивом режиме составил 10 мА. Но, заметил, что дроссель изрядно грелся, градусов до 70С даже при 5мА нагрузке. Таки дело оказалось в перекошенной относительно кожуха гантели. Расклеил, пересобрал тщательнее, и порядок. Два баллона в идеале. Если три, то будет ниже КПД, из-за разогрева вторички. Но, попробовать то множно.

Прикрепленное изображение: CDRH129_22uH_no load.jpgПрикрепленное изображение: CDRH129_22uH_10mA_ZVS.jpg
0

#7 Пользователь офлайн   Данила-мастер 

  • Вставить ник
  • Цитировать
  • Раскрыть информацию

Отправлено 19 Октябрь 2016 - 17:25

torbjorn, Ну два баллона + Повторитель это как раз около 5мА и выйдет.
0

#8 Пользователь офлайн   Scorp 

  • Вставить ник
  • Цитировать
  • Раскрыть информацию

Отправлено 20 Октябрь 2016 - 09:35

Подскажите. Вы писали, что сердечник должен быть с зазором. Только что разобрал 2 транса дежурки АТХ блоков питания и сердечники БЕЗ зазора. или это касается катушек родных? или я не внимательно вник в суть. поправьте пожалуйста.
0

#9 Пользователь офлайн   torbjorn 

  • Вставить ник
  • Цитировать
  • Раскрыть информацию

Отправлено 20 Октябрь 2016 - 13:30

Scorp, Сердечники обратноходовых трансформаторов не бывают без зазора (если это не кольцо из распылённого железа, альсифера или сендаста, у которых диффузный распределённый зазор в самом материале). Может это ты разобрал GDT (согласующий трансформатор управления затворами/базами)? Они обычно на EE16 серд-нике, территориально на плате - между основным силовым и обратноходовым. Тогда как тр-р дежурки - на ЕЕ19, и всегда крайний на плате. В качестве контроллера - примитивный блокинг-генератор на одном мосфете (крайний на радиаторе), гораздо реже - микросхемы типа TNY, LNK, Viper.
Что есть зазор в центральном стержне магнитопровода:

Изображение
0

#10 Пользователь офлайн   Scorp 

  • Вставить ник
  • Цитировать
  • Раскрыть информацию

Отправлено 20 Октябрь 2016 - 13:33

Спойлер

транс DX ЕЕ-19-10 с четырмя обмотками. две по 80 витков и 2 многожильные 8 и 11 витков. обозначение на платах Т3.
сердечник при разборке поломал но не суть важно.
0

#11 Пользователь офлайн   torbjorn 

  • Вставить ник
  • Цитировать
  • Раскрыть информацию

Отправлено 20 Октябрь 2016 - 13:48

Scorp, давай и фото сердечника и места на плате где он там стоял.

UPD:Scorp, так есть там зазор, за километр видно. Просто у тебя сердечник перекошен из-за того, что одно боковое ответвление отломлено. Нижняя на фото половинка (как раз та, что надломлена) и есть гапированная (у неё центральный стержень короче).
0

#12 Пользователь офлайн   Scorp 

  • Вставить ник
  • Цитировать
  • Раскрыть информацию

Отправлено 20 Октябрь 2016 - 13:59

Просмотр сообщенияtorbjorn (20 Октябрь 2016 - 13:48) писал:

Scorp, давай и фото сердечника и места на плате где он там стоял.

UPD:Scorp, так есть там зазор, за километр видно. Просто у тебя сердечник перекошен из-за того, что одно боковое ответвление отломано. Нижняя на фото половинка (как раз та, что надломлена) и есть гапированная (у неё центральный стержень короче).


таки да. приклеил недостающую часть... сори, что ввел в заблуждение.

Может удалить сообщения???

Сообщение отредактировал Scorp: 20 Октябрь 2016 - 14:00

0

#13 Пользователь офлайн   torbjorn 

  • Вставить ник
  • Цитировать
  • Раскрыть информацию

Отправлено 20 Октябрь 2016 - 14:11

Scorp, кстати, приемлимый Ктр получается. Можно пробовать перевёртышем. 8+11 последовательно в качестве первички, 80+80 последовательно - вторичка. Если индуктивность рассеяния невелика, то может даже при 350 на выходе нормально работать. Если же XL начнёт влетать в защиту от перенапряжения, то попробовать делителем ОС снизить до 330В, например. Дерзай. Вот только интересно, куда обмотка самопитания делась, она же блокировочная (тонкая, с десяток витков, с выводами на ту же сторону, что и первичка).

Scorp, и никогда не разбирай залаченный транс холодным. Только над термовоздушкой или после минутки в кипятке.
1

#14 Пользователь офлайн   Scorp 

  • Вставить ник
  • Цитировать
  • Раскрыть информацию

Отправлено 20 Октябрь 2016 - 14:23

Просмотр сообщенияtorbjorn (20 Октябрь 2016 - 14:11) писал:

Scorp, кстати, приемлимый Ктр получается. Можно пробовать перевёртышем. 8+11 последовательно в качестве первички, 80+80 последовательно - вторичка. Если индуктивность рассеяния невелика, то может даже при 350 на выходе нормально работать. Если же XL начнёт влетать в защиту от перенапряжения, то попробовать делителем ОС снизить до 330В, например. Дерзай. Вот только интересно, куда обмотка самопитания делась, она же блокировочная (тонкая, с десяток витков, с выводами на ту же сторону, что и первичка).

Scorp, и никогда не разбирай залаченный транс холодным. Только над термовоздушкой или после минутки в кипятке.


обмотка самопитания была. забыл упамянуть. разбирал под термовоздушкой. обломился когда нижнюю часть вытаскивал. не заметил каплю клея между сердечником и наружной изоляцией.
0

#15 Пользователь офлайн   torbjorn 

  • Вставить ник
  • Цитировать
  • Раскрыть информацию

Отправлено 20 Октябрь 2016 - 16:17

Scorp, тогда обмотку самопитания можно подключить последовательно двум секиям 80+80, напряжение на ключе будет меньше. Главное - с фазировкой не запутаться.

Ещё хочу обратить внимание на перерезанную дорожку от стока ключа до анода диода:

Прикрепленное изображение: DSCF1720.JPG

И не забываем, что преобразователь нужно подключать к потребителю через резистор около 4.7кОм, чтобы снизить стрессовые токи диода во время запуска.
0

#16 Пользователь офлайн   Grechka 

  • Вставить ник
  • Цитировать
  • Раскрыть информацию

Отправлено 20 Октябрь 2016 - 20:21

А под 6 вольт накального это дело нельзя никак приспособить?
0

#17 Пользователь офлайн   Vitalka 

  • Антиум
  • Вставить ник
  • Цитировать
  • Раскрыть информацию

Отправлено 20 Октябрь 2016 - 21:33

Просмотр сообщенияGrechka (20 Октябрь 2016 - 20:21) писал:

А под 6 вольт накального это дело нельзя никак приспособить?


А даташит на микру почитать? А удвоитель поставить?
Шануймося браття, бо ми того варті
0

#18 Пользователь офлайн   torbjorn 

  • Вставить ник
  • Цитировать
  • Раскрыть информацию

Отправлено 20 Октябрь 2016 - 21:39

Grechka, можно, причём ничего не меняя в схеме. Только индуктивность первички брать вдвое ниже. Например, не 22 мкГн для пары баллонов, а 11 мкГн.
Как раз вот у меня торчал 11 мкГн перевёртыш (о котором я писал в посте #4) на модуле. Попробовал с парой 6Н2П-ЕВ в энглоподобии на макете и 6.3 питании, - впритык. Включение ключа приходится ещё до ZVS области:

Прикрепленное изображение: 11uH_6V3_max.jpg

На пару мА больше потребления и уже могут появляться в звуковом диапазоне артефакты из-за рандомных влётов в CCM.
Если планируется на выходе повторитель от анодного запитывать, то лучше брать 8...9 мкГн.
Для трёх баллонов по свободке потестирую.
Заметил, что энгл на 12ax7eh кушает около 5.5 мА, тогда как на 6Н2П-ЕВ - около 7 мА. Да и два баллона двум баллонам - рознь. Уверен, пред по 800-ке и по энглу потребляют немного по-разному.

.............

Vitalka, о каком удвоителе речь?
0

#19 Пользователь офлайн   Vitalka 

  • Антиум
  • Вставить ник
  • Цитировать
  • Раскрыть информацию

Отправлено 20 Октябрь 2016 - 23:00

Просмотр сообщенияtorbjorn (20 Октябрь 2016 - 21:39) писал:

Vitalka, о каком удвоителе речь?

Это я неправильно Юрку понял
Шануймося браття, бо ми того варті
0

#20 Пользователь офлайн   Valentinych 

  • Гуляю здесь...
  • Вставить ник
  • Цитировать
  • Раскрыть информацию

Отправлено 22 Октябрь 2016 - 13:14

Просмотр сообщенияScorp (20 Октябрь 2016 - 09:35) писал:

Подскажите. Вы писали, что сердечник должен быть с зазором. Только что разобрал 2 транса дежурки АТХ блоков питания и сердечники БЕЗ зазора. или это касается катушек родных? или я не внимательно вник в суть. поправьте пожалуйста.
Зазор в магнитопроводе нужен при однотактном преобразовании, когда первичная обмотка преобразователя питается от источника постоянного напряжения, импульсный ток в ней течет преимущественно в одну сторону, что через несколько тактов приводит к перенасыщению сердечника.
В двухтактных преобразователях (большинство сетевых, в т.ч. БП от компов, именно такие) направление тока в первичной обмотке (скорее - в полуобмотке) меняется на каждой полуволне, в результате вектор магнитных силовых линий в магнитопроводе изменяет знак, так что материал сердечника успевает перемагничиваться, и не входит в насыщение.

То Torbjom: Замечательный материал, коллега! Даже если это компиляция из других источников, то весьма не дурно скроенная. Очень рад, что на форуме появляются люди, не только хорошо владеющие темой, но и умеющие четко и лаконично изложить ее в короткой заметке.
Браво! :good:
Маленький совет вдогонку: старайтесь избегать аббревиатур в своих постах. То, что для Вас очевидно, для многих среди тут - тайна за семью печатями. Мало кто признается в этом, но еще меньше смогут понять, о чем идет речь.

To Nazarett: Torbjom - прекрасная кандидатура на вакансию технического модератора форума.
from Nazarett: Он сказал не хочет
Хочу все знать, но... это не реально...
0

#21 Пользователь офлайн   torbjorn 

  • Вставить ник
  • Цитировать
  • Раскрыть информацию

Отправлено 22 Октябрь 2016 - 16:56

Valentinych, спасибо, камрад :drinks: Все наши знания - в той или иной мере компиляция информации из разных источников. Я попытался кратко изложить принцип работы, дабы избежать естественных вопростов, типа "как так, по входу 12, по выходу - 350, а соотношение витков - 1:10 ???".

Просмотр сообщенияValentinych сказал:

Зазор в магнитопроводе нужен при однотактном преобразовании, когда первичная обмотка преобразователя питается от источника постоянного напряжения, импульсный ток в ней течет преимущественно в одну сторону, что через несколько тактов приводит к перенасыщению сердечника.

Всё верно, только это актуально для прямоходовых однотактных преобразователей, где введение даже незначительного немагнитного зазора значительно снижает остаточную индукцию. Со временем всё-же был вытеснен применением рекуперационной обмотки, которая сбрасывает энергию остаточной инд-ции в первичный источник, при этом экономия на габаритах и стоимости тр-ра - существенная. В обратноходовых же трансформаторах, как в любых других силовых дросселях, зазор - средство снижения магнитной проницаемости ферритового сердечника, чтобы он мог иметь необходимо малую индуктивность при количестве витков, достаточном чтобы не влететь в насыщение при определённом напряжении на нём и ton. Т.н. энергоёмкость дросселя. Ну а в целом "бонус" тот же - сужение петли гистерезиса путём растягивания её по оси напряжённости.

Просмотр сообщенияValentinych сказал:

Маленький совет вдогонку: старайтесь избегать аббревиатур в своих постах. То, что для Вас очевидно, для многих среди тут - тайна за семью печатями. Мало кто признается в этом, но еще меньше смогут понять, о чем идет речь.

Так все те немногочисленные аббревиатуры, которые я могу применять, расшифрованы в заглавном посте.
0

#22 Пользователь офлайн   Scorp 

  • Вставить ник
  • Цитировать
  • Раскрыть информацию

Отправлено 31 Октябрь 2016 - 17:24

Повторил данный модуль. Спасибо torbjorn за терпение и подсказки :drinks: осталось протестить с преампом.

Вот такой анодно-накальный преобразователь получился.с 12,6 на 6,3 (регулируемый) и 330 (в принципе можно тоже регулируемый).
Прикрепленное изображение: IMG_20161122_151037.jpg
Прикрепленное изображение: IMG_20161124_120154.jpg

Времени было мало но удалось поиграть на преампах по мотивам Энгл по 2 лампы. Преобразователь накала еле теплый преобразователь анода холодный.
Разницы в звуке с трансформаторным или импульсным питанием на слух не определил. Компактность данного устройства с легкостью позволяет установить в корпус преампа и питать это все низковольтным блоком питания.

Сообщение отредактировал Scorp: 24 Ноябрь 2016 - 13:12

1

#23 Пользователь офлайн   Scorp 

  • Вставить ник
  • Цитировать
  • Раскрыть информацию

Отправлено 06 Январь 2017 - 12:58

Всем привет! Первый пошел!!! Запустил своего зверька! Настала пора тестирования.
п.с. фото чуть позже когда от флюса отмою :pleasantry:

С моим трансом максимум по накалу удалось выжать 850мА. После уходит в защиту. При увеличении нагрузки на накале анодка растет до 380 вольт (это с анодной нагрузкой).
0

#24 Пользователь офлайн   torbjorn 

  • Вставить ник
  • Цитировать
  • Раскрыть информацию

Отправлено 10 Январь 2017 - 18:52

Стартпост обновлён, добавлен проект сетевого источника питания.

Может сделать проект многоканального БП для педалборда с гальванически развязанными выходами? Сетевой или чисто как низковольтный блок развязки с входом под первичный адаптер?
А то чего-то тихо в теме... Один камрад Scorp собирает и у него всё получается :)
4

#25 Пользователь офлайн   NAGIBATOR 

  • В запое
  • Вставить ник
  • Цитировать
  • Раскрыть информацию

Отправлено 10 Январь 2017 - 19:34

torbjorn, если есть желание, делай и то и другое. Но мне был бы интереснее низковольтный блок развязки.
Если нужен трансформатор, или лампочки нет рядом, напиши мне милый друг, весь мой склад у твоих рук.
0

#26 Пользователь офлайн   Данила-мастер 

  • Вставить ник
  • Цитировать
  • Раскрыть информацию

Отправлено 10 Январь 2017 - 21:22

Думаю оба направления перспективны.
Изображение
Например Strymon ojai
1

#27 Пользователь офлайн   Scorp 

  • Вставить ник
  • Цитировать
  • Раскрыть информацию

Отправлено 10 Январь 2017 - 21:31

Всем привет! Вот и подружил преамп с блоком питания. Мало того, что убрал кучу деталей так еще и кусок платы отрезать можно лишний )) Все звучит все работает.
Прикрепленное изображение: IMG_20170110_202557.jpgПрикрепленное изображение: IMG_20170110_202635.jpg

Сообщение отредактировал Scorp: 10 Январь 2017 - 21:36

2

#28 Пользователь офлайн   torbjorn 

  • Вставить ник
  • Цитировать
  • Раскрыть информацию

Отправлено 10 Январь 2017 - 21:34

Хех :) Ну вот такую блоху на 5x100 мА можно сделать на базе модуля за 0.5$ Только это уже будет не флайбЕк, а флайбАк
0

#29 Пользователь офлайн   Данила-мастер 

  • Вставить ник
  • Цитировать
  • Раскрыть информацию

Отправлено 10 Январь 2017 - 21:38

Просмотр сообщенияtorbjorn (10 Январь 2017 - 21:34) писал:

Хех :) Ну вот такую блоху на 5x100 мА можно сделать на базе модуля за 0.5$ Только это уже будет не флайбЕк, а флайбАк

Увы, коллега, там 5х500мА
0

#30 Пользователь офлайн   torbjorn 

  • Вставить ник
  • Цитировать
  • Раскрыть информацию

Отправлено 10 Январь 2017 - 21:41

Данила-мастер, не вопрос, коллега, найдём основу по-мощнее :) Или пять модулей (таки лот как раз пятёрочка) параллельно, и каждому по RM5 сердцу. Итого долларов в 5...6 уложимся.
Scorp, ты хоть провод от розетки к БП подключи, а то не верю, что работает :D
3

Поделиться темой:


  • 3 Страниц +
  • 1
  • 2
  • 3
  • Вы не можете создать новую тему
  • Вы не можете ответить в тему

4 человек читают эту тему
0 пользователей, 4 гостей, 0 скрытых пользователей