БП для гальваники 2: По следам evsi - нужен совет 2.

Блог им. QuaziKing2

Нарисовал схему БП с учетом советов и документов. Прошу посмотреть что получилось.
Входящие цепи не рисую, там все просто и понятно: конденсаторы, индуктивности, предохранители и термистор на 10Ампер.
Выход на этом блоке:
  • 10 вольт 50 ампер основной выход
  • 12-15 вольт 3-5 ампер вспомогательный выход для питания схемы управления выходом

Схема управления на ucc25600 и драйвером ir2110:
Схема управления
Схема будет смонтирована на отдельной двухсторонней платке и впаяна в основную плату. Кроме того, это позволит:
1) Использовать обычный двухсторонний текстолит
2) Отлаживать отдельно от силовой части не имея проблем с высокими напряжениями.
Выход не регулируемый, поэтому обратной связи на частоту нет. Есть защита по току на основе токового трансформатора. Думаю потом сделать триггер: если появляется перегрузка, то контроллер отключается полностью до полного отключения блока. Номиналы обратной связи пока проставлены от балды, ее планирую настраивать на готовом блоке.

Силовая часть:
Силовая часть
Верхний конденсатор полумоста стоит не верно. Спасибо antonluba за подсказку.

Выход:
Выход с транформатора
Тут есть масса вопросов, которые мне пока не понятны:
0) Т.к. у нас полу-мост, то можно брать питание с силового трансформатора. Я не смог понять почему так и понять хватит ли мне мощи вторички для питания контроллера и драйвера? Кто может подсказать где почитать про это?
1) Выход не регулируемый, что будет когда нагрузка отсутствует? Частота преобразований всегда 350кГц. Я так понимаю, что вторичка дает некое сопротивление, тем самым ограничивая нарастание тока и магнитного поля, но когда нагрузки нет, ток растет очень быстро. Не будет насыщения кольца? Не будет он сильно греться на холостом ходу?
2) Т.к. с выхода идет питание и контролера и выходных цепей, как себя будет вести напряжение при изменении основной нагрузки: там возможны пульсации от 0 до 600 ватт, как это скажется на цепях питания?

Разведенная силовая плата и выход:
PCB

Модель со стороны компонентов, слева видно плату управления:
Компоненты
Голубой — трансформатор, зеленый — токовый трансформатор, желто-белое кольцо — индуктивность для сглаживания пульсаций на выходе питания управляющих цепей. На входе 3 больших конденсатора: они должны быть выше, модели кривоваты…

Модель со стороны фольги:
Дорожки

Комментарии (25)

RSS свернуть / развернуть
Почитать наверное можно в книжке Семенова. А зачем используется оптопара? Частота на мой взгляд высоковата. Трансформатор сложно будет изготавливать. Мне кажется на таких частотах при такой мощности будут конденсаторы сильно греться( электролиты полумоста ).
0
Оптопара чтобы развязать силовую часть и управляющую — мало ли столько там будет вольт…
Электролиты полумоста будут с low ESR естественно. Про транс и намотку под такие частоты — это отдельная песня. Мотать буду литцендратом. Для расчетов использую программу от старичка.
0
Так ведь трансформатор тока будет развязывать, а ограничение можно стабилитроном обеспечить. И все таки мне кажется частота слишком большая будут потери на выпрямительных диодах, транзисторах, трансформаторе. Хотя если Вы имели дело с силовыми схемами значит знаете что делаете.
0
не имел ) но основную мощь будет выпрямлять синхронный выпрямитель. но это позже. сейчас я хочу сделать первую силовую часть…
0
По п.1 если правильно расчитать трансформатор, то греться на хх не должно. Следить за током должны обратные связи. Если произойдет насыщение, то фактически сопротивление первички останется оммическим и вылетят транзисторы, и помогут в этом конденсаторы фильтра.
По п.2 не понятен вопрос, а кто будет запускать схему, если она запитывается с выхода.
0
По п.2: на схемах с полумостом, везде питание идет с силового странса. Вспомогательных схем нет. Почему так не понимаю. У Семенова ничего на этот счет не написано.
0
обычно в эту же цепь (VCC) еще подключен резистор от выпрямленного напряжения первички и стабилитрон. Но это самый тупой вариант, резистор будет постоянно греться и сильно. Вообще схемы старта для сетевых импульсников это отдельная тема. Я довольно много копал в этом направлении и пока не вижу решения более красивого, чем на транзисторах с встроенным каналом.

P.S. выпрямитель для питания схемы может состоять ровно из одного диода и конденсатора микрофарад на 10. там токи потребления мизерные (до 100мА точно).
0
Как 100mA? А где драйвер берет 2A для раскачки транзисторов?
0
2А это импульс, который длится ровно время заряда/разряда входной емкости транзистора (то есть <100нс в самом худшем случае на одно переключение). Средний ток там маленький. Почитай даташит на драйвер, там написано сколько он тянет в разных режимах.
0
Да. Все правильно. Я конкретно втупил. )
0
1. Ничего не будет, поскольку не будет переноса энергии на вторичную сторону. Насыщения в правильно посчитанном трансформаторе тоже не будет.
2. Вопрос о старте совершенно закономерен — до того, как схема начнет переключаться, ее надо чем-то запитать, а питание идет только с дополнительной вторички.

И еще: я бы настоятельно порекомендовал поискать более современные транзисторы, чем IRFP460. У него огромный суммарный заряд затвора (210nC!) и он крайне медленный (td(off) 110ns!). При этом он вовсе не блещет Rds(on) (0.27 Ом).
Есть масса доступных высоковольтных полевиков от Infineon и ST (выводные корпуса):
— STP18N55M5 (0.24 Ом, 31nC, ни одна из времянок не превышает 30ns)
— IPP60R299CP (0.29 Ом, 29nc, <40ns)
— IPW65R190CFD (0.19 Ом, 68nC, <53ns)
Если копнуть глубже, подходящих транзисторов можно найти весьма много. Из новых серий имеет смысл обратить внимание на Infineon CoolMOS 6 и CoolMOS 7, ST-ные MDmesh 5.

P.S. в SMD корпусах есть не мало весьма симпатичных транзисторов.
0
Про насыщение понял, спасибо.

Про транзисторы я пока не говорю. Эти поставил потому что они были в DipTrace. Конкретные буду подбирать когда буду делать (схема не измениться, просто заменю один footprint на другой). З.Ы. SMD не хочу. TO220 или 247. Там теплоотвод сделать проще.

Сейчас основные вопросы в запуске схемы. Где про это можно почитать?
0
Погугли smps startup circuit.

P.S. правильно выбранные транзисторы будут греться достаточно мало, что бы отвести от них тепло прямо в полигон, а если этого будет мало, то прижать их сверху радиатором не сложнее, чем прикрутить их к радиатору. но я не агитирую за этот вариант, это пока и в промышленности не самый распространенный вариант, хотя взрывообразный рост транзисторов в корпусах типа VSON-4, как бы намекает, что массовый переход не за горами.
0
С Вашей идеей питать через транзистор со встроенным каналом понял. Видимо его и приделаю.
Про полигоны — я пока опасаюсь. Опыт не тот. Для отвода тепла в плату нужна двух-сторонняя плата + полигоны правильного размера… Тут радиатор + вентилятор. Ошибиться сложно… Для меня пока самое то…
0
Полигоны примерно 25х25мм (ну или эквивалентной площади).
0
Да. Я читал статью по Вашей ссылке. Но пока я не готов к таким экспериментам.
0
Как искать транзисторы со встроенным каналам? bss135 нету ни в одном магазине. А поиск по параметрам — не знаю что искать.
0
Читал про МОП-транзисторы: Вы имели в виду транзисторы с обедненным N-каналом?
0
Их вообще не очень много. Искать их по словам depletion mode. По конструкции они именно со встроенным каналом (то есть даже при нуле на затворе у них может течь ток между истоком и стоком). Ну и да, конечно, они работают в режиме обеднения, то есть при приложении определенного порогового напряжения носители заряда полностью вытесняются из канала и канал запирается.
На вскидку вот названия моделей:
BSP135 (именно BSP, а не BSS)
BSS126
CPC5603
DN2450
DN2470
DN2540
DN3145
DN3545
DN3765
LND150
0
У вас на схемах и в описании везде BSS135. Причем такой транзистор существует, и похож по характеристикам… )

Спасибо. BSP нашел )
0
Опечатка просто.
0
По поводу транзисторов, думаю использовать STW36N55M5:
V(BR)DSS Drain-source breakdown voltage ID = 1 mA, VGS = 0 550 V
RDS(on)Static drain-source on-resistance VGS = 10 V, ID = 16.5 A 0.06 0.08 Ω
Qg Total gate charge VDD = 440 V, ID = 16.5 A, VGS = 10 V 62nC
0
Да, отличный транзистор.
0
Верхний конденсатор полумоста перевернуть надо?
0
Да. У себя уже поправил. Тут не стал исправлять…
З.Ы. Спасибо большое.
0
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.