Блок питания на TinySwitch

Для зарядника для шуруповерта потребовался блок питания 20-21В с выходным током 0.4А, причем в корпусе родного (дабы в родной кейс лез без проблем). Что ж, требованиям опять-таки больше всего удовлетворяет импульсник, так что вперед!

Один из экспериментов

После изрядного количества экспериментов, в которых питальники грелись, пускали Хоттабыча либо не выдавали нужной мощности пришлось-таки почитать Семенова :) В результате определилась топология (флайбэк) и основа — микросхема из серии TinySwitch II фирмы Power Integrations (PI). Фирма специализируется на разработке и выпуске микросхем для всевозможных источников питания и делает весьма интересные вещички. Серия TinySwitch же представляет собой линию контроллеров сетевого источника питания по топологии флайбэк со встроенным высоковольтным MOSFET ключом.

Внимание!
Большая часть схемы находится под опасным для жизни напряжением!

Запрещается:
  • Лезть во включенное в сеть устройство руками, паяльником и прочими предметами.
  • Лезть в устройство ранее, чем через 5 минут после отключения от сети.
  • Пользоваться устройством без надежного изолирующего корпуса.
  • Питать от него устройства, не имеющие двойной изоляции, без использования УЗО.

Топология флайбэк

Флайбэк, или обратноходовый преобразователь — одна из топологий однотактных импульсных преобразователей, в которой фазы накопления и отдачи энергии трансформатором разделены во времени (энергия отдается трансформатором в нагрузку во время обратного хода, отсюда и название Fly Back).



Работает схема довольно просто.

В первой фазе — накопления энергии — транзистор открывается и в трансформаторе, как в дросселе, накапливается энергия (точнее, он дроссель и есть, но я буду называть его трансформатором). При этом ток линейно растет (ну, по крайней мере если сердечник не насытится, но это уже не рабочий режим, поэтому допускать его не следует), напряжение с вторичной обмотки приложено к диоду VD1 в обратном направлении и поэтому ток в выходной цепи поддерживается только конденсатором Cout. Приложенное к VD1 напряжение, кстати, равно Uout + W2 * Uin / W1, что следует учитывать при выборе диода.

Во второй фазе — передачи энергии — транзистор закрывается, ток через первичную обмотку прекращается и напряжение на W2 меняет полярность. Диод открывается и трансформатор сбрасывает накопленную энергию в нагрузку. Вообще, по принципу работы флайбэк больше похож на step-up, чем на все остальные трансформаторные преобразователи (мост, полумост, прямоход, пуш-пул). Кроме того, так же, как и step-up, флайбэк может выдать на выходе напряжение, ограниченное только утечками, при отсутствии нагрузки. Именно поэтому неуправляемых флайбэков не бывает вообще, даже дешевые китайские зарядки на одном транзисторе имеют целых два кольца ОС. Выходное напряжение в фазе передачи трансформируется в первичную обмотку и прикладывается к транзистору, суммируясь с индуктивным выбросом от индуктивности рассеяния (это та часть накопленной энергии, которая не может быть сброшена через вторичную обмотку, т.к. накоплена в не связанном с ней магнитном поле), что приводит к необходимости включения специальной цепи ограничения напряжения на VT1, причем эта цепь должна стравливать только выброс от индуктивности рассеяния, но не трансформированное напряжение вторичной обмотки. Последнее, как правило, выбирается в районе 200В, так что на транзисторе при штатной работе напряжение 500-550В.

К плюсам флайбэка относятся:
  • Принципиально ограниченная передаваемая мощность — поэтому режим КЗ большинству флайбэков не вреден. Кроме того, из-за этого свойства несложный флайбэк может использоваться как источник тока для зарядки NiCd/NiMH аккумов или питания мощных СИДов даже без обратной связи из вторичной цепи.
  • Простота схемы — при малых мощностях (до 50-200 Вт) флайбэки оказываются самыми дешевыми схемами. Да и заставить их работать тоже несложно.
Есть и минусы:
  • Трансформатор работает в режиме дросселя — потому его габариты больше, чем в схемах с нормальным трансформатором. Кроме того, с повышением мощности режим ключевого транзистора становится все тяжелее. Поэтому на большие мощности флайбэки не делают — они становятся слишком большими и дорогими.
  • Трансформатор работает в режиме однополярных токов и потому требует введения зазора или сердечника из специального материала (микропорошковые и подобные, обычно кольца). Это не очень удобно для радиолюбителей, тем более что зазор нужно выдерживать достаточно точно, а его величина редко превышает доли миллиметра.

Описание микросхемы

В качестве основы блока выбрана микросхема TNY266PN. Она относится к серии TinySwitch II и выбрана по принципу «чтобы поддерживалась PI Expert 7, была в магазине и обеспечивала достаточную мощность». Первый пункт отметает все TinySwitch I (сцуко PI пиарит новые серии методом выпиливания поддержки старых из PI Expert, а найти старые версии оказалось не столь просто), второй отметает TNY265, которая вообще-то по третьему пункту проходила. Микросхемы в серии TinySwitch II отличаются только предельной мощностью нагрузки — она определяется токоограничителем внутри микросхемы.



Выпускается микросхема в нескольких корпусах, в том числе в SOP7 и DIP7 (это SOP8/DIP8 соответсвенно с выпиленной ножкой за номером 7). Выводов у микры всего 4, однако один из них — S — выведен на целых четыре ножки. Через них и осуществляется отвод тепла, так что запаивать их следует в полигон без термоперехода. D выведен на 8-ю ножку, так что отсутствующая 7-я увеличивает зазор между ним и S. EN/UV — ОС и управление функцией UVLO (UnderVoltage LockOut). Последний, BP — для кондера, фильтрующего питание микросхемы, кроме того, через него можно подавать внешнее питание на микросхему, это позволяет снизить потребляемую при отсутствии нагрузки мощность в пять раз, до 50 мВт.

Плюсы микросхемы:
  • Почти все необходимое — внутри, включая высоковольтный (700В) ключ.
  • Всевозможные встроенные защиты, заметно усложняющие сжигание микросхемы экспериментами.
  • Отсутствие необходимости в обмотке питания МС.

Работает микросхема довольно просто. ШИМ имеется только токовый — т.е. выходной транзистор открывается по тактовому импульсу, а закрывается либо по таймауту (ограничение максимального рабочего цикла Dmax), либо при достижении током стока максимального значения (оно определяет максимальную мощность источника, именно его значением и отличаются разные МС серии). Стабилизация выходного напряжения выполняется в ключевом режиме — как только вывод EN/UV придавливается к земле — преобразование прекращается, и возобновляется при отпускании. Порог переключения задан по току — отключается при вытекающем из пина EN/UV токе более 240 мкА. Этот же вывод отвечает за функцию UVLO — для ее включения его нужно подтянуть резистором к питанию микросхемы.

В принципе, можно покурить даташит и посчитать схему самому. Но проще воспользоваться PI Expert'ом, тем более мои познания на тот момент были недостаточны для ручного расчета.

Расчет схемы в PI Expert

Прежде всего определимся с трансформатором. Дело в том, что его обычно приходится откуда-то выдергивать, а не покупать тот, что программа посчитает нужным. Я выбрал сердечник EE19, на котором был намотан дроссель в ЭПРА от КЛЛ на ватт 20 чтоли.

Далее определимся с микросхемой. Можно покурить даташит и выбрать там подходящую по мощности МС, можно запустить встроенный в программу Product Selector Guide. Первый путь (в сочетании с прайсом Промэлектроники) определил выбор как TNY266PN. Так что тыкаем New и начинаем отвечать на вопросы визарда.

Прежде всего выберем семейство микросхем TinySwitch-II:


На второй страничке в общем-то ничего интересного — там предлагается выбрать параметры входного напряжения. К нашим реалиям больше всего подходит «AC Defaults -> Single 230V».

А вот на следущей страничке нужно указать параметры выходных напряжений и режим стабилизации — CV (стабилизация напряжения) или CV/CC (стабилизация напряжения с ограничением тока, для зарядников).


На следущей страничке — параметры проекта. Здесь надо поставить галочки SI-Units (чтобы оно выдавало результаты в системе СИ, а не всяких там дюймах) и Show Settings for New Design (здесь можно уточнить задание для программы). При желании можно отметить Use Shield Windings, это уменьшит помехи, но усложнит конструкцию трансформатора.


Появится окошко настроек оптимизации. Здесь можно настроить некоторые фильтры, ограничивающие выбор вариантов, которые проверит программа в поисках наиболее оптимального. Основное — лишить ее выбора в плане сердечника. Еще можно указать пределы по количеству витков в основной выходной обмотке.


После этого программа немного подумает и выдаст табличку наиболее удачных результатов. Выбираем какой понравится и жмем ОК.


Вот теперь мы возвращаемся в основное окно программы и видим нечто вроде этого.


Однако, микросхему программа выбрала не ту, да и некоторые другие детали тоже не устраивают. Так что прежде всего идем в PI Device -> PI Device Selection и меняем на TNY266. Теперь нужно повторить оптимизацию проекта. Для этого жмем Start Optimization на тулбаре или в меню Active Design. В результате транс поменялся на 83/17 витков. Это уже чуть проще намотать.

После этого можно последовательно пройтись по пунктам в дереве слева и поменять некоторые значения.

В разделе Specifications и Design врядли придется что-то менять, там данные, скормленные мастеру. Разве что Stacking — оно определяет, будут ли использоваться обмотки с отводами (Stacking) или независимые (Floating).

В Input Stage можно поменять детальки на те, что есть. Например, отказаться от двухступенчатого фильтра и поставить конденсатор на 10 мкФ, вместо предложенного на 6.8, потому как есть в загашнике.

Два раздела после PI Device позволяют поиграться с ручной оптимизацией трансформатора. Пока пропустим.

Output Stage чуть интересней. Тут выбран диод MUR115 — обычный кремниевый диод. А хотелось бы шоттки. Если потыкаться с выбором диода, то выяснится, что нужен он аж на 100В. Изначально там такого не было, но изучение прайса Промэлектроники выдало диод 11DQ10 (1.1A, 100V). Добавляем его в библиотеку (об этом чуть позже) и указываем программе. Теперь сообщает, что Design Passed (т.е. не содержит ошибок), но появилось замечание о малом запасе по напряжению диода.

Далее. Мне так и не удалось заставить PI Expert сгенерировать те же результаты, что и в прошлый раз, когда я собственно источник и расчитывал. Поэтому схема отличается от посчитанного. К тому же, там PI Expert не имеет претензий к выбранному диоду, а транс имеет 85/13 витков.

Теперь, имея результаты расчета, можно погулять по вкладкам, посмотреть расчитанные значения и нарисовать полную схему.

Окончательная схема



По сравнению с блоксхемой:
  • Появился предохранитель. Абсолютно необходимая вещь для всех сетевых источников.
  • Резистор UVLO разделен на 2. Это сделано из соображений снижения напряжения на нем.
  • Добавился конденсатор C3. Точно не знаю, зачем он нужен, но вроде уменьшает помехи и препятствует возникновению большого напряжения между обмотками, которое может пробить трансформатор. Должен быть класса Y1. Не знаю, правда, какие это параметры, поэтому заменил обычной высоковольтной керамикой на 3 кВ.

Трансформатор

Изготовление трансформатора — одна из самых важных частей работы. От этого зависит безопасность блока и будет ли он вообще работать.

Итак, прежде всего безопасность. Поскольку намотать с предлагаемыми PI Expert'ом отступами возможности нет — вторичку следует мотать если и не рекомендуемым TIW (Triple Insulated Wire — провод в тройной изоляции, двухслойная лаковая плюс ПВХ), то хотя бы просто изолированным проводом, между обмотками проложить изоляцию (2-3 слоя толстой ленты ФУМ), озаботиться изоляцией выводов первички от витков вторички. Нелишне пропитать обмотки лаком — это не только обеспечит дополнительную изоляцию, но и будет препятствовать писку трансформатора (частота включения/выключения генерации, за счет чего стабилизируется выходное напряжение, часто оказывается в слышимом диапазоне). Снаружи вторичную обмотку тоже следует обмотать ФУМ или изолентой.

Следущий вопрос — зазор. Его нужно выдерживать с достаточной точностью. Можно, конечно, взять микрометр и попытаться подобрать прокладку толщиной 0.127/2 мм (0.063 мм, ага), но это довольно сложно. Лучше подбирать зазор контролируя индуктивность первички L-метром. Можно подбирать прокладку, можно немного сточить центральный керн одной из половинок на мелкой наждачке. Я делал по второму варианту. Он, правда, необратим, так что если БП внезапно станет не нужен и отправится в разборку — убрать зазор из сердечника уже будет нельзя.

После подгона зазора сердечник склеивается (лучше суперклеем, он хорошо выгорает при температуре жала паяльника, что облегчает разборку трансформатора, если что), обматывается изолентой и заливается лаком, чтоб не болтался.

Настройка
Не требуется. Разве что подобрать стабилитрон для получения нужного напряжения на выходе.

Печатка

Не дам. Она сильно неоптимальная и вообще выполнена в ворде(!) и нарисована маркером. А вот вопросам трассировки в даташите уделен целый раздел.



  • Одноточечная земля (или как ее там). Дорожки от конденсатора ВВ выпрямителя (C2) и конденсатора на пине BP (C4) должны соединяться только в одной точке — на пине Source микросхемы.
  • Теплоотвод. Ножки Source выполняют роль теплоотвода, поэтому должны паяться к полигону максимально возможной площади. То же относится и к полигонам, к которым паяются выводы (оба) выходных диодов (VD4).
  • Петли импульсных токов. Для минимизации излучения помех следует минимизировать площадь, охватываемую петлями, образованными цепями C2-T1.W1-U1.D/S и W2-VD4-C5/6.
  • Ограничитель выбросов. Цепочку VD2-VD3 следует подключать к трансформатору и микросхеме максимально короткими дорожками.
  • Пин EN/UV. Следует располагать резистор R2 максимально близко к нему. Также, не следует забывать о напряжении на резисторах. Так, резисторы мощностью 0.25Вт расчитаны на напряжение до 200В. Именно поэтому их два, соединенных последовательно.
  • Y-конденсатор. Его (C3) следует подключать короткими дорожками прямо к соответсвующим выводам трансформатора.
  • Оптопара. Дорожку от оптопары до пина EN/UV следует делать предельно короткой (не более 12.7мм) и не ближе, чем 5.1мм к пину Drain (и соединенным с ним дорожкам).
  • Входной и выходной конденсаторы. Они должны быть разведены так, чтобы у тока не было обходных путей вокруг их пинов. То есть, линия должна проходить от выпрямителя через пин конденсатора (сужаясь при этом до ширины пятака) и затем идти на нагрузку. Пайка конденсаторов С2 и С5/6 к полигону нежелательна, а на аппендиксах — и подавно. Кроме того, минусовую ножку С5/6 следует подключать максимально короткой дорожкой прямо к ножке трансформатора, но не к линии Y-конденсатора.

Девайс в сборе

Россыпь деталюшек. Оптопара SMD. Это я зря. У нее пины расположены с точностью до наоборот по сравнению с тем, как надо. В результате — две перемычки. Расположена она как раз между ними.


Один из экспериментов

  • +8
  • 30 июня 2011, 04:04
  • Vga
  • 1
Файлы в топике: tny263_268.pdf

Комментарии (105)

RSS свернуть / развернуть
Ну что сказать? Мега девайс. Главное чтоб Семенов не прознал а то наверняка потребует свою долю 8D
-3
А с чего вдруг он будет что-то требовать. Все эти топологии, которые используются в источниках питания разработаны не им. С таким-же успехом Ньютон может рпедъявит нам, за то что пользуемся без разрешения его законом.
-1
Похоже дед Семенов покруче самого Ньютона будет :)
-1
А как книга у Семенова называется?
0
Вон же ссылка, в самом начале поста.
0
«Добавился конденсатор C3. Точно не знаю, зачем он нужен, но вроде уменьшает помехи и препятствует возникновению большого напряжения между обмотками, которое может пробить трансформатор. Должен быть класса Y1. Не знаю, правда, какие это параметры, поэтому заменил обычной высоковольтной керамикой на 3 кВ.»
bsvi доступно написал зачем нужны X1 X2 Y1 Y2
0
Да, довольно доходчиво. Примерно это я уже читал, но забыл) Зато тут есть инфа про параметры кондеров. Да, 3кВ — маловато. Но Y-кондеров я так нигде и не нашел :(
0
Эти конденсаторы (соединяющие холодную и горячую земли) имеют очень мерзкий побочный эффект: они имеют ток утечки (у Y-конденсаторов он маленький, поэтому если вместо них поставить обычную керамику, прибор никогда не пройдет сертификацию). Например, все ноутбуки, что у меня были, противно пощипывали кожу при касании металлических частей и питании от сети. Если прибор не особо требовательный к качеству питания, может, имеет смысл вообще их выкидывать.
0
Вот интересно — а можно ли этот конденсатор сажать не на общий провод, а на противоположный конец обмотки трансформатора?

Хочу сделать миниБП для гитарного комбика, и мне совсем не улыбается иметь на общем проводе, на струнах и ручках потенциометров гальваническую связь с розеткой.
0
А разницы на самом деле нету. Цепляется он к общему на холодной части, на горячей — когда к +300, когда к общему — разницы на самом деле нету тоже.
Утечка через этот кондер (он не превышает 1нФ как правило) очень небольшая, так что такая связь ненамного превысит наводки прямо от проводов или емкость обычного трансформатора.
0
Всё отлично расписано! Но есть один вопрос…
Как узнать какой должна быть индуктивность первичной обмотки? Мерять при разомкнутой вторичной обмотке?
0
Индуктивность PI Expert считает, она указана там в параметрах транса. Меряется, разумеется, при разомкнутой вторичке. При замкнутой вторичке меряется индуктивность рассеяния.
0
Спасибо, нашёл.
0
А как рассчитать обратноходовой для высоковольтного преобразователя 220В входное на выходе 10 кВ 10 мА? Как в таком случае организовывается обратная связь?
0
Надо именно обратноходовый? Пушпулл же проще как повышающий.
0
Можно, если не нужно особо точное слежение, сделать ОС через обмотку связи, как в китайских зарядниках (об этом топик по соседству).
Можно поставить высокоомный делитель, усиливать сигнал с него ОУ и затем уже подавать в обратную связь.
А вообще-то, 10кВ — это дохера. Обычно такие напряжения получают умножителями, т.к. настолько высоковольтные обмотки изготавливать сложно.
Надо именно обратноходовый? Пушпулл же проще как повышающий.
Пуш-пул хорош при малом напряжении и высокой мощности. Здесь же — 10Вт и 300В на входе. Флайбэк тут вполне подходит.
0
Хотелось бы обратноходовой мощность маленькая до 100 Вт да и трансформатор хотел взять от строчной развертки. А может кто то знает есть ли импортные недорогие конденсаторы киловольт на 17.
0
Строчка ж вроде как прямоход работает, не?
Здесь же — 10Вт и 300В на входе.
Упс, я нолик посеял. 100Вт. Можно и флайбэк, но тут уже есть смысл и над другими схемами подумать. Возможно и пуш-пул, у него повыше размах напряжения в первичке, поэтому во вторичке потребуется меньше витков, чем в варианте полумоста, и он проще полного моста.

А для чего тебе такой источник?
0
Спасибо подумаю.
Озонатор хочу сделать.
0
Подскажите как в PI Expert подсунуть свой транс (валяется RM8 десяток) не могу понять почему RMа нет в выборе (хотя в базе PI Expert-а они имеются)
0
Гм, не совсем понял вопрос. Т.е. они есть в библиотеке элементов PI Expert'а, но их нельзя выбрать в Optimization Settings? Хз. Может быть, они не входят в Default Library Set? Пробовал на последней странице мастера выбрать Components Set = All Records?
Алсо, там какие-то грабли с прокруткой в комбобоксах, возможно ты просто не долистал до RM-ок.
Ну и в принципе, можно найти даташит на них и внести в библиотеку элементов вручную.
0
в меню Components Set поставил галки возле RM-ок (создал пользов набор компонентов)
затем в Настройках дизайна выбрал польз набор компонентов.
И вуаля… ошибка 4

Если выбираю полный набор компонентов то в оптимизации вообще нет в «Диапазане сердечника@ RM (((
0
Хз. Попробуй сам добавить в библиотеку RM-ки.
0
Товарищи, поделитесь опытом! Где вы берете комплетуху для своих импульсников (интересует Москва / НН)? Я задумал собрать флай-бэк на TOP258 (биполярный выход 30В, ток 3.5А на обмотку), а в моей «деревне» не удается найти вообще ничего (ЧиД с его традиционно адовыми ценами — не в счет, да и то, там под заказ). Интересует собственно микросхема и ферритовые компоненты.
0
здесь Магазины электроники (Москва и не только)
ферритовые изделия в основном из говна и палок, но есть и в продаже что-то, например в платане
0
Посмотрел ассортимент платана, ферритов (ETD39 в частности), нет в наличии, сроков поставки — нет. Печально…
Еще будут предложения? :)
0
Не поверите, все же Чип и Дип. Ферриты купил (ETD39 как раз), уже едут по 45р за штучку от 5 шт. Доставка правда дорогая. Еще есть Фарнелл какой-нибудь :), но там вагонами надо брать, чтоб доставку отбить… Больше нигде не нашел, хотя можно на efind.ru поискать, но я не пробовал.
0
DareDen, ЧиД под боком, пересилю леность — схожу :) Вы кстати не прикинули стоимость одного ИИП?? Меня в общем интересует, укладывается ли он в 1000р (при мощность 200Вт)?
А в целом, все вроде бы понятно, скоро нужно будет в Москву ехать, вот и закуплюсь! Кстати платан — это «физически существующий магазин»?? Т.е. я смогу туда придти и купить нужные мне вещи?
0
Как поедет крайняя посылка, сразу прикину. 15го отгрузка в Элитане, сижу, жду, читаю Семёнова :).
0
Ок, буду следить за форумом :) Кстати вот тоже только сегодня закончил чтение Семенова!
0
200-ваттный флайбэк? Мне кажется, разумнее сделать полумост на IR2153, TL494 или еще какой-нить подобной микре. Комплектуху можно надергать из АТХ БП, разве что провод для вторички где-то искать придется.
0
Ну тут нужен осциллограф, которого у меня нет… А на каких-нибудь MAX-ах можно сделать полумост? У них, хотя бы реально добыть семплы.
А вот с флайбэком — все проще, ненужен осциллограф + схема достаточно простая.
0
Гм, а зачем осциллограф? Опять же, если флайбэк не стартует с первого раза, в нем тоже придется тыкаться осциллом.
При больших выходных мощностях флайбэки становятся сильно дорогими. Честно говоря, сомневаюсь, что ETD39 хватит. В телеках сравнимого размера феррит стоит в флайбэках ватт на 100. Не уверен, опять же, как они дружат с сильнонагруженной двухполяркой.
В общем, тут лучше всего полумост. Все перечисленные мной микры достать не проблема, TL494, KA7500, непомнюбуквы2003 — идентичные микросхемы, стоящие в почти всех китайских АТХ. Также можно заказать у NXP TEA1713, это аж 28-ногий контроллер резонансного полумоста с ККМ (APFC) по их акции с рассылкой GreenChip'ов. Мона подойти к вопросу заказа сэпмлов ответственнее, чем я, и сперва глянуть даташиты на все предлагаемые детальки, а не заказывать от балды)
Еще в мощных БП иногда юзают двухтранзисторный прямоход. В Zalman ZM400B-APS например именно он, управляется осьминожкой(!), управляющей одновременно основным преобразователем и APFC. По этой же схеме построены почти все (если не все) любительские импульсные сварочники. Тут можно применить UC3842 (тоже копеечная и на каждом углу продается, как TL494), возможно рассылаемую по той же акции TEA1733.
0
управляется осьминожкой(!)

Да ладно!)) Это наверно контроллер дежурки, рулежка ККМ и основным преобразователем осуществляется с платки, на которой микруха многоногая стоит, как в блоке, который я сейчас полупаю. Кстати, Vga, погляди, может подскажешь чего: forum.easyelectronics.ru/viewtopic.php?f=10&t=386
0
Нет, это именно контроллер основного питания. FAN4803, 8-Pin PFC and PWM Controller Combo. Дежурка вообще на ТОРе или еще чем-то трехногом. Все остальные микры в холодной части и выполняют функции супервайзора питания и нойз-киллера, ну и 431-х пучок, надо полагать.
По помехам — увы, ничего подсказать не могу.
0
Ну нифига себе, 8 ног, и ШИМ, и ККМ, офигеть.
0
Вот 220-ваттный биполярный флайбэк.
0
Я не говорил, что это невозможно, я говорил что полумост на такой мощности обычно разумнее делать.

Хороший блочок, толковый. Разве что отрицательное плечо ОС не отрабатывает. Интересно кстати, как он вообще себя ведет при неравной нагрузке плеч?
0
Я именно его собирать буду, только на другое напряжение и со схемой управления на микроконтроллере (не доверяю железякам постоянно включенным в сеть, особенно которые сам сделал ;)). Схема 1:1 как советует PI expert, номиналы немного отличаются, ОС такая же. Так что наверное все законно.
0
Гм, что значит «схема управления на контроллере»? Вместо ТОПсвитча или дополнительно к нему?
Схема 1:1 как советует PI expert
Что ж, это объясняет, чего она такая грамотная )
0
Схема управления пуском, естественно. По даташиту, на оптопаре. А кстати, по вашей схеме вопросик есть — вы снаббер намеренно не поставили у микры? Тоже собираюсь попробовать собрать на Тини блочок, так что вопрос не праздный :)
0
Снабберы на маломощные не ставят обычно. Это вон тот на 220Вт снабберами увешан, даже параллельно диодам) А здесь вполне достаточно клампера.
0
Ок, спасибо. Еще совет нужен: вот недавно у PowerIntegration обнаружил PeakSwitch, типа специально для аудио-применений — как думаете, стоит на него смотреть или Top хватит за глаза :)?
0
Понятия не имею. Как минимум посмотреть, впрочем, стоит. У PI довольно много прелюбопытных деталек.
0
Смотрю на схему… Сердечник EE19, зазор 0,12мм (А=193нГн/Т)

Не понятна связь зазора с непонятным для меня параметром «А» У меня PI Expert 8.0.6.3 выдает только вот что: «Сердечник: EE16, NC-2H (Nicera) or Equivalent, с зазором для ALG — 114 нГн/т²» Как мне зазор прикинуть??
0
Два раза в схеме на трансформатор кликните (насколько помню) — в окне выбора сердечника будет отображен зазор текущего.
0
Спасибо! нашел 0,19мм ))) Ну а что это все таки за параметр «А»???
0
Alg — удельная индуктивность, нГн/в2, в — виток. Т.е. это индуктивность одного витка. Я ее когда упоминал, обычно обзывал L0, т.к. обозначение из PI Expert уже забыл :)
Собсна под нее я обычно зазор и подгоняю, не замеряя его — допиливаю зазор пока индуктивность первички не будет соответствовать расчетной.
Зазор влияет на эквивалентную (или как там ее Семенов называет) магнитную проницаемость сердечника, чем он больше — тем меньше проницаемость и удельная индуктивность.
0
обратите, пожалуйста внимание на форум. Есть вопрос
forum.easyelectronics.ru/viewtopic.php?f=13&t=6883
0
— керамика на 2..15nF параллельно входному электролиту обязательна, иначе будут непредсказуемые срывы генерации и выгорание микросхемы;
— обратная связь на стабилитроне работает отвратительно — пульсации и помехи на выходе зашкаливают, TL431 работает намного лучше.
0
1) Гм, а даташит про это ничего не говорит, равно как и PI Expert. Да и керамика на 400В не самая распространенная. Пока вроде работает без проблем, посмотрим…
2) В требования укладывается. Хотя осциллографом вроде не смотрел. TL431 конечно лучше, но тут и так нормально.
0
Судя по внешнему виду в качестве C4 используется керамический на 50 вольт?
0
  • avatar
  • meps
  • 05 октября 2012, 11:03
Он самый. Это байпас питания микросхемы, там несколько вольт. Если и взорвется — то уже после микры.
Для всех конденсаторов, для которых важно напряжение — оно указано.
0
про флайбэк существует отличная заметка Макашова. там всё описано — откуда берется значение индуктивности первички, почему она должна быть такая, как ее можно изменить под свои нужды, ну и самое главное — как сделать транс из того, что есть под рукой (обычно — трансы от дохлых компьютерных БП):)
0
Это и у Семенова написано.
А насчет заметки — подтверждаю, кошерное чтиво. Я его аттачил к второму топику, кстати.
0
Собрал БП на данной LNK306 по схеме:

Работает, но слышен писк дросселя. Из-за чего он и как его убрать?
0
  • avatar
  • Flash
  • 07 сентября 2013, 14:41
Я с ними не работал, но они, как и TinySwitch, работают в режиме ключевой стабилизации, так что писк для них нормальное явление.
Как с этим бороться — есть в каких-то из аппнотов. В первую очередь — пропитка обмоток лаком и проклейка сердечника (я обычно склеиваю половинки цианакрилатом и заливаю щель между сердечником и каркасом цапонлаком). От писка, издаваемого сердечником из-за магнитострикционного эффекта вообще не удастся избавиться.
0
  • avatar
  • Vga
  • 07 сентября 2013, 15:27
Заменил дроссель (гантельку) на колечко 220мкГн. Писк пропал. Напряжение на выходе держится при входном 150-270. Заменил колечко на СМД катушку (кирпичик 3х5), аналогично. Теперь не понятно следующее — по powerint.sphere.kharkov.com/PDFFiles/an37.pdf из таблиц значение индуктивности для малых токов примерно 1,2мГн, а для больших 680мкГн. Еще в этой же АппНоте пишут
Alternatively, the PIXls spreadsheet tool in the
PI Expert software design suite or Appendix A can be used to
calculate the exact inductor value (Eq. A7) and RMS current
rating (Eq. A21).
но я в программе не смог найти это.
0
Хотя нет, прислушался, писк все же есть, просто стал тише и частота кажется выше.
0
но я в программе не смог найти это.
Чего именно?
Хотя нет, прислушался, писк все же есть, просто стал тише и частота кажется выше.
Писк в такой схеме принципиально неустраним, его можно только минимизировать. Частота зависит от нагрузки и параметров дросселя.
0
  • avatar
  • Vga
  • 07 сентября 2013, 17:34
Где в PI Expert расчитывается вышеприведенная схема.
0
Она рассчитывается при помощи PIXls.
0
Кто знает, почему PI Expert не позволяет выставить выходное напряжение более 100В? Кто как решает эту проблему — поделив на две обмотки помогает?
0
Вероятно потому, что рассчитана на понижающие преобразователи. Можно попробовать посчитать на ту же мощность, но меньшее напряжение и потом соответственно пересчитать вторичку. Правда, с высоковольтной вторички сложнее брать ОС — стандартной оптронной ОС нужно миллиампер пять, что при 100В уже выливается в полватта рассеиваемой на стабилитроне мощности. Хотя можно на высоковольтный выход повесить только делитель для TL431 (не забывая про ограничения резисторов по напряжению), а саму TL-ку и оптрон запитать от низковольтного выхода.
0
Есть низковольтная главная сильноточная — она должна быть стабилизирована. Повышающая — пускай плавает напряжение, там стабилизация особо не нужна. А повышающую хочу разбить на две обмотки по пополама напряжение от того, что требуется, а в реальной конструкции сделать одну обмотку. Напряжение 120В-130В меньше намного входного минимального выбранного для расчета — 195В. Но тем не менее, что мне подсказывает так делать нельзя или я не прав?
0
Есть низковольтная главная сильноточная — она должна быть стабилизирована.
Тогда ОК.
А повышающую хочу разбить на две обмотки по пополама напряжение от того, что требуется, а в реальной конструкции сделать одну обмотку.
Незачем. Считай на вдвое меньшее напряжение и вдвое больший ток. Потом намотаешь вдвое больше витков чем скажет программа, в 1.41 раза более тонким проводом. На выпрямление поставь ультрафаст диод на киловольт. Вторички работают в режиме трансформатора, т.е. напряжения на них пропорциональны соотношениям количества витков. Контроллер будет ограничивать напряжение на той обмотке, куда повешена ОС, оно будет равно выходному плюс падение на диоде.
Напряжение 120В-130В меньше намного входного минимального выбранного для расчета — 195В.
Это для флайбэка значения не играет. Направление преобразования имеет значение разве что для оптимизации коэффициента трансформации трансформатора. Но PI Expert его в любом случае посчитает для Vor=200V.
P.S. Топология-то у тебя флайбэк хоть? А то я писал все это исходя из предположения, что у тебя флайбэк.
0
TOP245 — флайбек вроде как. И еще вопрос — PI Expert предлагает сердечник с зазором 0.1мм — в продаже фиг, а 0.2мм навалом, вот хочу на этот зазор пересчитать, но не могу найти поле, где можно зазор поменять или он результат расчета и не как?
0
В этом окне выбираешь Transformer -> Core Selection и вбиваешь параметры своего сердечника. Непосредственно зазор оно вроде не спрашивает, нужно указывать параметры из даташита (в их числе будут те, которые определяются зазором).
Также можно взять без зазора и положить прокладку, правильность толщины контролировать по соответствию индуктивности первички расчетному значению. Прокладку для зазора 0.1 мм нужно брать 0.05 мм.
0
P.S. А впрочем, не помню уже. Возможно нужно добавить свой сердечник в библиотеку и выбрать его как единственный вариант при создании проекта. Но вроде можно произвольные значения вбить в Transformer -> Core Selection.
0
А почему прокладка в два раза меньше зазора — я не понял физики?
0
Потому, что она входит в зазор дважды — один раз на центральном керне и второй — на боковых.
0
Спасибо! Пока ожидал ответа, стал размышлять — для только центрального керна нужно зазор L, а потом стал думать как поток идет через прокладки и догадался, что два раза. Но все равно спасибо!
0
т.е. L/2
0
Но PI Expert его в любом случае посчитает для Vor=200V.
Точнее, Vor=130V. 200V — это напряжение ограничения клампера.
0
Сделал расчет в PI Expert — не стал мудрить — на два выхода 5В 1А и 24В 1А. Собрал по схеме экспертовской, транс намотатал по рекомендациям PI Expert. Схема внизу. Включил, без нагрузки только светодиоды, на одном выходе примерно 5В, а на другом вместо 24В — 60В!!! Подключаю небольшую нагрузку примерно 20% максимального тока, напряжение пропадает, вроде как защита срабатывает. Причем что к выходу 24В, что к выходу 5В. Причем на 5В выходе после отключения нагрузки напряжение подскакивает аж до 7В. Потом постепенно погуляв 5В устанавливается достаточно точно. Ничего вроде как не греется кроме кондеров на 24В (оно и понятно там 60В), транс не звенит. Индуктивность транса мерил до запайки она по рекомендациям достаточно точно получилась меньше 10% в воротах. Режимов работы (напряжений и эпюр) PI Expert не приводит — где то можно их взглянуть? И вообще какова метода настройки такого блока?
0
Ну, во первых, насколько я помню, топсвитчи, в отличие от тини — Voltage-mode PWM. Оно вроде чуть иначе себя ведет.
Что до напряжений — неправильно ты, дядя Федор, ОС ставишь. Ее надо брать с наиболее нагруженной обмотки, в твоем случае это 24В. Во вторых, напряжение на кросстабилизируемых обмотках будет стабилизировано не очень хорошо. И в третьих, разброс напрямую зависит от того, как намотан транс. Мотать его надо правильно — сперва первичка, потом стабилизируемая (иона же самая мощная) вторичка, затем остальные вторички. Все обмотки нужно равномерно распределять по ширине бобины и мотать одна на другой, а не рядом.
Еще вроде желательно ОС до дросселя на выходе брать, иначе есть риск попасть на самовозбуждение петли ОС.
В остальном — схема как схема, должно работать.
Ну и клампер вроде с топсчитчами обычно используется диод+сапрессор, а не RCD.
P.S. С топами я почти не работал. Собрал два источника, оба посчитаны абы как вручную, оба не завелись.
0
демфер, схема подключения ОС к 5В — все это выдал PI Expert — ничего неотсебячивал. Транс намотан именно так и по рек того же Expert. 24В может болтаться, но не 5В и, И — почему 60В на выходе 24В-ольтового? Мотал все точно. Есть где нибудь рекомендации по наладке и режимы аналогичного AC/DC?
0
Вот чего не знаю, того не знаю. По идее все же проблема должна быть в трансформаторе.
0
Вот накопал у себя — первичная обмотка состоит из двух полуобмоток. Посмотрел в референцдизайнах если обмотка без отвода, то первая полуообмотка мотается слева направо, а вторая через прокладку с конца первой — справа налево. Если секции полуобмотки разнесены сразу после каркаса, а вторая после последней вторичной, то полуобмотки соединяются не начало с концом, конец первой с концом второй. У меня в трансформаторе получилось — вторая и первая последовательно, т.е. начало с концом соединяю. Вопрос — на что это повлияет?
0
А хз. По идее, обычно обмотки соединяются так, чтобы горячий конец (тот, который на стоке ключа) оказывался внутри, у сердечника, а холодный (который на +HV) — снаружи. Делается это в целях экранирования. Насчет этой — думать надо. Покажи лучше картинкой, как у тебя.
Ну и надеюсь, ты не спутал фазировку обмоток в процессе? Как половин первички, так и вторичек относительно первички.
0
Перепутал фазу на 24В обмотке — перемотал, стало получше, но для TOP245R и ETD29 мощность расчетная 30W, а запас еще больше должен быть, а у меня при нагрузке ~15W период коммутации входной обмотки становится все меньше и далее вырубается (вроде как защита по току срабатывает. НЕ могу точно померить ток через первичку — использую токовый трансформатор на 10А но вроде частоты зарезает — Как лучше померить ток в первичке? И еще — Я считал трансформатор в PI Expert — для первички получилось 31 виток и индуктивность 247мкГ — может мало, так вроде в конференциях пишут, что витков должно быть больше и PI Expert врет?
0
Для измерения тока обычно включается шунт и на нем осциллографом смотрится напряжение. Разумеется, нужна развязка от сети. Сама микросхема в качестве шунта использует сопротивление канала мосфета, так что можно смотреть напряжение на ней. Правда, придется как-то резать 600В импульсы на стоке, чтобы рассмотреть что творится между ними.
По поводу корректности расчетов — хз. Проверять их самому лень, к тому ж результаты моей работы с ТОРами показывают, что считаю я неправильно)
С невыдачей мощности у меня тоже было, и в чем причина — я так и не понял. Видимо все же какие-то косяки в конструкции транса.
0
А как правильно намотать многовитковую обмотку (на 140В), чтобы меньше были паразитная емкость и индуктивность?
и еще вопрос — Обязательно, ли первичку мотать в две разнесенные обмотки — начитался форумов, там пишут, что почти нечего не дает такая намотка?
0
На тему намотки транса у PI есть увесистый аппнот. По моему AN-18, но не уверен. Почитай его.
В две — думаю, необязательно. Я мотал в одну… Правда, как я уже говорил, мои питальники на топсвитче так и не взлетели.
0
Поставил другую микросхему TOP246R и приделал вентилятор сверху — стало работать причем мощность даже больше расчетной. НО, есть одно но — когда 5 вольтовый выход без нагрузки (он стабилизирован обратной связью на TL431), а как 24В подключаю полную нагрузку 1A, то микросхему начинает колбасить — частота коммутации периодически с высокой падает до низкой и так периодически а на выходах напряжения гуляют. ЕСли немного 30% подгрузить 5В (300мА) то 24В работает стабильно. Может как то режим изменить микросхемы, чтобы не колбасило?
0
Ну дык нагрузку-то основную надо садить в тот канал, где откуда ОС берется. Если он не нагружен — логично, что питальник колбасить начинает.
Может, тебе стоило брать ОС с 24В?
0
И еще вопрос — пытаюсь в PIExpert рассчитать источник с стабилизированными 24В, а 5в в свободном полете, то Expert выдает такое предупреждение:
«Расчетный запас по фазе недостаточен. Рекомендуется, чтобы дизайн имел запас по фазе не менее 45 градусов.» И рекомендацию:
«Воспользуйтесь цепью увеличения фазы, уменьшите целевую частоту перехода.»
Что надо подкрутить?
0
Понятия не имею. Единственное, что могу подсказать — он жалуется на петлю ОС, недостаточен запас фазы и есть риск самовозбуждения. Соответственно, кури аппноты по loop stability и частотной компенсации.
0
спасибо за описание топологии флайбэк, наконец-то понял как оно работает.
0
  • avatar
  • igorp
  • 14 октября 2014, 14:17
В программе есть возможность добавить еще одну обмотку в трансформатор для питания оптрона. Непонятно что это дает? какие преимущества от схемы с двумя обмотками?
0
КПД чуть выше, ЕМНИП.
0
КПД выше ну и стоимость тоже тогда выше.
0
И что?
Если волнует стоимость — вон есть чайна-вей. Фильтры фтопку, микры фтопку, оптрон фтопку. Можно и клампер фтопку, мне такие попадались.
Я выбрал такую схему потому, что подобранный каркас для транса не позволял намотать обмотку питания, а потребление без нагрузки меня волнует мало.
0
Если предположим мне надо ровно 5вольт на выходе. Ровно ни больше ни меньше. Скажем так параметры жесткие, есть ли смысл использовать эту третью обмотку для достижения данной цели?
0
Третья обмотка никак на это не влияет. На это влияет обратная связь. Не знаю, насколько тебе стабильное напряжение нужно, но для максимальной точности поддержания нужно ставить ОС на оптроне и TL431. Если недостаточно — ну, есть прецизионные линейные стабилизаторы и ИОНы, можно переложить задачу на них.
0
Да кстати возможно ли используя технологию флайбэк сделать регулируемый источник питания? Обычно в блоках стоит такой подстроечный резистор который позволяет рег. напряжения выхода +- 1.5% Не встречал вроде схем на флайбэке с такой регулировкой.
0
На этих микросхемах ХЗ, но у Powerint есть серия микросхем для LED с флайбеком с поддержкой внешнего ШИМ-управления — ток на выходе от нуля до максимума. Наверно, напряжение в этом случае не будет меняться.

Я когда делал регулятор оборотов для микродрели, тоже хотел обратную связь от тока двигателя завести непосредственно в TNY268, но потом перехотел )
0
В пределах 5-10% флайбэки регулируются вполне уверенно. При больших пределах уже нужно смотреть ограничения. Сверху ограничение налагает отраженное выходное напряжение, снизу — другие факторы, например питание микросхем от обмотки смещения и схема обратной связи (так, с TL431 без дополнительных ухищрений меньше чем примерно 3.3В получить не удастся).
0
Обмотка смещения позволяет снизить потребляемую мощность в режиме простоя до пары десятков миливатт.
0
Получается что эта обмотка не играет особой роли на качество и стабильность выходного напряжения?
0
Нет. Она важна для источников дежурного питания, к которым современные требования по энергоэффективности довольно жестки.
0
Я так понимаю если уж делать блок питания то по уму надо делать, под оптроном в текстолите щель фрезой сделать. и такую же щель пропилить под трансформаторм? Для улучшения гальванической изоляции. Ты кстати делал в своем блоке?
0
По уму — да, но по уму тогда надо и транс делать — скажем, раздобыть майларовую изоленту и TIW. Я забил и просто залил PLASTIK'ом, ЕМНИП.
0
Не ну транс то можно заказать готовый тут например.
0
Ну, так и источник можно готовый взять — и это будет весьма разумный выбор. Это, конечно, если речь идет о любительской поделке, а не, скажем, малосерийной коммерческой разработке.
0
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.