Резонансный импульсный блок питания на FSFR1800US

[tribo]

Некоторое время назад прочитал статью на http://datagor.ru «Импульсный блок питания с использованием микросхем Fairchild Power Switch серии FSFR и FSFA. Разные чипы – универсальная плата» автор AlexD описанные им преимущества резонансного блока питания на FSFR2100 подкупили душу)).
Хотя на 90% был уже собран ИБП на SG3525, оставалось решить проблему с триггерной защитой....данный блок был отложен в сторону-после запуска резонансного блока разберу.
Плата под FSFR2100 была разведена, ферритовый транс типоразмера EER3542 был взят из компьютерного блока питания, в катушку вклеена перегородка.
Возникла проблема с литцендратом...найти его вот сейчас и немедленно, я не смог.
Давно обратил внимание на то, что импульсные сварочные трансы мотаются медной лентой, решил применить данный вид намотки. Огромная благодарность Алексею за поддержку в данном направлении.
Нашел медную фольгу толщиной 0.2мм, под линейку роликовым ножом http://www.hobbylobby.com.ua/accessory/view/25 были нарезаны полоски первичка 1.7мм и вторичка 4мм.
Сечение ленты было просчитано согласно даташит.
Затем лента была отожжена газовой горелкой и заклеена в высокотемпературный скотч http://www.parkflyer.ru/ru/product/1026037/. излишки скотча отрезаны, и полученная лента была намотана на катушку. Первичка 36 витков.
Далее, пришлось повозится с поиском необходимой толщины бумаги для выставления зазора и соответствующей индуктивности 630мГн.
Без микрометра и LC метра, процесс трудно выполнимый, хотя индуктивность можно было установить в пределах +-30% , я сделал ровно 636мГн, толщина зазора 0.12мм.
Вторичка намотана 10х10 и 5х5 витков.
Питание микры от отдельного блока питания на TNY266.
Микра FSFR2100 запустилась сразу, но на 150 В произошел срыв генерации с переходом в пульсирующие всхлипывания)).
Затем сгорела дежурка на TNY266, потащив за собой FSFR2100.
Прикупил на сей раз FSFR1800US /FSFR2100 не оказалось в наличии/ и китайский блок питания на 12 В 1 А, изменил выходное напряжение на 16В.
FSFR1800US запустилась без проблем.
Далее приличное время подбирал витки вторички-тренировался)), необходимо было 36 вольт. В итоге все получилось, получил свои 36в под нагрузкой 33 Ом.
Никак не мог сладить с управляющей частью блока на TL431 –в конечном итоге, оказалось неправильно впаял 431((.
Стабилизатор для питания аналоговых микросхем был собран на дивной микре К157ХП2))
А силовая часть состоит из блока конденсаторов.
В итоге, могу подтвердить слова Алексея: микра изумительная, действительно не греется практически ни чего, под долговременной нагрузкой :
Резистор 11 Ом, напряжение 36В ток 2.7А
-диоды на выходе 42-44*,
-микра 36-37*
-трансформатор – феррит 45*.
Сигнал на выходе можно увидеть на выходе.
Нижайший поклон автору Алексею, за продвижение резонансных блоков питания.
Схема и плата
https://www.dropbox.com/s/dqql1iz1ha5lz ... 0.rar?dl=0
На схеме указаны реальные осцилограммы в контрольных точках.
Фото готового блока
https://www.dropbox.com/s/fbkjf0gij1hav ... 0.rar?dl=0
Надеюсь, что администрация не будет сильно ругать, что использовал сторонний хостинг))) ибо файлы имеют вес более 4мб.
С уважением

Вложения

1800.JPG

(179.9 KiB) Скачиваний: 2926

[Телекот]

Вы сами описали сколько пришлось извращаться для постройки данного блока. Я то же как то экспериментировал с резрнансниками, запустил, но больше не хочу. Меня сейчас больше устраивают схемы которые спокойно работают сразу после сборки и с трансформатором намотанном на любом феррите, на скорою руку. В резонанснике надо не только соблюдать индуктивности первичной и вторичной обмотки, но там строго регламентирована и индуктивность рассеивания. Которая мало поддаётся вычислению и зависит не от количества витков, а от конструкции трансформатора. И для запуска схемы я не хочу перематывать трансформатор 17 раз. Эти схемы для отработанного блока с одинаковыми трансформаторами, шаг в сторону считается побегом. Да и в инете много людей уже ярко загорались этой топологией, но быстро потухали.

[tribo]

С намоткой первички проблем не было, эксперементировал с лентой из проводов 0,2мм и проклеенной полиуретановым клеем и фольгой 4мм. Подобрал зазор по LC метру. Я понадеялся на даташит, \делал исключительно по нему))\ намотал 4 витка, получил 17В. Пересчитал количество витков на Вольт, намотал с запасом 10х10 витков получил желаемое.
На самом деле, стоило кинуть пробный виток на вторичку замерить напряжение и посчитать количество витков на в Вольт...немного теория с практикой не совместилась))) Полагаю это не большая из бед...транс легко разбирается, и перематывается.
Самое важное для меня -лично, навеянные страхи перед 100кГц частотой и резонансными блоками весьма безосновательны.
И потом самое важное это приобретенный опыт)) сын ошибок трудных))
Впереди маячит FAN7621- плата под нее уже разведена. Жду транзисторы.
И кстати говоря Fairchild подготовил под именно эту серию очень качественный APPLICATION NOTE AN-4151 в котором весь расчет рассписан по шагам...правда рассчет иссключительно ручками приходится делать.
Зато алгебру можно вспомнить)))
Я не только загорелся идеей резонансного ИБП, но и как видите сделал его.

С уважением

[ANDREY D]

Похвастайтесь картинкой тока первички под нагрузкой.
Вых дроссели( в этом включении) не мешают работе резонансника?
Литцендрат нынче дорогой (4000-5000р за 1 кг) и навалом..

[manowar]

резонансники...восторг понятен, плюсов технологии достаточно. некоторые варианты построения вообще "неубиваемы" нагрузкой без всяких защит ввиду конструктивного токоограничения
доступно ли понимание что сия конструктива имеет относительно небольшой диапазон регулирования по входному и вых. напряжению, току нагрузки? сие значит, что применимость ограниченна встраиваемыми решениями и весьма желателен pfc на входе.
а 7621- пройденный этап, до 400-450w - подводных камней не замечено. практически ir2153(и на ней, кстати, тоже резонансники возможны)

.
Схема и плата
https://www.dropbox.com/s/dqql1iz1ha5lz ... 0.rar?dl=0

замечания:
в резонансниках, на выходе выпрямителя дроссели не устанавливаются.
нагрузочные резисторы на выходе обязательны. ос использовать бы с канала, не имеющего стабилизации(30в)

[tribo]

manowar и на том спасибо))
"доступно ли понимание что сия конструктива имеет относительно небольшой диапазон регулирования по входному и вых. напряжению, току нагрузки? "
Несомненно. Хотя понял это когда перевел апноту. Полагаю для питания усилителя этот момент не совсем актуален. Примите во внимание, что все таки это первая проба пера...
"а 7621- пройденный этап, до 400-450w - подводных камней не замечено" Не подсажете какие еще интересные микры в этом направлении \резонансные\ существуют? Ибо по выше упомянутым микрам инфы совсем не много.
"замечания:
в резонансниках, на выходе выпрямителя дроссели не устанавливаются.
нагрузочные резисторы на выходе обязательны. ос использовать бы с канала, не имеющего стабилизации(30в)"
За указания премного благодарен!В первоисточние указание на отсутствие дросселей инфа имеется, но ....так сказать перестраховвался)) этот момент просто был перенесен с платы шим -автоматом.
"ос использовать бы с канала, не имеющего стабилизации(30в)" - если не трудно поясните, почему именно так?

С уважением

[ANDREY D]

Очень хотелось бы увидеть картинку тока первички ( с дросселями на выходе), видно не судьба.
Есть отдельная тема на форуме по резонансникам, можно воспользоваться ( уверен при соблюдении правил ,польза от форума и форуму вырастет в разы).
О хорошем: настоящих джидаев-резонансников на площадке практически нет ( ".... настоящих буйных мало, вот и нету вожаков" В.С. Высоцкий), можно например пообщаться здесь http://forum.cxem.net/index.php?showtopic=153830.
По возможностям:
резонансники ( на контроллере , который для резонанса и придуман) имеют возможность регулировать , стабилизировать и охранять выход , и не сильно обращать внимание на прогулки входного U, не требуют нагрузки на ХХ. КПД и размеры терпимые.
Сия технология проста и осваивается в спокойном режиме( главное: желание, понимание, хотение и возможность в комплектации).
Поставил +

[tribo]

ANDREY D
Пока блок не в корпусе, проблем снять форму осцилограмм проблем нет. Покажите на схеме, какие Вас интересуют конкретно контрольные точки, сниму.
А потом я только, только погладил блок....до конца не понимаю некоторые моменты, собрал просто из интереса основываясь на даташит, а оно вот получилось.... Старался максимально не отходить от документа предоставленной разработчиками, ну разве только фольгу применил для намотки.

В следующем блоке 7621 допустим применены транзисторы QFET, я например об этих приборах вообще не знал(((Автор вышеупомянутой статьи указал на них. За что ему гран мерси)).
Попробовал просчитать по апнот транс ....получил весьма малую индуктивность 236мГн...хотя все делал ручками и перепроверял по нескольку раз расчет....в общем так и не понял где закралась ошибка.((
Ну и в конце то концов я не занимаюсь серийным выхлопом...это скромное хоби)) для души...ну и неизведанное хотелось попробовать.
Ранее смотрел работы некоего Skory венгр, но в силу сложности перевода с венгерского...отложил сие в сторону. Вот на глаза попалась адекватная статья по резонансному блоку...результат на лицо.
С уважением

[ANDREY D]

Рисунок тока - основа.
Токовый резистор R1 (0,22) посмотрите под нагрузкой: с дросселями на выходе и без дросселей, разницу в студию.
По индуктивности: если количество витков первички правильное, то либо материал , либо зазор .
На выставке представитель FAN разрешил отказаться на 500 Вт , 12 В от внешнего радиатора по входу и выходу ( требуется грамотной подход к комплектации и умение пользоваться медью на плате) -FAN 7688.

[manowar]

Не подсажете какие еще интересные микры в этом направлении \резонансные\ существуют?
"ос использовать бы с канала, не имеющего стабилизации(30в)" - если не трудно поясните, почему именно так?

да на любой можно реализовать резонансник, был бы доступ к частотозадающим цепям. на 1114еу4(494) в 90-х ваяли полный мост с кт812 или подобном 5.2В и в районе 80А.
вот на 2153 резонансник:

похоже, применили готовый тр-р, недостаток индуктивности рассеивания перенесли в первичку
/
потому, что канал, имеющий стабилизацию - и так имеет на выходе стабильное напряжение. а +-30в будет гулять в зависимости от нагрузки.

[tribo]

Рисунок тока - основа.
Токовый резистор R1 (0,22) посмотрите под нагрузкой: с дросселями на выходе и без дросселей, разницу в студию.
По индуктивности: если количество витков первички правильное, то либо материал , либо зазор .
На выставке представитель FAN разрешил отказаться на 500 Вт , 12 В от внешнего радиатора по входу и выходу ( требуется грамотной подход к комплектации и умение пользоваться медью на плате) -FAN 7688.

Во вложении https://www.dropbox.com/s/9xu3f3keo1p4v ... .spl7?dl=0
осцилки -откуда что снималось указал. Тчк подключения щупов осцилографа тоже показал.
Если что не так снял, подскажите пересниму.
С уважением

[ANDREY D]

Пока резонанса не видно.
Посмотрите рисунки производителя.

[tribo]

Пока резонанса не видно.
Посмотрите рисунки производителя.

Приветствую!
Тогда почему все работает??
Может я не там воткнул щупы???
Частота от нагрузки меняется в меньшую сторону....по всем признакам блок работает.
https://www.dropbox.com/s/fm2e2ia5n7oh2 ... 1.pdf?dl=0
Здесь пдф согласно которому все собиралось.
С уважением

[ANDREY D]

Ls ?
L ?
Попробуйте закоротить вых дросселя.
Основное питание сколько вольт?

[sanderman]

А что мешает применить не FCFR,а FCFA, которая является обычным шим контроллером? При тех же параметрах, но не резонансным.

[neon]

А что мешает применить не FCFR,а FCFA, которая является обычным шим контроллером?

Правильно FSFA.

[VladKo1970]

Всем дорого времени суток. Вот и я собрал резонансник, чуть мощнее на 2100. Все чудным образом сразу заработало, Ни разу не ба-бах. И мой кот ни разу не испугался. Не буду писать о сложностях намотки тр-ра. Хотя они гораздо преувеличены. Вопрос вот каков. Для регулировки выходного напряжения хотел использовать вывод CON. Я кобу при падении напряжения меньше 0,4В должен отключиться драйвер. Но у меня этого не происходит, что меня сильно разочаровывает. Подскажите что не так, может плохо понял датиш?

[moLCHec]

tribo посмотрите в сторону L6599 микра очень распространена, я на нее перешел с IR-овской восьмилапой, и не жалею. Дроссели после диодов вредны, их ставить можно уже после кондеров и уменьшить индуктивность на порядок минимум.
Telekot на счет непредсказуемости индуктивности рассеивания Вы не правы, стоит пару раз намотать транс и сделать контрольные замеры и индуктивность рассеяния уже можно считать для большого диапазона витков для данного типоразмера.
Некоторый разброс конечно есть, но он как правило несущественный, правильно спроектированный резонансник достаточно устойчивая система. Для меня резонансник один из самых простых вариантов импульсника для мощности более 50-60Вт где рулит флай. Поясню почему. Все решается одной микрой например L6599 в которой "из коробки" есть весь необходимый функционал в том числе и токовая защита и защита от перенапряжений, не нужно никаких драйверов, токовых трансформаторов и пр. При выходной мощности в 180Вт транзюки в ТО220 уверено держат без радиатора вообще, причем в невентилируемом корпусе. При 300Вт уже ставлю небольшие радиаторчики FK302.
Недостатки у резонансников конечно есть это прежде всего малый диапазон регулирования, более кропотливый расчет и чуть завышенный относительно обычног ополумоста ток первички, что требует больше меди. Ну и некоторый геморой при намотке транса

tribo несколько советов
1 Литц можно сделать самому из тонкого обмоточного провода для частот порядка 100 кГц пойдет диаметр 0,3-0,4мм, для того чтобы удобнее паять можно использовать провод ПЭВТЛ, появился в чип дип, есть в продиэлком. Сложил нужное кол-во слоев, чуть скрутил и готово.
2 При использовании варианта контроллер+внешние транзюки обращайте внимание на время восстановления обратного диода, по возможности оно должно быть меньше времени мертвой зоны. Если оно больше и других транзюков совсем нет, то желательно выбирать малые значения Lm/Lr 3-4 что бы реактивный ток был большой и диод успевал восстановится.
3 резонансный кондесатор должен быть рассчитан на большое значение переменной составляющей, обычные PET не подойдут. Подходят К78-2 (РФ) 1000В и более, B32652 от Epcos, TS09 от Suntan. В описании К78-2 от Гириконда есть диаграммы допустимого значения переменой составляющей в зависимости от емкости и частоты, я соотносил она подходит и для B32652, думаю и применительно к TS09 ее можно использовать.
4 Емкость резонансной емкости желательно брать выше на 30-40% расчетной т.к. по первых у кондера есть разброс, во вторых это даст запас устойчивой работы ИП при перегрузках и пониженном входном напряжении.

[Телекот]

стоит пару раз намотать транс и сделать контрольные замеры и индуктивность рассеяния уже можно считать для большого диапазона витков для данного типоразмера.

Вот именно что несколько раз и данного типа размера, а если потребуется другой типоразмер нужно еще пару раз мотать и измерять.

[moLCHec]

Телекот можно подумать, что намотать пару десятков витков для контрольных замеров это такая уж проблема Там делов то реально минут на 5-10.
Тут каждый для себя сам выбирает, что ему больше подходит, у каждой топологии свои + и -.
Кроме того резонансный дроссель можно и внешний поставить, намотать его на небольшом Ш с зазором, тогда и транс на секции можно не разбивать. Я первые собственно так и делал.