Стабилизация блокинг-генератора

[~Dimon~]

Стабилизированный блокинг на трансе от 3V фотовспышки (с мыльницы) и LP2951 (схема внизу).
По крайней мере в одном экземпляре работает.
Хотелось бы советов на предмет улучшения управления, чем распространенным можно заменить LP-шку?
На борту должен быть ИОН и компаратор, в идеале что то вроде TL431, но с отдельным выводом открытого коллектора, и "обратной" логикой (при привышении порога транзистор закрыт).
Так же, нужен малый ток входа feedback, приветствуется наличие входа shutdown и возможность работы с питанием ниже 2в.

Что плохо в этой схеме:
В некоторых режимах присутствует возбуд, приводящий к росту тока и возможному забросу выходного напряжения сильно выше номинала, подавляется подбором C2.
Не работает вход SHUTDOWN (он не влияет на состояние выхода ERROR).
LP-шка очень нежная, горит от любого чиха по входам (например - забыл подключить нижнее плече делителя, 400в через 10МОм по фидбеку ее спалило).

Vin 2.0 to 5.5V
Vout 400V

T1 3V Photoflash transformer
DA1 LP2951 SO-8
VT1 SS9015C
VT2 2SD965 TO-92
VD1 HER108
VD2 HER108
C1 1uF 1206
C2 470pF 1206 (*)
C3 470uF 6V D=8 Polymer
C4 0.1uF 630V 15x6.5 Film
R1 10K 1206
R2 100K 1206
R3 220E 1206 (*)
R4 10K 1206
R5 1E 1206
R6 3.3M 1206
R7 3.3M 1206
R8 3.3M 1206
R9 30K 1206
R10 1M 1206 (*)

Supply current (mA):
2V 3V 4V 5V
No load: 29 17 11 10
1MOhm load: 208 143 122 98

Вложения

400VDC.gif

(6.78 KiB) Скачиваний: 243

[Николай_С]

Проблема в том, что блокинг-генератор - штука весьма нестабильная. Выходное напряжение всецело зависит от количества запасённой энергии в магнитопроводе трансформатора. По этой причине какая-либо стилизация там неэффективна. Можно отключать питание при достижении на выходе порогового напряжения, но это не гарантия что оно не превысит требуемое.
Ваша схема так себе. Ей присущи описываемые недостатки. Сделайте проще - поставьте ключ на питание или смещение транзистора.

[~Dimon~]

Здесь как раз релейная стабилизация, вывод ERROR это открытый коллектор компаратора с гистерезисом, VT1 работает в ключевом режиме.
Вариант с отключением питания рассматривал, но там лучше полевик, а ему надо быстро перезаряжать затвор, это плюс еще какой то драйвер, хотя бы на PNP.
А вот управление через резистор смещения (схема с кондером) не пошло, в трансе возникают затухающие колебания, и они не дают блокингу выключится, либо выключение запаздывает.

[74LS00]

Судя по схеме проблема в pnp транзисторе который является выпрямителем который и подаёт высокое напряжение на микросхему.
Надо ставить дополнительный npn ключ перед ним, или переворачивать всю схему. Или сделать просто развязанный трансформатор вместо этой катушки.
Использовать кренку как источник смещения базы ну это чёт совсем китайская задумка. Видимо собирали с наиболее дешёвых и простых деталей.


Вспомнилось что для расчёта блокинга есть 2 страницы описания метода с кучей формул. На результат влияет чуть ли не каждый параметр каждой детали, причём сначало их нужно замерить. Поэтому даже калькуляторов нет, и собирают их наугад по опыту.
Сейчас есть куча однотактных низковольтных DC-DC на которых и проще и стабильнее.

Спойлер

Не застал эти древние приборы, поэтому не понимаю что у вас за микра. Схема очень напоминает качер с детектором напряжения.
(Причём сам качер работает вопреки ошибки создателя и потому такой загадочный. А детекторы напряжения я в схемах даже не встречал и не понимаю зачем они вообще могут быть нужны).

Вот вполне рабочая стабильная схема и со стабилизацией, транзистор лучше в метале
https://github.com/74ls00/NixieClock_IN ... /dc-dc.GIF
(можно уровнем выше схемки глянуть, они примерно похожие)
Для напруги поменьше наверно и КМОП версию таймера можно, а транзистор биполярный, в теории и от 3в пойдёт.

[~Dimon~]

Да нет вроде, не вижу там проблемы.
ERROR - это открытый коллектор NPN транзистора, да, туда попадает примерно удвоенное напряжение питания, через эмиттерный переход VT1, но по документации, напряжение на этом выводе может быть до 30в, и может превышать напряжение питания LP-шки.
Единственный "неудобный" ньюанс этого вывода - сопротивление нагрузки >= 10кОм.

Добавлено after 1 hour 43 minutes 22 seconds:
Собственно, почему вообще блокинг?
Все опирается на условие использования готового, дешевого, распространенного трансформатора.
ШИМ тут не подходит вот почему:
1. Большая индуктивность длинной вторички, требует сравнительно низкой частоты, и заполнения не более 50%. Распространенные же ШИМ-ки на низкое входное как правило высокочастотные и заполнение >=90%.
2. Большая паразитная емкость длинной вторички, в сочетании с высоким выходным напряжением - ШИМ на малых нагрузках будет заниматься в основном ее перезарядкой, КПД выйдет не очень.
3. Широкий диапазон входных напряжений, так же добавляет проблем с КПД.
Блокинг устраняет все эти грабли, самостоятельно подстраиваясь под текущие условия и используя трансформатор всегда по полной.
Нужна только релейная стабилизация выходного напряжения, в данном случае еще и с условием высокоомного делителя ОС.

Вроде LM185/285/385 как раз должна подойти, если смогу купить - попробую еще на ней.

[parovoZZ]

~Dimon~ писал(а):

Нужна только релейная стабилизация выходного напряжения

И потерять КПД на ней.

[~Dimon~]

Почему?
При релейной, как раз минимально возможное количество переключений, все динамические потери сводятся к минимуму.
Хотя нужна несколько бОльшая выходная емкость, по сравнению с ШИМ.

[~Dimon~]

Переделал немного схему.
Вместо VT1 применена схема замещения тиристора на SS9014/SS9015, управление взято с силового выхода LP-шки.
Не обозначенные резисторы - по 10кОм.
Проблема возбуда ушла, шутдаун работать будет, так же, этот вариант доказывает возможность использования компаратора без гистерезиса.
Но присутствует пока еще непонятный рост тока после 4,9в.
Напряжение: ток без нагрузки / нагрузка 1МОм:
2,1в: 17/200мА
4,9в: 10/114мА
5,6в: 13/150мА

[~Dimon~]

Разобрался, в росте тока виновата обратноходовая топология, напряжение обмотки ПОС сильно не дотягивает до нуля при питании выше 4,5в.
Закостылил пока двумя последовательно включенными диодами.
Снова взял управление с вывода ERROR, только перевернул PNP транзюком, то же работает. Еще можно перевернуть всю схему под PNP ключ.
В целом, идею можно считать рабочей.

Некоторый накопленный опыт (может кому пригодится):
1. Топологию следует выбирать исходя из минимального напряжения питания. 1,5...2,5в - обратноход. Примерно от 3в работает прямоход с удвоением. 4...4,5в - простой прямоход.
Обратноходовая топология имеет проблемы при напряжении более 4,5!
Прямоходовая требует увеличения выходной емкости в несколько раз, для достижения того же уровня пульсаций!
Все это указано относительно примененного транса.
2. Управление через резистор смещения (схема с кондером) - ненадежно, следует рвать ток базы.
3. Не управляйте относительно вывода обмотки ПОС (как на первой схеме), большая амплитуда переменного напряжения и паразитные емкости P-N переходов содают проблемы.
4. Избегайте затекания значительного управляющего тока в базу ключевика через P-N переходы управляющих элементов, иначе он никогда не закроется.
5. Схема замещения тиристора работает лучше чем просто транзюк, у нее бесконечное усиление, и она исключает закрытие ключевика "не вовремя", что положительно влияет на КПД.

По прежнему принимаю советы по альтернативным компонентам (для улучшения работы и упрощения схемы).
LP2951 можно было бы заменить на LTC1440 или MIC842H, но они очень редкие и дорогие, может есть что по доступнее?
Схему можно вывернуть под PNP ключ, есть ли распространенные PNP аналоги 2SD879, 2SD965?
Нужно высокое быстродействие и усиление, очень малое падение при больших токах, но НЕ составные.

[Nicochip]

А если такой вариант?

Или даже так?

Вложения

400VDC_3.png

(7.8 KiB) Скачиваний: 649

400VDC_2.png

(7.75 KiB) Скачиваний: 657

[~Dimon~]

Только если между VT1+R3 и VT2+R4 воткнуть еще пару диодов, иначе VT2 будет всегда приоткрываться.

В моей последней схеме, пробовал еще готовый тиристор, вместо его транзисторного аналога.
Вполне рабочая идея, но:
1. Обязателен кондер 100+ пФ, между катодом и управлением.
В двухтранзисторном варианте как оказалось то же, по кондеру Б-Э, иначе миллеровский эффект все ломает.
Вылезли эти ньюансы после перефазировки на прямоход.
2. Не для этого трансформатора! В моем случае, время обратного хода 5мкс, один экземпляр КУ112 заработал просто отлично, другой не успевал закрыватся (и не обязан), BT169 еще более тормознутые, даже пробовать не стал.

Может есть еще какие то мелкие распространенные тиристоры, с временем выключения 1...3мкс?

[Martin76]

Есть MCR22, должны подойти, найти можно, применялись во многих кинескопных ТВ, Рубин, Ролсен, Вестел и его клоны. Напрямую быстродействие не указано, указана критическая скорость нарастания напряжения в 25В / мкс , у КУ112 всего 10В / мкс. Эти тиристоры коммутировали импульсы частотой порядка 50кГц в блоках питания.

[musor]

ку 109/221... но это не тот путь ...вы свернули на темную дорожку...

[Martin76]

У них утечки огромные и ток УЭ для этой схемы.

[musor]

делать блокинг с принудителным закрывом тириком??-это уже не блокинг.....
тирик стоит применятьт в генках с ударной накачкой -зарядаем банку от источника тока высокого напругу -5-400в дале приклалываем по средством разряда тирикорм на 1 ВВ трана -на 2чке получается высокое...

[~Dimon~]

Нет, тиристор ОТкрывает ключевик, и не дает ему закрыться преждевременно, если управляющий сигнал будет снят раньше, чем завершится прямой ход блокинга.
Получаем ЧИМ в чистом виде.
(+) Должен быть несколько лучший КПД.
(-) Несколько бОльший овершот на выходе.
(-) Если схема защелкнется - выключить ее уже нельзя.

[musor]

дурь полная- Открыф +удержаниеключа открытым/закрывание ключа +форсаж фазы расасывания заряда ТАМ дело ПОС если канечно нужен БЛОКИНГ....
в вашем случае нужна заторможеная (ждущая) ПОС тоесть для работы твейгены нужны толко запускающие ей СИ
пока они(СИ) есть есть генерация и накопление на накопителном кандере.. порпала синхра и гена заткнулся и нет прироста выхода...
если же вы хотите принудително рулить ключом то эту задачу надо возложить на умный токовый контролер на МС (ЭТО НЕ БУДЕТ КЛАСИЧЕСКИЙ ШИМ) но наверно народ не видит разницы...

[~Dimon~]

Ждущая ПОС - это про классический блокинг с кондером?
Там соотношение витков должно быть правильным, иначе она может начать молотить непрерывно. Ну и мощность ниже, чем у безкондерной.
У меня условие - готовый, распространенный транс, по этому все пляски от него.
Фактически, LM2951 довольно тупа по скорости, именно тиристор там не обязателен, транзисторный ключ то же исправно работает при некоторых условиях.