» » » Мощный резонансный блок питания на FAN7621. LLC resonant power supply

 
 
 

Мощный резонансный блок питания на FAN7621. LLC resonant power supply

Разместил AlexD 7 ноября 2014. Просмотров: 29609

36 В статье рассматривается чип FAN7621.
Мощный резонансный блок питания на FAN7621. LLC resonant power supply

С развитием полупроводниковых приборов, особенно в области силовой электроники, в нашу жизнь прочно вошли импульсные источники питания. Насколько мне известно, в Европе уже несколько лет полностью запрещено изготовление устройств с питанием от обычного 50Гц силового трансформатора. И в этом есть масса плюсов. Экономия металла, экономия электроэнергии как экологический аспект, выигрыш в массогабаритных показателях.

Импульсные блоки питания непрерывно совершенствуются. Уже нигде не используется ЧИМ, только ШИМ, на невысоких частотах преобразования вовсю используются гибриды IGBT. Совсем недавно появилась, и начала прочно входить в нашу жизнь, технология резонансных преобразователей.
Как то мне принесли на показ источник питания.
По утверждению даташита этого БП – его мощность достигала 500Вт при очень скромных размерах платы- 100х100 мм. А радиаторы силовых ключей вызвали мой истерический смех...
Как? 500Вт на этих радиаторах? Издеваются???
Полез на сайт производителя и прочитал волшебное слово resonant topology.
Ну как я могу пройти мимо и не пощщупать так сказать!
Изучение этой темы вынудило меня обратиться к сайтам разработчиков полупроводников для силовой электроники. И только в одной конторе еще не всех инженеров подвинули маркетологи - Fairchild Semiconductor. У них нашлось пара интересных для меня вещей.

Контроллер FAN7621 (он единственный из всех в DIP корпусе ) и сборка FSFR2100.
Решил начать с FAN7621.

Для изучения был использован даташит на FAN7621 и application note AN-4151.

Данная конструкция является моей вольной интерпретацией документа по имени AN-4151 от Fairchild Semiconductor — нет, не реклама, даже семплы у них не заказывал! Просто они оказались ближе остальных к людям. Все неточности на моей совести.

Одной из проблем любого ИБП является его КПД. Тепловые и коммутационные потери, потери на обратном восстановлении выпрямительных диодов – вот те немногие факторы, что усложняют жизнь конструторам и разработчикам таких блоков питания.
Одним из вариантом повышения КПД является использования резонансной схемы.
Изначально резонансная схема БП (LC resonant converter ) была предложена для увеличения рабочей частоты преобразователя, снижения коммутационных потерь и уменьшения размеров моточных узлов.
Еще она интересна тем, что форма передаваемого тока в нагрузку близка к синусоиде и ключи в преобразователе работают в режиме “мягкого переключения” (ZVS – zero volage switching ). Как это работает, я до конца не понял и объяснения человеческим языком не нашел, так что пока принцип работы LC resonant converter-а. Это попроще...
Мощный резонансный блок питания на FAN7621. LLC resonant power supply

Полумостовой преобразователь нагружен на резонансную цепь, в которую входит силовой трансформатор, индуктивность Lr и емкость Cr. У этой цепи есть некая резонансная частота.
На эту цепь подается напряжение Vd, с частотой, близкой к резонансной для этой цепи, тем самым, меняя частоту в сторону резонанса, можно увеличивать напряжение на выходе трансформатора. Соответственно изменяя частоту в противоположную сторону, и уходя от резонанса, можно это напряжение уменьшать. Трансформатор с нагрузками является частью резонансной цепи, и от изменения импеданса всей цепи меняется напряжения на нагрузке. Разработчики называют это изменение DC gain. И оно, для этого варианта конвертера всегда меньше единицы.
Здесь есть одна засада – диапазон регулирования сильно зависит от нагрузки. Поэтому и рекомендуют использовать такую схему при номинальной или близко к номинальной нагрузке.
Теоретически, при стремлении нагрузке к минимуму, необходимо увеличивать частоту контура до бесконечности, что невозможно.
Этот недостаток можно частично устранить, если использовать трансформатор, как часть индуктивности резонансной цепи.
Эта топология называется LLC resonant converter.
Мощный резонансный блок питания на FAN7621. LLC resonant power supply

Здесь трансформатор зашунтирован индуктивностью Lm. Это снижает эффективность работы схемы, но при работе на “высокой” стороне снижение коммутационных потерь более предпочтительно потерям в индуктивностях. К тому же, эту индуктивность можно конструктивно представить как часть первичной обмотки. Единственное уточнение.
Значение индуктивности Lm в несколько раз больше Lr. Поэтому приходится вводить зазор в сердечник. Но зато можно поддерживать постоянное напряжение на выходе при разных уровнях нагрузки путем незначительного изменения частоты переключения.
Более понятно это видно на графике.
Мощный резонансный блок питания на FAN7621. LLC resonant power supply

Старт происходит на частоте выше 100кГц, потом частота снижается, приближаясь к резонансной, и поддерживается на нужном уровне обратной связью, как в обычном стабилизированном БП.
В общем фишечка интересна, и ее обязательно надо пощупать.

Вообще, вышеуказанный апнот и даташит написан для тупых вроде меня, и достаточно подробно. Что и послужило толчком для повторения.
Поэтому больше расскажу о том, как и что делал.

Для начала надо определиться, что я буду питать.
Появилась идея заменить в одном из моих усилителей БП на жалком гибриде таймера и драйвера - IR2153.
В общем подопытный кролик выбран - начнем!
Мощный резонансный блок питания на FAN7621. LLC resonant power supply

Нужно получить двухполярное напряжение +/- 30В для умзч, и +24В для защиты АС.
В принципе ничего сложного.
Единственное уточнение – для УМЗЧ стабилизация ИБП не только не обязательна, но и противопоказана. А нам надо управлять резонансной частотой в зависимости от нагрузки.
Поэтому стабилизировать буду шину защиты АС, а питание мощника пусть будет само по себе.
Рисую схему.

Сама по себе FAN7621 обладает всеми видами защит, и по умолчанию в даташите на нее отрисована схема токовой защиты по одной полуволне в первичной обмотке.
Но там же и рассказано, что можно использовать монитроинг по обоим полуволнам тока.
Вот так:
Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен только полноправным членам сообщества и подписчикам.
Пожалуйста, ознакомьтесь с условиями доступа.

Или вот так:
Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен только полноправным членам сообщества и подписчикам.
Пожалуйста, ознакомьтесь с условиями доступа.

Также пришлось видоизменить под свою концепцию питание контроллера.
В даташите нарисовано питание от какого-то стороннего дежурного БП на 16-20В, я же решил применить самопитание и запуск на проверенной схеме от параметрического стабилизатора.
Минимально напряжение для запуска заявлено 14.5В, защита от перенапряжения – 23В.
Вот в этом коридоре и надо работать.
От 15В мы стартуем, потом самопитание подхватывает и за счет диода D2 отсекает пусковой стаб от контроллера. При повышении до 23В мы радостно отключаемся.
Думаю должно работать.

Ну а теперь самое интересное.
Когда-то давно, мне под разбор попался скоропостижно разбитый маленьким ребенком моего коллеги LCD телевизор. Внутри был вполне себе солидный БП, совмещенный с драйвером подсветки.
И я еще тогда удивился, зачем первичка и вторичка на разных катушках, да еще и разнесены на каркасе? Но тогда я был болен лампами и ИБП на TL494, и кроме удивления такой избыточностью, никакого практического интереса это у меня не вызвало...
Вот же дебил какой я был невнимательный! У меня же в руках был резонансник... Причем живой.
А я яростно выкусывал кусачками перегородку и шлифовал надфилем поверхность катушки.
Мощный резонансный блок питания на FAN7621. LLC resonant power supply

Вот эту перегородку, как на фото.
И только вот недавно я понял, для чего была эта избыточность...
Как я рассказывал выше, для LLC топологии требуется Lm поместить в трансформатор.
Для этого нужно, чтоб обмотка была не только компактно намотана, но и как можно меньше была подвержена влиянию вторичной обмотки.
Нужно получить не только требуемую индуктивность первички, но и невысокую индуктивность рассеяния.
Схема намотки, а также параметры трансформатора указаны в даташите.
В апноте AN-4151 также дан расчет трансформатора. Там немного другие данные.
Расчет довольно большой, зато расписан пошагово и с примерами.

Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен только полноправным членам сообщества и подписчикам.
Пожалуйста, ознакомьтесь с условиями доступа.


Самое долгое, ожидание контроллера. Почта работает быстро, поэтому не прошло и полутора месяцев, и вот контроллер установлен.
Первое включение естественно через лампочку!
И тишина....
Оказалось, что стабилитрона на 15В маловато для запуска, на ноге питания при старте всего 13.8В при пороге в 14.5В.
Меняю зенера на 16В – и вот:
Мощный резонансный блок питания на FAN7621. LLC resonant power supply

Ничего не стрельнуло, и даже чего то засветилось!
Идет измерение питащего контроллер напряжения и частота импульсов на нижнем фете.
Мощный резонансный блок питания на FAN7621. LLC resonant power supply

Пробую крутить регулировку напряжения на выходе. Напряжение меняется, частота тоже.
Работает!
Теперь надо нагрузить вторую обмотку – ту, что 2*30В нерегулируемая.
Мощный резонансный блок питания на FAN7621. LLC resonant power supply

Сразу закономерность – от нагрузки на другую обмотку меняется напряжение на стабилизированной. В принципе все верно, резонанс распространяется на все обмотки.
Но диапазона регулирования вверх явно не хватает- не могу вытянуть +24В. Минимальная частота – 71кГц.
Пришло время разобрать цепь управления частотой.
Мощный резонансный блок питания на FAN7621. LLC resonant power supply

Вот эта цепь:
Мы имеем здесь три настраиваемых цепи.
1. Софтстарт.
2. Задание минимальной частоты.
3. Задание максимальной частоты.
Работает оно просто, как табурет. Чем меньше сопротивление между ногой RT и массой, тем выше частота.
Начнем с софт-старта.
Электролит Сss и резистор Rss образуют цепь плавного пуска. В момент подачи питания на контроллер, электролит имеет низкое сопротивление, и резистор Rss подключается параллельно Rmin, который, в свою очередь определяет нижнюю границу частоты контроллера. Общее сопротивление цепи меньше Rmin - частота зависит от общего сопротивления Rss и Rmin. По мере заряда Сss, сопротивление цепи СssRss растет до бесконечности и перестаяет отказывать влияние на общее сопротивление в цепи RT.
В цепи остается только Rmin.
Процесс приближается к резонансу.
Пока на выходе нет напряжения, оптопара полностью закрыта, и резистор Rmax не подключен в цепь RT-масса. Но напряжение растет, пропорционально этому открывается транзистор оптопары, и начинает подключаться резистор Rmax, повышая частоту и удерживая ее значение для требуемого выходного напряжения. Вот таким простым способом реализуется регулировка выходного напряжения.
Так как у меня минимальный порог не достаточен для удержания напряжения в цепи +24В, то нужно мне увеличить сопротивление Rmin.

И заодно, так как БП предстоит заряжать “банки” по шинам питания УМЗЧ, софтстарт сделаю более затяжным, увеличив Css до 22мкф.

Окончательный вариант схемы

с измененными номиналами:
Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен только полноправным членам сообщества и подписчикам.
Пожалуйста, ознакомьтесь с условиями доступа.


Вперед!
Мощный резонансный блок питания на FAN7621. LLC resonant power supply

Теперь напряжение подтягивается нормально, есть запас вверх – начинаю мучить его.
В качестве нагрузке по шине 30+30В сначала была гирлянда из лампочек 220В*60Вт.
Три штуки.
При напряжении на них в ~60В суммарная нагрузка на БП всего 18вт, поэтому был добавлен “водоем” для охлажедния ПЭВ-ок, использованных в качестве нагрузки.
ПЭВ-ки включены гирляндой 10+5+5+5+5+10 Ом.
Осциллограммы для разных нагрузок:
Голубой – затвор нижнего ключа.
Желтый – форма тока в первичке (преобразование на резисторах токовой защиты)
Нагрузка 18Вт. (три лампы 220В*60Вт )
Мощный резонансный блок питания на FAN7621. LLC resonant power supply

Запускаю всю гирлядну.
Нагрузка 96Вт. (40 Ом)
Мощный резонансный блок питания на FAN7621. LLC resonant power supply

Откидываю одну секцию на 10 Ом.
Нагрузка 127Вт. (30 Ом)
Мощный резонансный блок питания на FAN7621. LLC resonant power supply

Дальше эксперимент провалился – сработала защита.
От перенапряжения.
На питании контроллера при этом 23.3В – почти порог.
Вода успела нагреться в ведерке градусов до 45.
Также сильно нагрелись диоды выпрямительного моста на шине 30+30В.
Там стоят попарно включенные SF56.
Видимо сюда просятся Шоттки.
По осциллограммам видно, что БП пытается подтянуть “падающую” под нагрузкой напругу, снижая частоту. При этом также растет вторичная напруга на питании контроллера.
Напруга 30+30 проседает, от минимума до максимума – 3в.
С небольшой нагрузкой – 63.2В, при 127Вт – 60.2В.
Получается просадка 1.5В на плечо – довольно неплохо.
Я думал будет хуже.

В общем, решил я продолжить эксперимент. Снизил напряжение на шине, которая мониторится, +24В. У меня стояло 24.5В сделал 23В. При этом напряжении реле на 24В уверенно защелкнулись, но напряжение на шине самопитания не вышло за пределы допустимого.
Заодно случайно потестил защиту от КЗ ( она же токовая перегрузка ).
Дело в том, что провода к нагрузочной лампочке у меня просто припаяны, что видно на фото.
А рядом лежали ножницы. Я начал тянуть к себе щуп прибора – лампочка подвинулась цоколем к ножницам – щелчок и тишина.
БП четко отключился. Защита у него триггерная, поэтому пока не снимется питание контроллера, точнее на упадет ниже 11В, он снова не запускается.
Подождал разрядки кондера в первичке и перезапуск.
Перезапуск прошел успешно,
Нагрузил на 25 Ом и кратковременно на 20 Ом. Все стартует и работает.
Ждал срабатывания токовой, напряжение на ноге CS растет, но до уровня начала ограничения в -0.6В пока не дотягивает. Я больше переживаю за выпрямитель – он сильно начинает греться. Надо срочно найти Шоттки, вольт, эдак, на 100.

Зато правду говорят. Резонансник хорошо работает под нагрузкой. Если без нагрузки от транса слышен какой-то шорох, и слегка нагреваются силовые ключи, то под нагрузкой наступает полная идиллия – радиаторы комнатной температуры, транс не шуршит.
Правда я его пока не пропитал ничем – может и не будет шуршать после пропитки.

Что-то надо делать с выпрямителем. Есть два варианта переделки – увеличить кол-во диодов или все же поставить Шоттки. Второй вариант победил.
Мощный резонансный блок питания на FAN7621. LLC resonant power supply

Поменял радиаторы на силовой части и выпрямителе.
На выходе – Шоттки 20А 200В – включенные мостом попарно. С обратной стороны правого радиатора на фото их еще две штуки.
Пропитал трансформатор лаком НЦ.
Ну и проверить надо, что получилось:
Мощный резонансный блок питания на FAN7621. LLC resonant power supply

Теперь ситуация улучшилась кардинально.
Вот что получается при нагрузке в 125Вт:
Мощный резонансный блок питания на FAN7621. LLC resonant power supply

И при нагрузке 145Вт.
Мощный резонансный блок питания на FAN7621. LLC resonant power supply

Самое интересное, что пропали выбросы на токоизмерительном резисторе. С чем это связано – я не могу объяснить.
Погоняю
Нагрузка плавает в ведерке с водой.
Электролизные процессы на оголенных выводах можно наблюдать почти сразу.
Мощный резонансный блок питания на FAN7621. LLC resonant power supply

Радиатор силовых ключей не поменял температуру. Выпрямитель слегка нагревается, но не так быстро, как на ультрафастах.
Через несколько минут вода в ведре начинает нагреваться уже ощутимо.
Палец окунать уже не комфортно, а на поверхности резисторов образуются пузырьки – там явно уже жарко.
Мощный резонансный блок питания на FAN7621. LLC resonant power supply

Радиатор выпрямителя нагревается до 40-45 градусов, радиатор силовых ключей холодный, как будто они и не работают...
Для БП без обдува на активной нагрузке почти в 150Вт это неплохой результат...
Интересно, как бы себя чувствовал компьютерный БП без обдува в аналогичных условиях?
Ну и для ознакомления намерил всякую чушь по ходу дела.
Форма напряжения до выпрямителя с минимальной нагрузкой
Мощный резонансный блок питания на FAN7621. LLC resonant power supply

Тоже, с максимальной
Мощный резонансный блок питания на FAN7621. LLC resonant power supply

Пульсации на выходах + - 30В. После моста по два конденсатора в плече Nichicon PL(M) 470мкф 63В с неизвестным ресурсом (стояли в проработавшем несколько лет в режиме 24*7*365 качественном БП), зашунтированные пленкой 1мкф 250В.
С минимальной нагрузкой:
Мощный резонансный блок питания на FAN7621. LLC resonant power supply

И тоже самое, с максимальной.
Мощный резонансный блок питания на FAN7621. LLC resonant power supply

Пульсации с частотой преобразования, поэтому то, что кажет прибор в нижнем углу – от фонаря.
Немного на размах и форму влияет расположение щупов относительно БП и друг-друга, так что результат приблизительный. “Иголки” похоже от коммутации диодов, надо подумать о снабберах...

Наверняка у читателей возникнут вопросы.
Где киловатт? Даешь сварочник! Почему не пытал на нагрузке выше 150Вт?
Но я же еще только учусь! (с)
К тому же мне не требуется мощность в нагрузке выше 60Вт, и то при этом стекут на пол радиаторы УМЗЧ, а соседи закидают меня помидорами. Так что реально оно будет работать на 10-15Вт на канал, и то по праздникам.
Резисторы токовой защиты уже установлены на ограничение тока в 2.5А по силовым ключам, и подбирать другой номинал пока не вижу необходимости.

Ради интереса привожу осциллограммы старта:
Мощный резонансный блок питания на FAN7621. LLC resonant power supply

И остановки:
Мощный резонансный блок питания на FAN7621. LLC resonant power supply

Голубой – затвор нижнего ключа.
Желтый – питание контроллера.

Ну, а теперь собственно то, для чего делалась плата и БП.
Мощный резонансный блок питания на FAN7621. LLC resonant power supply

Сразу вылез косяк. БП отказался стартовать на банки по 10000мкФ+2200мкФ в каждом плече каждого канала. Суммарно по 24400 мкФ в плечо. Просто срабатывает токовая.
Пришлось еще сильнее “затянуть” по времени софт-старт.
Теперь конденсатор Css=47мкФ. Но на глаз это не заметно.

В динамиках звенящая тишина. На холостом ходу сильнее греются силовые ключи, трансформатор, и конденсатор резонансного контура. Все около 40 градусов.
Шоттки ледяные. Ну вполне логично, КПД резонансника выше при номинальной мощности, о чем прямо сказано в апноте.

Что понравилось в общем.
1. Интересно. Познавательно.
2. Работа защит контроллера безупречна. Спалить силовые ключи вряд ли удастся. Разве что специально гвоздей насыпать на плату.
3. Хорошо разжеванная документация.
4. Хороший КПД для резонансной топологии.

Из минусов.
1. Без приборов, на глаз – ничего не получится.
2. Намотка многожильным проводом.
3. Транс должен быть секционирован. (хотя можно самому секционировать, но я заказал готовый)

Но я думаю у многих есть LC-метр и осциллогаф? Да, осцилл должен быть развязан от БП гальванически - иначе бабах обеспечен...
Я например применил ТС-180 , включенный с Ктр = 1. Там как раз все обмотки впослед и получим 220-230В.

В планах попробовать FSFR2100 - оно уже в дороге. Попробовать ради интереса резонансник для ламп – чисто экспериментально.

Ну а пока все.

Файлы

Платы и схемы:
Файловый сервис доступен только полноправным членам сообщества и подписчикам.
Пожалуйста, ознакомьтесь с условиями доступа.

Аппноут AN-4151:
Файловый сервис доступен только полноправным членам сообщества и подписчикам.
Пожалуйста, ознакомьтесь с условиями доступа.

Даташит FAN7621:
Файловый сервис доступен только полноправным членам сообщества и подписчикам.
Пожалуйста, ознакомьтесь с условиями доступа.


С уважением, Алексей.

Мощный резонансный блок питания на FAN7621. LLC resonant power supply


Мощный резонансный блок питания на FAN7621. LLC resonant power supplyFAN7621 SOP-16, 10шт, бесплатная доставка

Мощный резонансный блок питания на FAN7621. LLC resonant power supplyER3942, феррит и катушка 7pin, 3 набора в лоте, бесплатная доставка

Мощный резонансный блок питания на FAN7621. LLC resonant power supplyER35, феррит и катушка 7pin, 5 наборов в лоте, бесплатная доставка

Мощный резонансный блок питания на FAN7621. LLC resonant power supplyЛитцендрат, 0.1x70, 50м, бесплатная доставка

Мощный резонансный блок питания на FAN7621. LLC resonant power supplyЛитцендрат, 0.07x80, 100м, бесплатная доставка

Мощный резонансный блок питания на FAN7621. LLC resonant power supplyЛитцендрат, 0.1x60, 50м, бесплатная доставка

Об авторе

Алексей (AlexD)
Алматы, Казахстан
Родился 6 апреля 1972 года.
Хобби-радиоэлектроника.
Увлекся железом еще с раннего детства,чем доставлял немало хлопот родителям.
Не брали в радиокружок в 4 классе,т.к. в школе еще не преподавали физику (вот такие были правила).
Сейчас занимаюсь ремонтом и настройкой компьютеров,в свободное время что-нибудь паяю или собираю-разбираю:)
 

Понравилось? Палец вверх!

  • всего лайков: 312

Поделись с друзьями!


Связанные материалы:


Трансивер 2,4 ГГц Nordic Semiconductor nRF24L01. Перевод таблиц даташита, пояснения

Привет, датагорцы! Выкладываю перевод таблиц из спецификации nRF24L01+, файл с пояснениями и...

Импульсный блок питания с использованием микросхем Fairchild Power Switch серии FSFR

Толчком к продолжению экспериментов с интегральными сборками под общим названием...

Интегральный асимметричный ШИМ-контроллер FSFA2100 с мягкой коммутацией

Продолжением моей работы по практическому изучению современных источников питания стало изделие по...

Изучаем резонанс. Часть 2. Импульсный БП для лампового усилителя

Следующей темой для моего исследования источника питания LLC resonant converter...

По следам публикации - переделка ATX-блока питания

Прислал Станислав, staskaaa[at]gmail.com Добрый день! Спасибо за интересный и познавательный сайт....

Знакомьтесь: научно-исследовательский центр имени Николы Тесла

Интересный НИИ обнаружился в городе Йошкар-Ола – НИЦ имени Николы Тесла. Ребята занимаются СВЧ, но...

Справочник по мощным транзисторам от ON Semiconductor

Фирменный pdf от ON Semiconductor по мощным биполярным транзисторам. 790 страниц, 2001 год...

Поиск в Интернете технической информации по электронным компонентам

Автор: Евгений Звонарев, КОМПЭЛ Кто не знает, в какую гавань плыть, для того не бывает попутного...

Резонансный детектор НЧ

При разработке акустической системы крайне необходимо знать резонансную частоту динамических...

Как освоить радиоэлектронику с нуля. Учимся собирать конструкции любой сложности.

Если у вас есть огромное желание дружить с электроникой, если вы хотите создавать свои самоделки,...

STK4141

SANYO AF Power Amplifier (Split Power Supply) 25W+25W min, THD=0.08% Чипы STK4102II...

LM3886

Overture™ Series High Power Solutions. LM3886 это однокристальный одноканальный усилитель...
<
  • Гражданин
7 ноября 2014 05:53

Сергей / Yamazaki

  • Регистрация: 2.07.2009
  • Публикаций: 3
  • Комментариев: 136
 
  • 0
Алексей, поздравляю с успехом! Именно для аудио такая топология особенно хороша, высокого КПД можно добиться "грубой силой" (транзисторами с низким Rdson и злым драйвером), но тут ведь получается ещё и гораздо ниже уровень помех и, следовательно, лучше электромагнитная совместимость. Шикарно!

<
  • Кандидат
7 ноября 2014 18:03

Андрей / radioandrei74

  • Регистрация: 28.07.2013
  • Публикаций: 1
  • Комментариев: 15
 
  • 0
Ваши статьи читаются на одном дыхании :-) много позновательного!! Огромное спасибо!

<
  • Гражданин
7 ноября 2014 21:08

Валерий / FOLKSDOICH

  • Регистрация: 19.05.2008
  • Публикаций: 1
  • Комментариев: 33
 
  • 0
Отличная работа!

<
  • Гражданин
7 ноября 2014 21:11

Сергей / s237

  • Регистрация: 25.01.2010
  • Публикаций: 3
  • Комментариев: 35
 
  • 0
Очень огромная работа. Спасибо. Резонансники - вообще отдельная тема... А тут, и красиво, и исследования, да еще так, что бы и понятно всем было.
Спасибо. С ув. Сергей.

<
  • Гражданин
7 ноября 2014 22:56

Евгений / emw

  • Регистрация: 28.01.2009
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 22
 
  • 0
Прелестно, прелестно! Заслуженные почести и уважение.

<
  • Гражданин
8 ноября 2014 01:07

Игорь / AudioKiller

  • Регистрация: 10.01.2012
  • Публикаций: 3
  • Комментариев: 293
 
  • 0
Отлично!
Вспомнил молодость, резонансные тиристорные инверторы на киловатт... Там тоже требовался литцендрат сечением пару мм2 - делал его свивая 8...12 проводов ПЭВ. И система стабилизации частоты - главная фишка системы. Все это в ящике метр х 0,5 м х 0,5 м...

<
  • Гражданин
8 ноября 2014 11:39

Анатолий / Anatolyi

  • Регистрация: 15.05.2008
  • Публикаций: 1
  • Комментариев: 22
 
  • 0
Отлично! Крыть не чем.

<
  • Подписчик
9 ноября 2014 02:28

Андрей / termin

  • Регистрация: 13.02.2012
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 13
 
  • 0
Спасибо, все очень подробно.
Я начал полу мостовой собирать теперь попробую резонансный,
мощность до киловатта. Интересно как на счет помех?

<
  • Гражданин
9 ноября 2014 21:41

Александр / Alexverb

  • Регистрация: 15.04.2009
  • Публикаций: 1
  • Комментариев: 45
 
  • 0
Спасибо за статью! Все понятно и очень интересно, класс! Отдельно благодарю за ссылки на детали в конце, это, надеюсь, станет традицией, так бы я полчаса бы бился с али чтобы он понял что я от него хочу ))

Разрешите поинтересоваться, на фото не "немецкий" ли усилитель?

<
  • Гражданин
10 ноября 2014 09:36

Алексей / AlexD

  • Регистрация: 21.11.2008
  • Публикаций: 44
  • Комментариев: 244
 
  • 0
Спасибо всем за отзывы!
Цитата: Yamazaki
Алексей, поздравляю с успехом! Именно для аудио такая топология особенно хороша, высокого КПД можно добиться "грубой силой" (транзисторами с низким Rdson и злым драйвером), но тут ведь получается ещё и гораздо ниже уровень помех и, следовательно, лучше электромагнитная совместимость. Шикарно!

Драйвер у контроллера отдает максимальный ток 600ма, я грузил ее на FQP18N50 - прекрасно себя чувствует!
Цитата: AudioKiller
Отлично!
Вспомнил молодость, резонансные тиристорные инверторы на киловатт... Там тоже требовался литцендрат сечением пару мм2 - делал его свивая 8...12 проводов ПЭВ. И система стабилизации частоты - главная фишка системы. Все это в ящике метр х 0,5 м х 0,5 м...

Ну в то время, да современную элементную базу!
Кстати тут частота немного гуляет, видимо сказывется инертность ОС.

Цитата: termin
Спасибо, все очень подробно.
Я начал полу мостовой собирать теперь попробую резонансный,
мощность до киловатта. Интересно как на счет помех?

Ну только то, что нигде не нужны снабберы, уже говорит о том, что там выбросов нет.
Как работает ZVS- я не нашел понятной простому человеку документации, везде расплывчато и вокруг да около.
Но в динамиках тишина, в наушниках тоже.

Цитата: Alexverb
Спасибо за статью! Все понятно и очень интересно, класс! Отдельно благодарю за ссылки на детали в конце, это, надеюсь, станет традицией, так бы я полчаса бы бился с али чтобы он понял что я от него хочу ))


Это не моя фишка - это Игорь как-то делает, я вот литц искал, так у меня прямо с фотографиями ссылки на него отображаются!
Цитата: Alexverb

Разрешите поинтересоваться, на фото не "немецкий" ли усилитель?

Стесняюсь спросить, как вы это определили? Да, он самый. smile
Просто ПП разводил сам, фото вроде не выкладывал.... blush

<
  • Гражданин
11 ноября 2014 00:35

Сергей / metrolog

  • Регистрация: 6.01.2010
  • Публикаций: 5
  • Комментариев: 90
 
  • 0
Алексей, спасибо!
Отличное исследование и практическая работа, действительно очень интересно и познавательно.

Появились вопросы:
1. Почему не рекомендуется стабилизация ИБП для питания усилителей?
2. «Да, осцилл должен быть развязан от БП гальванически - иначе бабах обеспечен...»
Почему? Ведь в самом осцилле уже есть гальваническая развязка по питанию?

<
  • Гражданин
11 ноября 2014 00:52

Максим Черепанов / еще один max

  • Регистрация: 10.03.2009
  • Публикаций: 10
  • Комментариев: 91
 
  • 0
Ну круто! Так вот что ты доделывал... Голоснул в "5 звездочек", жаль нет 6, 7, 8...

...на жалком гибриде таймера и драйвера - IR2153...

Опять? За что ты ее так все время... Вот почитает народ, и не будет знать, что на ней тоже можно делать интересные вещи - дешево, просто и сердито. А с учетом того, что IR2153 есть в каждом магазине радиодеталей, а FAN7621 не везде, и что на первой можно делать не только блоки питания...

Пришлось еще сильнее “затянуть” по времени софт-старт

Это сколько секунд примерно?
Смешаные чувства. Восторг от резонансника и "витязь сел на камень" - делать мне теперь полумост на SG3825 или пробовать резонансник? Видимо все же придется по порядку: TL494 -> IR2153 -> SG3825 -> резонансник, перепрыгивать нельзя.

<
  • Гражданин
11 ноября 2014 01:32

Сергей / s237

  • Регистрация: 25.01.2010
  • Публикаций: 3
  • Комментариев: 35
 
  • +1
Цитата: еще один max
делать мне теперь полумост на SG3825 или пробовать резонансник? Видимо все же придется по порядку: TL494 -> IR2153 -> SG3825 -> резонансник

Думаю, что это правильный порядок расстановки матчасти. От простого к сложному. Резонансник, при всей своей простоте, достаточно сложное, требующее тщательного отношения, устройство. Посмотрите на замеры индуктивности обмоток трансформатора в статье, и всякие там подводные камни с зазором и секционированием.
Уважаю такой труд.

<
  • Гражданин
11 ноября 2014 04:27

Валерий Климовец / Капитан_Немо

  • Регистрация: 8.10.2008
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 39
 
  • +1
Почтим память Никола Тесла,услышав про резонансы.

<
  • Гражданин
11 ноября 2014 10:01

Алексей / AlexD

  • Регистрация: 21.11.2008
  • Публикаций: 44
  • Комментариев: 244
 
  • 0
Цитата: metrolog
Алексей, спасибо!
Отличное исследование и практическая работа, действительно очень интересно и познавательно.

Появились вопросы:
1. Почему не рекомендуется стабилизация ИБП для питания усилителей?
2. «Да, осцилл должен быть развязан от БП гальванически - иначе бабах обеспечен...»
Почему? Ведь в самом осцилле уже есть гальваническая развязка по питанию?

1. Просто представьте физику процесса, когда ОС будет пытаться исправить резкие просадки питания под нагрузкой.
И когда удар в барабан уже прошел, она радостно подкинет питания.
Тут никакая ООС не справится...
2. Ну я не берусь судить про все осциллографы, но как правило лобой измерительный прибор должен быть заземлен.
У меня это происходит автоматом через евровилку питания.
И от этой же розетки питается и испытУемый БП.
Ну в общем были прецеденты...

Цитата: еще один max


Опять? За что ты ее так все время... Вот почитает народ, и не будет знать, что на ней тоже можно делать интересные вещи - дешево, просто и сердито. А с учетом того, что IR2153 есть в каждом магазине радиодеталей, а FAN7621 не везде, и что на первой можно делать не только блоки питания...

Да, да и еще раз - да.
Ты же знаешь мое отношение к ней crazy



Это сколько секунд примерно?

Да не, стартует то он сразу - на режим выходит медленнее!
Смешаные чувства. Восторг от резонансника и "витязь сел на камень" - делать мне теперь полумост на SG3825 или пробовать резонансник? Видимо все же придется по порядку: TL494 -> IR2153 -> SG3825 -> резонансник, перепрыгивать нельзя.

Ну ты две первые успешно освоил - так что UC3825.
Однозначно.

Кстати не везеде и не для всех задач можно применит резонансник. Так что не спеши:)

Цитата: s237
Резонансник, при всей своей простоте, достаточно сложное, требующее тщательного отношения, устройство. Посмотрите на замеры индуктивности обмоток трансформатора в статье, и всякие там подводные камни с зазором и секционированием.
Уважаю такой труд.

Спасибо. Я думал будет конечно сложнее.
Ну и без приборов врядли получится.

Цитата: Капитан_Немо
Почтим память Никола Тесла,услышав про резонансы.

Однозначно!

А вообще я не был уверен что получится, судя по отзывам народа в сети...

<
  • Гражданин
11 ноября 2014 22:22

Сергей / metrolog

  • Регистрация: 6.01.2010
  • Публикаций: 5
  • Комментариев: 90
 
  • 0
Цитата: AlexD
Просто представьте физику процесса, когда ОС будет пытаться исправить резкие просадки питания под нагрузкой.
И когда удар в барабан уже прошел, она радостно подкинет питания.
Тут никакая ООС не справится...

Согласен, тоже об этом задумывался.
Получается ОС нужно организовать по отдельной обмотке.
Или вернуться к старой доброй IR2153 wink

<
  • Подписчик
11 ноября 2014 22:55

Александр / aleks8845

  • Регистрация: 15.05.2011
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 30
 
  • 0
Алексей, позвольте присоединиться к поздравлениям коллег с удачной конструкцией!
Разобраться с резонансником очень нетривиальная работа, почти подвиг!

И еще в начале статьи приводились выдержки схемы из даташита на FSFR2100? Почему сразу не на ней делался преобразователь?

Спасибо за публикацию!

<
  • Гражданин
12 ноября 2014 01:00

Александр / Alexverb

  • Регистрация: 15.04.2009
  • Публикаций: 1
  • Комментариев: 45
 
  • 0
Стесняюсь спросить, как вы это определили? Да, он самый. smile
Просто ПП разводил сам, фото вроде не выкладывал.... blush


Собрал голые оконечники немецкого год назад, очень понравился звук. Вот только не довелось еще корпус закончить, опять взялся за дело. А плату узнал по расположению, количеству и типу деталей, над своей-то тоже корпел часами, еще не забыл drinks

<
  • Подписчик
12 ноября 2014 02:28

Александр / aleks8845

  • Регистрация: 15.05.2011
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 30
 
  • 0
PS: Это, так сказать, экспериментальный БП или для питания конкретного усилителя? Для усилка в классе "А" отличный блок питания!!!!

<
  • Гражданин
12 ноября 2014 02:35

Сергей / Yamazaki

  • Регистрация: 2.07.2009
  • Публикаций: 3
  • Комментариев: 136
 
  • 0
Господа, не катите бочку на 2153 smile
у меня про неё уже 2/3 статьи написано)

<
  • Гражданин
12 ноября 2014 12:11

Алексей / AlexD

  • Регистрация: 21.11.2008
  • Публикаций: 44
  • Комментариев: 244
 
  • 0
Цитата: metrolog
Цитата: AlexD
Просто представьте физику процесса, когда ОС будет пытаться исправить резкие просадки питания под нагрузкой.
И когда удар в барабан уже прошел, она радостно подкинет питания.
Тут никакая ООС не справится...

Согласен, тоже об этом задумывался.
Получается ОС нужно организовать по отдельной обмотке.
Или вернуться к старой доброй IR2153 wink

Ну как правило, всегда есть одна - две обмотки, что можно застабилизировать.
Что касается 2153 - у нее все хорошо.
Просто не знаешь, когда стрельнут полевики.
То есть отсутствует защита и регулирование.
Если первое решается, то второе уже нет.
И при наличии массы других контроллеров - ее применение только когда нет ничего другого...
Цитата: aleks8845
Алексей, позвольте присоединиться к поздравлениям коллег с удачной конструкцией!
Разобраться с резонансником очень нетривиальная работа, почти подвиг!

Спасибо! На самом деле не все так страшно... blush
Цитата: aleks8845
И еще в начале статьи приводились выдержки схемы из даташита на FSFR2100? Почему сразу не на ней делался преобразователь?

Когда читал pdf на FAN7621 - там была ссылка на апнот. А в нем как раз рассматривался именно FSFR2100... Ну 7621 уже была заказана, а 2100 нет.
Кстати, до сих пор не доехала - видимо в преддверии нового года загрузка возросла.
Цитата: Alexverb
Собрал голые оконечники немецкого год назад, очень понравился звук. Вот только не довелось еще корпус закончить, опять взялся за дело. А плату узнал по расположению, количеству и типу деталей, над своей-то тоже корпел часами, еще не забыл drinks

Ну до WP или Lynx малость не дотягивает, но очень неплох!
Как с возбудом? Мне пришлось побороться...

Цитата: aleks8845
Для усилка в классе "А" отличный блок питания!!!!


никак не найду бооольшой радиатор, чтоб класс А попробовать:)

Цитата: Yamazaki
Господа, не катите бочку на 2153 smile
у меня про неё уже 2/3 статьи написано)


Договорились! Подождем статью! good

<
  • Подписчик
12 ноября 2014 13:25

Александр / aleks8845

  • Регистрация: 15.05.2011
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 30
 
  • 0
С нетерпением будем ждать реализации ИИП на FSFR2100 и ее обсуждения на форуме!!!:)
Как бп реагирует на динамическую нагрузку(сильно точную), испытания проводились на постоянной нагрузке?

<
  • Гражданин
12 ноября 2014 15:52

Алексей / AlexD

  • Регистрация: 21.11.2008
  • Публикаций: 44
  • Комментариев: 244
 
  • 0
Обязательно!
Ну а реакция БП не отличается от обычного ШИМ, разве что при очень большой нагрузке, когда токовая еще не срабатывает, а ОС пытается вытянуть напряжение и снижает частоту до минимально настроенной, то напряжение занижено немного и плавно растет до нормы.
Я пробовал работать с накалом ламп - на холодную стартует с 5,2-5,4В и плавно растет с прогревом нитей до 6,3В, что установлено цепью ОС.
При этом КЗ отрабатывает уже токовая.
Тут или еще снижать минимальную частоту или делать транс с запасом по напряжению.
Как то так...

<
  • Подписчик
12 ноября 2014 18:06

Александр / aleks8845

  • Регистрация: 15.05.2011
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 30
 
  • 0
Тут или еще снижать минимальную частоту или делать транс с запасом по напряжению.


Это было с вариантом транса 30+30 вольт или вторичка транса под накал была более низковольтная?

<
  • Гражданин
13 ноября 2014 02:31

Александр / Alexverb

  • Регистрация: 15.04.2009
  • Публикаций: 1
  • Комментариев: 45
 
  • 0
Цитата: AlexD
Как с возбудом? Мне пришлось побороться...


Возбуда не наблюдал ни на слух, ни на осцике. Пробовал и с цепью Цобеля и без нее, с 1ой парой выходников и с 2мя, результат стабилен. Звук понравился больше с 1ой парой мощников

<
  • Гражданин
13 ноября 2014 12:46

Алексей / AlexD

  • Регистрация: 21.11.2008
  • Публикаций: 44
  • Комментариев: 244
 
  • 0
Цитата: aleks8845
Это было с вариантом транса 30+30 вольт или вторичка транса под накал была более низковольтная?

Ну да, накальная обмотка на 6,3 рассчитана. И грузил ее. Перегруз остальных обмоток в какой-то момент вызывает просто срабатывание токовой и отключение. Но просадка на этом БП под нагрузкой обмоток 30+30В незначительна, я думаю поведение транса на 50гц будет аналогичным.
Цитата: Alexverb
Возбуда не наблюдал ни на слух, ни на осцике. Пробовал и с цепью Цобеля и без нее, с 1ой парой выходников и с 2мя, результат стабилен. Звук понравился больше с 1ой парой мощников

Значит моя разводка крива... Я при старте сжег Цобеля сразу. Возбуд на максимальной мощности. Пришлось вешать емкость в цепи ОС ОУ.
В остальном все отлично.

<
  • Подписчик
14 ноября 2014 00:35

Александр / aleks8845

  • Регистрация: 15.05.2011
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 30
 
  • 0
Реализация этого LLC преобразователя очень интересна, много вопросов (во всяком случае у меня:):) ), насколько обязательно мотать транс на разных катушках, если на одной, то нужна еще доп. индуктивность в первичку? Тогда не простые расчеты и измерения:):)

Эх, разобраться бы с англицким даташитом, какие минимальные и максимальные частоты можно устанавливать для МС или это уже зашито в ней технологически?

Можно ли поверх первички мотать какие- то обмотки или вторички обязательно на другой катушке? При подаче на преобразователь 340 -360v, а не 400v уменьшиться КПД?

<Перегруз остальных обмоток в какой-то момент вызывает просто срабатывание токовой и отключение>
Токовая защита устанавливается и настраивается по току в первичной обмотке, а чем отслеживается превышение напряжения?

<
  • Гражданин
14 ноября 2014 09:56

Алексей / AlexD

  • Регистрация: 21.11.2008
  • Публикаций: 44
  • Комментариев: 244
 
  • 0
Цитата: aleks8845
насколько обязательно мотать транс на разных катушках, если на одной, то нужна еще доп. индуктивность в первичку?

По идее нужна, но ведь можно и попробовать.
Цитата: aleks8845
Тогда не простые расчеты и измерения:):)

Не думаю что сильно усложнится. У нас же еще есть емкость, можно ее подогнать под нужную частоту.

Цитата: aleks8845
Эх, разобраться бы с англицким даташитом, какие минимальные и максимальные частоты можно устанавливать для МС или это уже зашито в ней технологически?

Частота определяется элементами в цепи Rt. От сопротивления резисторов зависит частота. Туда же включена оптопара для регулировки этой частоты.

Цитата: aleks8845
Можно ли поверх первички мотать какие- то обмотки или вторички обязательно на другой катушке?

У меня намотано самопитание.

Цитата: aleks8845
При подаче на преобразователь 340 -360v, а не 400v уменьшиться КПД?

Этот параметр не зависит от входного напряжнеия и влияет только на способность выдать заданную мощность при заданной емкости конденсатора после выпрямителя. Это видно по формуле расчета V in min в даташите.

Цитата: aleks8845
Токовая защита устанавливается и настраивается по току в первичной обмотке, а чем отслеживается превышение напряжения?

Обмоткой самопитания. У микрухи внутренняя защита от превышения ее напряжения питания выше 23,5В. Выше она просто отключается.
Защита триггерная, поэтому пока питание на упадет до нижнего минимального значения, контроллер не перезапускается.
То есть циклического клац-клац здесь не будет.

<
  • Подписчик
14 ноября 2014 20:07

Александр / aleks8845

  • Регистрация: 15.05.2011
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 30
 
  • 0
Возможно мои радостные выводы и преждевременны (пока слабо знаком с подводными камнями), но тогда на одной FSFR2100 и с правильным трансом получается ИИП 200 вт без охлаждения и до 500 с охлаждением, ведь переключение силовых ключей в МС происходит в момент перехода тока через ноль и соответсвенно уровень помех переключения ниже?

<
  • Гражданин
17 ноября 2014 09:33

Алексей / AlexD

  • Регистрация: 21.11.2008
  • Публикаций: 44
  • Комментариев: 244
 
  • 0
Совершенно верно.
Но из практики выявлено одно его свойство - нагрузка должна быть близко к номиналу.

<
  • Подписчик
19 ноября 2014 09:19

Александр / aleks8845

  • Регистрация: 15.05.2011
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 30
 
  • 0
Повторюсь :), для класса "А" из импульсных, возможно, наилучший:)

<
  • Подписчик
11 декабря 2014 03:38

Александр / aleks8845

  • Регистрация: 15.05.2011
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 30
 
  • 0
Здравствуйте, Алексей!

Позвольте один вопросик: какую функцию выполняет конденсатор С1 в последней схеме, судя по всему он д.б. низковольтный?

Спасибо.

Назад Вперед
Информация
Вы не можете участвовать в комментировании. Вероятные причины:
— Администратор остановил комментирование этой статьи.
— Вы не авторизовались на сайте. Войдите с паролем.
— Вы не зарегистрированы у нас. Зарегистрируйтесь.
— Вы зарегистрированы, но имеете низкий уровень доступа. Получите полный доступ.