15-20Вт сетевой AC-DC конвертер или чем-бы заменить мелкий сетевой трансик. - Версия для печати
+- Audio Perfection Forum (https://www.audio-perfection.com/forum)
+-- Форум Аналоговая Схемотехника (https://www.audio-perfection.com/forum/forumdisplay.php?fid=3)
+--- Форум Источники питания (https://www.audio-perfection.com/forum/forumdisplay.php?fid=9)
+--- Темы: 15-20Вт сетевой AC-DC конвертер или чем-бы заменить мелкий сетевой трансик. (/showthread.php?tid=246)
+- Audio Perfection Forum (https://www.audio-perfection.com/forum)
+-- Форум Аналоговая Схемотехника (https://www.audio-perfection.com/forum/forumdisplay.php?fid=3)
+--- Форум Источники питания (https://www.audio-perfection.com/forum/forumdisplay.php?fid=9)
+--- Темы: 15-20Вт сетевой AC-DC конвертер или чем-бы заменить мелкий сетевой трансик. (/showthread.php?tid=246)
15-20Вт сетевой AC-DC конвертер или чем-бы заменить мелкий сетевой трансик. - begemot - 04-18-2015
Понравился мне регулятор Сергея. http://www.audio-perfection.com/forum/thread-117.html Удобная штука.
Я даже подумал а не использовать ли его с мелким USB сетевым адаптером как питалово для всяких линейных
устройств с потреблением 100-200мА. Но с другой стороны, большинство этих адаптеров дохловаты. Плюс
работают на достаточно низкой частоте. Ну, в общем, мне показалось что достаточно просто сделать конвертор
который будет работать непосредственно от сети, обеспечивать порядка 20Вт в нагрузке и несколько питающих
напряжений.
Выбор топологии.
При такой небольшой мощности нет смысла использовать двухтакник.
Соответственно выбираем одну из однотактных топологий.
Т.е. однотактный флайбак или фидфорвард или квазирезонансник.
Особых требований по КПД у меня нет. Но хочется использовать минимальное количество компонентов.
При этом хочется попробовать достаточно высокую частоту, чтоб уменьшить габариты трансформатора.
Что-то типа 500КГц или, если получится, 1Мгц. Кроме того, высокая частота позволяет упростить
дальнейшую фильтрацию. Хотя, конечно, у высокой частоты есть и существенные недостатки.
Тем не менее я думаю что при использовании соответствующих компонентов они все преодолимы.
Впрочем, естественно, надо попробовать живьём прежде чем делать какие-либо выводы.
Учитывая высокую частоту преобразования, небольшую мощность, наличие контроллеров работающих до 1МГц и
невысокие требования к КПД, квазирезонансник становится не слишком привлекательным.
Флайбак или фидфорвард в однотактном исполнении примерно сравнимы по сложности. В обоих вариантах тем или иным
образом надо будет ресетить транс. Но фидфорвард потребует обязательного LC фильтра на каждом выходе.
По сути, фидфорвард это buck конвертер, транс и диоды выполняют функции ключей в обычной buck топологии.
У флайбака использовать индуктивности не обязательно. Т.е. их можно (и скорее всего нужно будет использовать)
для уменьшения пульсаций. Но это не обязательно. Соответственно, выходной фильтр можно будет оптимизировать
более гибко. Кроме того, при использовании LC фильтра у флайбака, его не обязательно охватывать общей петлёй
ОС и можно снимать ОС с первого конденсатора (сразу после диода). Что немного упрощает расчёт петли и увеличивает
гибкость в выборе выходного фильтра.
Ну надо конечно ещё посмотреть на расчёт трансика поскольку требования различаются.
Но по моим прикидкам, трансик для флайбака (для данного применения) в discontinuous режиме получается настолько
простеньким и маленьким, что заморачиваться с оценкой транса для фидфорварда не вижу особого смысла.
Режим работы флайбака.
В связи с небольшой мощностью и большим входным напряжением выбираем Discontinuous Conduction Mode (DCM)
Что означает трансформатор с меньшей индуктивностью входной обмотки и меньшего габарита.
Соответственно, транс получается проще. Хотя расплатой является больший RMS ток через обмотку и более высокое
значение пикового тока через полевик. Но, поскольку сейчас имеется достаточно большой выбор быстрых 4-х амперных полевиков на 600 В, этими недостатками можно пренебречь. Так же как и несколько большими омическими потерями в обмотке транса.
Хотя обмотки получаются настолько маленькими, это ещё вопрос что на самом деле будет иметь меньшие потери.
Ну как я уже говорил, сам по себе КПД меня не слишком интересует. При отсутствии перегрева конечно.
Правда у транса в DCM будет больше и размах изменения магнитной индукции, соответственно больше потери в сердечнике.
Что усугубляется тем что хотелось бы иметь достаточно высокую частоту преобразования. Т.е. придётся поискать
ферритовые сердечники с соответствующими свойствами.
RE: 15-20Вт сетевой AC-DC конвертер или чем-бы заменить мелкий сетевой трансик. - begemot - 04-19-2015
Я тут прикинул простенький Ехелевский спредшит для расчёта трансформатора для такого преобразователя.
Получается как-то так:
Надеюсь что ошибок не очень много.
Некоторые вещи посчитаны очень грубо, но думаю что с достаточной точностью
для того чтоб прикинуть что получается и немного поиграться.
Расчёт основан на методике, описанной здесь:
RE: 15-20Вт сетевой AC-DC конвертер или чем-бы заменить мелкий сетевой трансик. - begemot - 04-19-2015
.
Модельки и файл симулятора.
В качестве контроллера мне пока показался LM5021-1. Простенько, работает по крайней мере до 1МГц,
более-менее приличный ток выходного драйвера. Т.е. для 4А полевиков вполне достаточно.
Из того чего там нет но хотелось бы-внешняя синхронизация.
RE: 15-20Вт сетевой AC-DC конвертер или чем-бы заменить мелкий сетевой трансик. - БендеровецЪ - 04-19-2015
Top или Tiny switch от повер интеграшен. Еще я имел дело с чипами от инфинион (попожже поищу, IEC3 серия кажется), не помню сколько они потянут, но тоже неплохо работал. Но ему надо бутсреповску обмотку мотать для собственых нужд, что можно рассматривать как плюс и как минус.
Мелкие трансики мне нравятся на EP магнитопроводах, оно более закрытое чем E или RM
RE: 15-20Вт сетевой AC-DC конвертер или чем-бы заменить мелкий сетевой трансик. - БендеровецЪ - 04-19-2015
http://www.digikey.com/product-search/en/integrated-circuits-ics/pmic-ac-dc-converters-offline-switchers/2556672?k=ice3
У них есть вариации работающие до 800В входного. Полезно когда есть требование что-бы апаратура выживала при обрыве нуля в 240VAC сети.
RE: 15-20Вт сетевой AC-DC конвертер или чем-бы заменить мелкий сетевой трансик. - nazar - 04-19-2015
Евгений хорошоб если б синхронизироватся могло на внешнюю тактовую
RE: 15-20Вт сетевой AC-DC конвертер или чем-бы заменить мелкий сетевой трансик. - begemot - 04-19-2015
БендеровецЪ Написал:У них есть вариации
Они конечно очень удобные, но в основном низкочастотные. До 100КГц. Я хочу поиграться с чем-то более быстрым.
nazar Написал:хорошоб если б синхронизироватся могло
Да, хотелось бы. Но не нашёл я чего-то подходящих контроллеров работающих на достаточно высокой частоте.
Вообще, контроллеров работающих до 1 МГц не так уж много. Надо будет ещё поискать. Есть мысли?
И наверно какие-нибудь Инфинеоновские полевички, типа
http://www.digikey.com/product-detail/en/IPU60R950C6BKMA1/IPU60R950C6BKMA1-ND/4318739
http://www.mouser.com/search/ProductDetail.aspx?qs=3Bi3m9r5MQYSvNZxLkBQzw%3d%3d&utm_source=findchips&utm_medium=aggregator&utm_campaign=726-IPS65R1K0CEAKMA1&utm_term=IPS65R1K0CE
RE: 15-20Вт сетевой AC-DC конвертер или чем-бы заменить мелкий сетевой трансик. - БендеровецЪ - 04-20-2015
Я не уверен что при таких входных напряжениях "до 1МГц" имеет смысл. Некоторые из тех ифинеоновских микрух работают на 100кГц и мне кажется этого достаточно. Да и мотать транс на совсем мелком сердечнике при необходимости двойной - тройной изоляции между первичкой и вторичкой еще то удовольствие.
Имеет смысл наперед заказать семплов провода в тройной изоляции для первички, если есть где. Это хорошо упрощает задачу.
RE: 15-20Вт сетевой AC-DC конвертер или чем-бы заменить мелкий сетевой трансик. - begemot - 04-20-2015
Я не вижу проблем с изоляцией. В своё время достаточно наигрался с намоткой трансформаторов для шокеров, на 25-40 КВ. Вот там да, проблем хватало. А здесь вообще получается один слой провода 0.1-0.2. Витков 30.
Меня больше волнует индуктивность рассеивания при таком небольшом количестве витков.
На 100Кгц не интересно, слишком низко. Более высокие частоты проще фильтровать.
RE: 15-20Вт сетевой AC-DC конвертер или чем-бы заменить мелкий сетевой трансик. - БендеровецЪ - 04-20-2015
Проблем то особо и нет, но это на мой взгляд удобней, особенно если хочется выдержать все клиренсы/крипеджы.
Вот, ее один аргумент за более низкую частоту - ундуктивность утечки :)
Фильтровать - да, но если после будет еще один свичмод то его LC может и хватить.
RE: 15-20Вт сетевой AC-DC конвертер или чем-бы заменить мелкий сетевой трансик. - begemot - 04-21-2015
А я как раз не хочу ставить после него ещё один свитчмод.
Получили более/менее стабильное напряжение, подавили НЧ сетевые пульсации на 40-50дБ, частично избавились от НЧ петель, расфильтровали LC на ВЧ. И что-то типа 317 уже на плате самого питаемого устройства.
Выше частота-больше полоса петли и соответственно подавление на НЧ получается пропорционально больше. Ну не ставить же туда многополюсную коррекцию в корректирующий усилитель...
RE: 15-20Вт сетевой AC-DC конвертер или чем-бы заменить мелкий сетевой трансик. - БендеровецЪ - 04-21-2015
Поставить нотч на частоту пребразования?
RE: 15-20Вт сетевой AC-DC конвертер или чем-бы заменить мелкий сетевой трансик. - begemot - 04-21-2015
Это не спортивно
