Thread Rating:
  • 4 Vote(s) - 4 Average
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
Naš LLC sa FSFR2100
(03-01-2021, 09:09 PM)Dragan100 Wrote: Zoky,
jesi odradio ove module?
https://forum.yu3ma.net/thread-1440-post...l#pid66807

-koje TEA1892 si upotrebio (AT ili ATS)
-koja je radna freq
-koji je napon sekundara
-koje mosfete si upotrebio
Pozdrav,
- dao sam izraditi te module kod JLCPCB
-TEA1892 ATS
-radna frekvenca je oko 90 khz
-napon sekundara +-30V
-mosfeti so IPI037N08N3G

lp

zoky2
Reply
zoky2 Wrote:
Dragan100 Wrote:Zoky,
jesi odradio ove module?
https://forum.yu3ma.net/thread-1440-post...l#pid66807

-koje TEA1892 si upotrebio (AT ili ATS)
-koja je radna freq
-koji je napon sekundara
-koje mosfete si upotrebio
Pozdrav,
- dao sam izraditi te module kod JLCPCB
-radna frekvenca je oko 90 khz
-napon sekundara +-30V
-mosfeti so IPI037N08N3G

lp

zoky2

LLC oko 100KHz, TEA1892AT sasvim dovoljna (ATS je za brže sprave sve do <400KHz)

IPI037N08N3G
-Rds_ON ima vrlo mali, 3,5mR,
pa treba zato zaposliti R_Sreg da smanjimo offset na SRsense pinu, R_Sreg na PCBju zato kratkospoji!

-Qgate_tot ima oko 100nC,
ON_delay+Rise_time = cca 100nsec
Struja gata je aprox 10mA, napon gata je interno limitiran na 10V
TOT struja TEA1892 je onda 11...12mA
Napon napajanja imaš 30V, sa Charge_pumpom i dodatnu razliku 15V
tako da ti TEA term disipira oko 25...30V * 12mA = >300mW

i vidimo da smo brzo na max disipacije po DS TEA1892, zbog nešto večeg Qgate_tot
60°C jeste toplo, ali ne preterano!

Stavi po 100R na VCC i SEC_GND konekciju do PCBjčiča

---------------------------------------------

Pohvale za lepo odradjen LLC!
-kako je tek motan trafojče, sve sa dve odvojene sekcije ...  :-)
LP
Dragan
Reply
Pozdrav, 

uradio sam modifikacije koje je predlagao Dragan100, i nema neke razlike. Pad napona na  100 Ohm otpornicima je 1V ,znači 10 mA.
TEA čipovi se isto griju ko i prije,s tim da sam sad malo duže testirao, i posle pet minuta na 400 mA fetovi dostignu 50 stepeni Celzija.
Ima li načina da se TEA sklop testira izven pretvarača? Meni se čini da kod mene rade body diode a ne TEA ploščica.


Lp 
zoky2
Reply
(03-03-2021, 10:50 AM)zoky2 Wrote: Pozdrav, 

uradio sam modifikacije koje je predlagao Dragan100, i nema neke razlike. Pad napona na  100 Ohm otpornicima je 1V ,znači 10 mA.
TEA čipovi se isto griju ko i prije,s tim da sam sad malo duže testirao, i posle pet minuta na 400 mA fetovi dostignu 50 stepeni Celzija.
Ima li načina da se TEA sklop testira izven pretvarača? Meni se čini da kod mene rade body diode a ne TEA ploščica.


Lp 
zoky2

Zakaci osciloskop izmedju D i S tako sto masu osciloskopa zakacis na sors a vrh sonde na drejn. Uslikaj i okaci ovde da vidimo da li fetovi uopste vode.
Novac je sredstvo a ne cilj.
Reply
(03-03-2021, 10:50 AM)zoky2 Wrote: Pozdrav, 

uradio sam modifikacije koje je predlagao Dragan100, i nema neke razlike. Pad napona na  100 Ohm otpornicima je 1V ,znači 10 mA.
TEA čipovi se isto griju ko i prije,s tim da sam sad malo duže testirao, i posle pet minuta na 400 mA fetovi dostignu 50 stepeni Celzija.
Ima li načina da se TEA sklop testira izven pretvarača? Meni se čini da kod mene rade body diode a ne TEA ploščica.


Lp 
zoky2

Ok,
Preko 100R ustanovio si da TEA radi sa cca 10mA.

Mosfet ako dobro pogledaš njegov DS (gore sam ti izneo samo nekoliko podataka)
je vrlo nepogodan za TEAu, zbog velikog Qgate_tot
Ako pogledamo samo njegov ON_delay+Rise_time = 100nsec sa 100nC
zatrebamo 1A zaliha za gate, koje čemo sa TEAom vrl teško postiči,
za Turn_Off nemamo tih problema, jer može oko 2,5A sinka.

Sa manje gate struje na raspolazi, sporije otvaramo mosfet i duže vreme radi body dioda,
koja ima naravno visok Vforw i grije se nam nepotrebno!
Grije se i TEA zbog velikog Qgate_tot*freq

Iako odabereš mosfet sa malo večim Rds_ON (10...20mR), a nižim Qgate_tot,
manje če se ti TEA grijati, brže i potpuno otvarati mosfet
a mosfet zbor Id^2*Rds_on neče se baš puno grijati, pogotovo ne u tvojoj aplikaciji.

Uslikaj oscilogram kao što ti @gosha predložio, videčemo kako se mosfet otvara.
Ako imaš dvokanalni osc. možeš prečekirati i izlaz TEA-drive
GND osciloskopa na Source mosfeta, jedan kanal na Drive izlaz TEA a drugi kanal na Drain mosfeta

I pronadji primerniji mosfet, recimo:
https://eu.mouser.com/ProductDetail/ON-S...UBlg%3D%3D
LP
Dragan
Reply
zoky2,

Nešto sam u frci sa vremenom pa ću samo na kratko...

Mislim da je glavna greška u izboru kontrolera za SR.
Kod LLC postoji značajan fazni pomeraj između struje i napona, zbog jake reaktivne komponente struje u trafou i Cres (LLC integrisana struktura).

Za takve slučajeve se koriste sinhroni ispravljači koji su predisponirani za LLC, poput SRK2000 i slično, koji imaju detekciju tog faznog odnosa.

Pozdrav
Reply
Pozdrav,
konačno sam našao vreme da uslikam oscilogram (ceo dan u vinogradu),pa zato malo kasnim.
Plavo je izlaz iz TEA1892 , žuto je drein feta. Ne znam dali to dobro izgleda,(kemičar koji pojma nema o struji Big Grin Big Grin .)
Dragan100, fetovi su mi ostali od projekta SSR zaštita za zvučnike,da li bi IPP180N10N3G bili bolji pošto imam 4 komada(Rds_ON
15,5 mR, Qgate_tot 19 nC)?
Macola ,pločica za TEA imam za izvoz ,pa bi jih rado upotrebio ako ikako može.

lp
zoky2


Attached Files Thumbnail(s)

Reply
IPP180N10N3G "lakši" je mosfet, upotrebi njega.
Oscilogram je na žalost neupotrebljiv...
Referenca GND osciloskopa treba biti Source mosfeta, tu je i GND TEAe
tako da sa jednim kanalom gledaš onda Drive/Gate a drugim Drain mosfeta.
Inače vidi se, da je vreme uključivanja mosfeta podugo, a gasi ga vrlo brzo!
LP
Dragan
Reply
(03-04-2021, 07:02 AM)Dragan100 Wrote: IPP180N10N3G "lakši" je mosfet, upotrebi njega.
Oscilogram je na žalost neupotrebljiv...
Referenca GND osciloskopa treba biti Source mosfeta, tu je i GND TEAe
tako da sa jednim kanalom gledaš onda Drive/Gate a drugim Drain mosfeta.
Inače vidi se, da je vreme uključivanja mosfeta podugo, a gasi ga vrlo brzo!

Mislim da je GND osciloskopa na sorsu mosfeta ali je osciloskop podesen na AC coupling.
Treba podesiti DC coupling za obadva kanala i CH1 podesiti na 2V/div.
Ali mislim da je Macola, kao i uvek do sada, u pravu.
Novac je sredstvo a ne cilj.
Reply
Pozdrav,
evo ponovo sam slikao oscilogram naštiman kako je Gosha napisao ,sad je DC coupled prije je bio AC.
Prvi je sa opterečenjem od 400mA ,a drugi sa opterečenjem od 2A.Mosfete još nisam menjao,nemam nešto vremena.
Moj plan je bio da napravim pretvarač za napajanje pojačala A klase sa mirnom strujom o 1,2A po kanalu,zato sam probao sa TEA čipom.Tu je opterečenje skoro konstantno pa bi se diode mnogo grijale.


lp
zoky2


Attached Files Thumbnail(s)

Reply
Zoky2,
Poslednji oscilogrami izgledaju prilično korektno za oba slučaja: lako opterećenje, nominalno opterećenje.

Ono što treba srediti su parazitne oscilacije (odzvonjavanje, ringing, na oko 2MHz).
Te oscilacije moraš rešiti RC snubber-om preko oba mosfeta.
RC snubber moraš dobiti eksperimentalno (počni od reda 330R 100pF pa menjaj oba člana dok ne dobiješ vrlo blage oscilacije ili gladak oblik).

Zašto mislim da je sve ok?
Zato jer je fazni pomak pri 400mA mali, i na oscilogramu se lepo vidi period redukcije duty ispravljača, nastao od tog faznog pomeraja (one male "zmijaste" figure levo dole i desno gore na oscilogramu drain-a). Levo dole je "ringing" suprotnog mosfeta, desno gore je od onog koji meriš.

Kod tereta od 2A je fazni pomeraj drastično veći (što mi ukazuje na ne baš optimalno rešen trafo,  magnetsku strukturu, koji ima bespotrebno viška reaktivne energije, odnosno malo slabiju spregu od potrebne.
Prednost slabije sprege je šira oblast rada u ZVS, mana je previše reaktivne energije, više gubitaka na primarnoj strani i osetno skraćen duty ispravljačkog dela.
To skraćenje duty je normalna pojava za toliki fazni pomeraj i jasno se vidi na oscilogramu (obe oblasti odzvonjavanja su intervali gde ne provodi ni jedan od ispravljača).
Pošto nameravaš napraviti to za skoro konstantno opterećenje (amp u A klasi) onda ti je u interesu da imaš ZVS u užoj oblasti, odnosno tek na oko 80% nominalne struje pa na više.
Ispod tog opterećenja i nema svrhe za ZVS jer LLC nikad ni neće raditi u toj oblasti.
Mada ni to što sad imaš nije uopšte loše (ali može bolje).

Dakle, imaš pravo da napraviš trafo sa tvrđom spregom i tako uštediš i gubitke na primarnoj strani (temperatura FSFR i primara trafoa), a i na sekundarnoj strani (širi duty ispravljača i automatski njihovo manje opterećenje, svakako i bolja filtracija).
To je optimalnija priča za konstantno opterećenje i solidno stabilan napon iz mreže...
---------------------------------------------------------

TEA drajver je iz serije "inteligentnih" SR drajvera, koji ima "blank" period od 1.5uS koji spuca pun napon na gate mosfeta, potom smanji taj napon na dovoljan, da održi -42 ili -30mV između S i D pina (zavisno od izbora na SELREG pinu drajvera).
Sasvim jasno se na gejtu vidi uticaj NFB koja održava -42mV(-30mV), odnosno posle blank impulsa napon gejta verno prati oblik struje sekundara (kod lakog tereta trougao, kod težeg odsečen desni deo sinusa).

Odnosno, drajver naponom gejta kontroliše realan Rds_on, automatski održavajući taj ciljani (inverzni) pad napona na mosfetu.
Tako rastu konduktivni gubici mosfeta, ali drastično opadnu sw. gubici istog i javlja se sposobnost veoma brzog isključenja koje sprečava overlap ispravljača, smanjuje recovery charge..., tj. ipak ukupno manje toplote bez obzira na veće konduktivne gubitke.

Sa tim trafoom i tim faznim pomerajem, pri 2A imaš duty na SR tek od oko 2x35% odnosno SR mora podneti skoro oko 3A za tebi potrebnih 2A.

Dakle, sa ultrafast Si diodama (bez SR) bi imao oko 3-5W kontinualne disipacije (uključujući i recovery gubitke) i za to bi bio potreban popriličan hladnjak (npr 10K/W ili manje, vruć na oko 80C, pošto okolina sigurno ima bar 50C lokalno).

Sa SR imaš sigurno manje od toga i to bitno manje (odokativno procenjeno na osnovu tvojih izjava o temperaturi SR i veličine pcb hladjenja).
E sad, razmotri da li ti SR proizvodi isto toplote kao neka sijalica (žaruljica) od 3-5W, ili žar cigarete, ili imaš manje toplote.
Mislim da nemaš ni blizu te količine toplote na SR i da nemaš iskustvo koliko je 3-5W kontinualne toplote na hladnjaku te ti se čini da je SR neefikasan.

Prosečan čovek može da drži prst ili ruku oko 3 sekunde na +65C, što ti može koristiti pri brzoj proceni temperature nečeg.

Drajveri očekivano i mogu biti na 50-90C ili više, što nije ništa nenormalno, mosfeti takođe, obzirom na malo hlađenja.

Ono što bi mogao lagano da utvrdiš van LLC je termalna otpornost pločice SR (tj. mosfeta zalemljenog na hladnjak od pcb).
Treba ti običan ispravljač  sa ograničenjem struje.
Bez ikakvog napajanja drajvera, prespoji (kalajem) G-S mosfeta, pusti struju reda 1A kroz body diodu mosfeta, meri temperaturu mosfeta i čekaj da se potpuno smiri, potom izmeri pad napona na mosfetu pomnoži sa strujom i imaš disipaciju. znaš temperaturu okoline, mosfeta, unetu disipaciju i eto ti lakog računa za Rth tog SR.
Kasnije iz tog podatka lako možeš izvući disipaciju SR dok radi u LLC, samo na osnovu temperature mosfeta i temperature okoline...

Stoji da je moguće da ti SR nije baš najefikasniji (velika šansa da je poreklo od tih "ringing" u talasnom obliku sekundara), ali stoji da sasvim uredno radi što se tiče kontrole gejtova mosfeta.

Inače, za ostale članove a i tebe, evo jednog priloga (PHD) gde je odlično objašnjen mehanizam LLC i SR na njemu, kao i napredno rešenje istog.

https://ieeexplore.ieee.org/document/6242066
Reply
Macola,
velika hvala za obširno i razumljivo objašnjene rada SR i mogučih poboljšanja.
Što se temperatura tiče,možda sam malo paranoičan ,meni ja sve više od 40stupnjeva vruče Big Grin .
Temperaturo sam inače merio kontaktnin termometrom ,prst mogu držati na TEA čipu 3 do 4 sekunde.
Staviču snubere pa ču videti šta če biti.
 Još jednom hvala Macoli ,Draganu100 i Goshi za pomoč.

lp
zoky2
Reply
Nema se nešto vremena, prolječe je tu i milijon poslova u bašti, maslinjaku i vinogradu, pa se ne stigne sve, kamoli u kratkom vremenu.

Zoky, sad su oscilogrami Ok,
prvi, iz posta #667:

[Image: attachment.php?aid=35354]

CH2, plavi, Ugs ima peakove od 80Vpeak, skala mu je po osciloskopu 20V/div
Pa zato moje kasnije pisanje kako meriš Ugs i Uds...

Macola hvala na obširnom obnjašnjenu, pitko i puno informacija, kao uvijek!   :-)

Obrazloženo je sve, dopustio bi si samo dodati nekoliko sitnica:

PCBjčiči sa TEA1892 imaju dve charge-pumpe:
1. dejstvuje na smanjenju praga offseta, koji nadgledava napon Uds.
Kad postane Uds negativan, počinje provoditi body dioda, interni komparator onda uklapa mosfet kod različitih nivoa po izboru SELREG,
sada tom dodatnom charge-pumpom možemo još dodatno smanjiti taj prag,
što nam je primerno sa mosfetom sa malim Rds_ON (manjim od nekih 5...7mR)
2. charge -pumpa zapravo napaja pin VCC sa nekih 15V višim naponom od napona zatečenom na Source pinu mosfeta,
ovog upotrebljavamo (na PCBjčiču naznačen kao SEC_GND) za HIGH SIDE orientaciju SRja.
Ta charge-pumpa i nije toliko "jaka", pa sa "gladnim" mosfetima (po Qgate_tot) možda i nedovoljna da sasvim otvori mosfet!
Možda pojačati C_pump na PCBju, zalemiti preko SMDja još jedan takav

[Image: attachment.php?aid=35365]

Da bi sasvim razvidno vidjeli šta se dešava sa Uds, trebamo taj dio oscilograma, gdje nam počinje uklapati mosfet,
pogledati od blizu-zoomom.
Naponi koji nas zanimaju su ranga ispod 100mV, pa jih je sa skalom 20V/div baš teško uočiti.
Uds kad počinje biti negativan, tada bi htjela body dioda provoditi, i kod napona -220mV uključuje gate Drive
naknadno reguliše preko SELREG i Offset charge-pumpom,
interni komparator uključuje Gate drive minimalnim Blank vremenom (AT od 1,5usec a ATS-brži za oko upola manje),
zbog morebit prisutnog Ringinga i false trigeringa mosfeta na OFF u to početno vreme.
Nakon tog perioda Blank, nastupi regulacija Driva SELREG definisanjem nivoa regulacije, kao što ga več opisao Macola,
da se ne nasiči gate i tako brže nastupi po potrebi OFF/gašenje mosfeta
Interni komparatori imaju kasnije i razlićite nivoe nadgledavanja, pa kad se Uds približi prema positivnom naponu (iz negative prema nuli, zapravo oko -12mV)
Drive se isklapa, a pošto je bio do sada u regulaciji sa minimalnim naponom Gata, gasi se vrlo brzo.

Kad se zbroje {2*t_Blank i 4*t_activation/deactivaton driver} imamo minimalno vreme periode iliti max freq za koju može SR driver raditi
AT do 250KHz a AST do nekih 400KHz

Za Ringing staviti RC snubbere, kao što ti Macola sugerisao.

Duty je za tvoje potrebe sada o oscilogramima @2A LOAD premali, time krače vreme provodjenja, viša struja u krače vreme, veči gubici...itd
Trafo premotati da imaš za tvoje potrebe duže vreme provodjenja...

Promeni mosfete, ovi sa visokim Ggate_tot imaju i veče switcherske gubitke, TEA se tako pregrijava više (iako sada nije nešto pretopla),
body dioda radi nepotrebno više vremena jer ti je ON-delay+Rise time ON podug...za to vreme body dioda disipira više/topliji mosfet...

Ako zumiraš oscilogram, trebao bi vidjeti ovakvu sličnu formu (na brzinu u Paint-u)

[Image: attachment.php?aid=35369]

Kad dostigne Uds marginu odgovarajučeg offseta (tu -220mV), Drive "ispuca" gate za to Blank vreme 1,5usec sa do 10V
nakon toga reguliše napon na gatu i po potrebi (nadgledavajuči napon na Rds_ON) viša/smanjuje Ugs.
Offset nakon Duty vremena polako raste prema positivi i kad stigne na prag -12mV, gate obara mosfet što brže.

LP
Dragan
Reply
Dragan100, 
veliko hvala za objašnjenje ,vidim da moram još mnogo da naučim Big Grin.Što se tiče pretvarača,njega sam probao sa pojačalom AB klase mirne struje 100mA po kanalu ,i radi vrlo dobro, nema šuma i bruma. Za klasu A izradiču novi pretvarač sa drugim kontrolerom,po smernicama od Macole.Na ovom FET-ove nisam menjao,imam samo 3 četvrti nije bio isti, a bili su u istoj kutijici.
Sad znam da se malo topline ne treba bojati Big Grin Big Grin
Još jednom puno hvala svima koji su mi pomogli.

lp
zoky2
nn

Detected language : English
Reply
Zoky2,

Ono što je najbolje od svega je da si napravio LLC i da si okončao projekat.
Video si da nije toliko teško koliko je na prvi pogled izgledalo, takođe i da se uz novi posao i nauči puno novih i lepih stvari.

LLC je jedan od najboljih SMPS konvertora za primenu u audio svrhe jer je tih i ima veliku efikasnost.

Komad koji si napravio (sa slabijom spregom trafoa i širokim opsegom ZVS) je pravi izbor za amps u AB klasi jer tu se očekuje širok raspon opterećenja i potreban je ZVS u širem rasponu (svakako uz kompromise koji idu uz to).

Ujedno si imao prilike videti (a i ostali članovi), a to je ono o čemu sam odavno pričao, da je trafo složena priča i da od sitnica zavise mnoge osobine konačnog uređaja.
Većina uređaja sa odokativno namotanim trafoom će raditi, uglavnom bez ozbiljnijih problema, ali ne dovoljno optimalno, tako da će raspršenost karakteristika biti velikom rasponu.
KKD će varirati u rasponu od 85-95%, ZVS od 20-60% nominalnog opterećenja, filtracija biti bolja ili lošija...

Ponovljivost trafoa u ručno pravljenoj izvedbi nije laka jer od precizne geometrije namotaja na određenom obliku jezgra zavisi jačina sprege.
Za dobijanje optimalnog trafoa, konkretno za svrhu koja nam je potrebna, postoje dve metode:
- posedovanje ekstremno skupih hardverskih i softverskih alata za taj posao (iznad 100Keura),
- ili iterativno podešavanje, koje podrazumeva par desetina motanja istog trafoa, par desetina merenja kompletiranog konvertora, do postizanja preciznog optimuma, uz dosta mašte i dovitljivosti koju mi sa ovih prostora imamo, ali za neuporedivo manje novca...

Posle dobijenog modela koji je optimalan, za iste namene taj trafo mora biti ponovljen na potpuno isti način, sa preciznim poštovanjem svih mehaničkih pozicija, do poslednje sitnice.

Hvala tebi što si podelio svoj projekat sa nama.

LP,
Macola
Reply
Pridružujem se pohvalama za dobro odradjen posao oko LLC,
takodjer pohvale za upotrebljen SR modul sekundarne strane

vidim da je oko SR usmjerivanja sekundarne strane podosta ostalo nerazrešeno/malo informacija
pa linkujem do SR Add-ON-Board TEA1892AT(S)
https://forum.yu3ma.net/thread-1440-post...#pid113094
gdje ču pokušati malo više objasniti stvari tog dodatka SR Mosfeta umesto diode usmjerivanja...
LP
Dragan
Reply


Forum Jump:


Users browsing this thread: 1 Guest(s)