PROM2PROM - кабинет для закупа электронных компонентов

Транзисторы укрощают индуктивность рассеяния

ON Semiconductor NCP1200 MTP3N60E

В обратноходовых преобразователях со стабилизацией на первичной стороне слабая связь между вторичной силовой и первичной вспомогательной обмоткой часто приводит к плохому перекрестному регулированию. Эта ситуация возникает в основном из-за индуктивности рассеяния, но также оказывает влияние уровень ограничения напряжения на первичной обмотке. На Рисунке 1 показана типичная схема использования микросхемы NCP1200 в конфигурации со вспомогательной обмоткой LAUX. В этой микросхеме используется автономное питание, но в некоторых приложениях с низким энергопотреблением желательно постоянно отключать эту функцию, используя питания от вспомогательной обмотки. Тогда цепь автономного питания действует просто как стандартный источник пускового тока, пока не включится вспомогательная обмотка.

Новые источники питания на DIN-рейку класса High End от MORNSUN

В этой схеме индуктивность рассеяния вспомогательной обмотки может вывести из строя цепи защиты контроллера преобразователя от короткого замыкания.
Рисунок 1. В этой схеме индуктивность рассеяния вспомогательной обмотки может вывести из строя цепи
защиты контроллера преобразователя от короткого замыкания.

В описываемой здесь схеме регулирование осуществляется на вторичной стороне с помощью микросхемы TL431, но в условиях короткого замыкания приобретает важное значение первичная сторона. Каждый раз, когда напряжение на выводе VCC микросхемы NCP1200, уменьшаясь, пересекает уровень 10 В, внутренняя логика через вывод обратной связи определяет возможное наличие короткого замыкания. Если наличие короткого замыкания подтверждается, NCP1200 выдает сигнал безопасного автоматического восстановления в виде пачки низкочастотных импульсов. Однако, хотя плохая связь предотвращает разрушение вспомогательной обмотки, при наличии короткого замыкания вторичной цепи напряжение VCC никогда не превысит порогового значения 10 В, что может привести к повреждению схемы.

Индуктивность рассеяния на стороне вспомогательной обмотки значительно увеличивает выпрямленные напряжения.
Рисунок 2. Индуктивность рассеяния на стороне вспомогательной обмотки
значительно увеличивает выпрямленные напряжения.

На Рисунке 2 показано влияние индуктивности рассеяния при коротком замыкании на выходе. Видно, что из-за выброса, обусловленного индуктивностью рассеяния, напряжение на вспомогательной обмотке оказывается значительно выше его нормального уровня плато. Из-за того, что выпрямительный диод играет роль детектора огибающей, окончательный уровень напряжения оказывается близким к 24 В, что далеко от ожидаемых 13.4 В. В результате, если это напряжение превысит максимальное значение, указанное в техническом описании контроллера преобразователя, схема может быть повреждена. Величину вспомогательного напряжения необходимо ограничить с помощью рассеивающего элемента, такого как стабилитрон. На Рисунке 3 показана схема, которая позволяет избежать проблем с индуктивностью рассеяния. Фактически эта схема реализует автономную систему выборки и хранения. Когда выключатель питания замкнут, конденсатор C1 разряжается через элементы R2 и D1, а диод D2 ограничивает обратное смещение перехода база-эмиттер транзистора Q2 на безопасном уровне. При размыкании выключателя напряжение на вторичной стороне резко возрастает, и потенциал Узла 1 становится положительным. Однако, поскольку конденсатор C1 разряжается, Q1 остается открытым, и напряжение VCC не увеличивается.

Эта схема фактически представляет собой систему выборки и хранения на дискретных компонентах.
Рисунок 3. Эта схема фактически представляет собой систему
выборки и хранения на дискретных компонентах.

Через короткий промежуток времени (определяемый номиналами компонентов R1 и C1) транзистор Q2 закрывается и притягивает базу Q1 к земле. Теперь напряжение VCC увеличивается и достигает уровня Узла 2 за вычетом напряжения насыщения транзистора Q1. При правильно выбранной задержке напряжение VCC не будет иметь выбросов, поскольку схема выбирает напряжение плато. Окончательный результат показан на Рисунке 4. Выполнение некоторых измерений на прикладной плате мощностью 70 Вт с низким током покоя дало окончательные результаты, показанные на Рисунке 5. Можно видеть, что изменение тока IOUT на 4.3 А приводит к изменению VOUT всего на 420 мВ. Эту схему можно использовать в приложениях со стабилизацией на первичной стороне, в которых требуется поддержание точного уровня напряжения без сильной фильтрации напряжения вторичной обмотки (и связанной с этим частичной потерей доступной энергии вспомогательной обмотки в режиме ожидания) или снижение порога ограничения напряжения первичной обмотки. В приложении с NCP1200 при возникновении короткого замыкания выхода вспомогательная обмотка обеспечивает надежный запуск защиты.

Задерживая время выборки, можно получить чистое напряжение вспомогательной обмотки, лишенное какого-либо влияния индуктивности рассеяния.
Рисунок 4. Задерживая время выборки, можно получить чистое напряжение
вспомогательной обмотки, лишенное какого-либо влияния
индуктивности рассеяния.
Благодаря схеме на Рисунке 3, вспомогательная обмотка лучше отслеживает напряжение первичной обмотки.
Рисунок 5. Благодаря схеме на Рисунке 3, вспомогательная обмотка
лучше отслеживает напряжение первичной обмотки.

Материалы по теме

  1. Datasheet ON Semiconductor NCP1200
  2. Datasheet Diodes TL431
  3. Datasheet Vishay KBU4J
  4. Datasheet Vishay MBR20100
  5. Datasheet ON Semiconductor MTP3N60E
  6. Datasheet MCC MUR160
  7. Datasheet Vishay SFH6106

EDN

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

На английском языке: Transistors tame perfidious leakage inductance

24 предложений от 19 поставщиков
ШИМ-контроллеры на токовых переключателях 60KHz Current Mode SMPS PWM
PL-1
Россия
NCP1200 P60
от 36 ₽
NCP1200AP100, Токовый ШИМ-контроллер с функцией отключения в режим энергосбережения
ON Semiconductor
43 ₽
Контест
Россия
NCP1200P60
164 ₽
ЭИК
Россия
NCP1200AP60
ON Semiconductor
по запросу
Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя
Фрагменты обсуждения:Полный вариант обсуждения »
  • Сразу показалось, что автор перемудрил с защитой NCP1200 по питанию. Ведь при питании вывода VCC от вспомогательной обмотки c защитой от перенапряжений прекрасно справляется стабилитрон. Но если дополнительно к статье прочитать аппноут [URL="https://www.onsemi.com/pub/Collateral/AND8069-D.PDF"]AND8069[/URL], среди прочего оговаривающий эту проблему, то становится понятно назначение схемы. Потому как при использовании просто резистора и стабилитрона реализуется всего лишь защита вывода VCC от перенапряжений. Но при этом перестаёт работать защита от перегрузки по току NCP1200 (Over Current Protection, OCP). Это происходит из-за особенностей схемы самозапитки микросхемы (Dynamic Self-Supply, DSS). Алгоритм работы последней предполагает переход в [B]режим bust[/B] только на спаде VCC ниже порога 10В. И поскольку при питании от вспомогательной обмотки DSS отключён, всё это реально может привести к тяжёлым последствиям. Если этого падения напряжения на выводе VCC при перегрузке или КЗ не произойдёт, NCV1200 продолжит генерацию, несмотря ни на что.
  • Ваш РОБОТ РАДИОЛОЦМАН--быть проще. Кто же из глубинки будет Эту лабуду Ваять. ? Проще взять БП 250 wt Codegen+переделать. С Уважением.
  • Имхо в описании в нескольких местах перепутаны состояния: закрывается/открывается... А так... Почему нет?