Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Rzadko zadawane pytania: przetwornica synchroniczna po stronie wtórnej?

ghost666 13 Gru 2017 16:21 1620 2
  • Rzadko zadawane pytania: przetwornica synchroniczna po stronie wtórnej?
    Pytanie: Jak mogę zwiększyć wydajność energetyczną mojej izolowanej przetwornicy impulsowej?

    Odpowiedź: W większości typowych zasilaczy stosuje się przetwornice impulsowe step-down typu buck. Wykorzystują one aktywne klucze - tranzystory - zamiast diod Schottkiego. Takie układy charakteryzują się wysoką wydajnością konwersji, szczególnie jeśli napięcie wyjściowe jest dużo niższe od napięcia na wejściu. W aplikacjach, w których potrzebna jest izolacja galwaniczna, system można uzupełnić o prostownik synchroniczny, który pomaga osiągnąć wyższą wydajność konwersji przetwornicy. Na rysunku 1 zaprezentowano konwerter ze sterowaniem po stronie pierwotnej. Posiada on po stronie wtórnej transformatora prostownik synchroniczny.

    Rzadko zadawane pytania: przetwornica synchroniczna po stronie wtórnej?
    Rys.1. Samosterujący się synchroniczny prostownik dla przetwornicy impulsowej.


    Sterować tranzystorami synchronicznego prostownika w przetwornicy impulsowej można na kilka sposobów. Pierwszy z nich wymaga wykorzystania uzwojenia wtórnego na rdzeniu transformatora przetwornicy. Takie rozwiązanie pokazano właśnie na rysunku 1. W tym przypadku zakres napięć pracy może nie być zbyt szeroki, ponieważ minimalne napięcie układu musi być dostatecznie duże, by wysterować bramki tranzystorów polowych SR1 oraz SR2 tak, by mogły być przełączane. Z drugiej strony, maksymalne napięcie wejściowe nie może być także zbyt wysokie, by nie uszkodzić bramek tych tranzystorów.

    We wszystkich zasilaczach impulsowych z synchronicznymi prostownikami wystąpić może zjawisko przepływu ujemnego prądu przez układ. Zdarza się to, gdy na przykład kondensator wyjściowy układu jest naładowany do wyższego napięcia niż to, jakie generuje na swoim wyjściu przetwornica. W takiej sytuacji prąd płynąć będzie z tak jakby wstecz. Ujemny prąd przepływający przez tranzystory MOSFET SR1 oraz SR2 może doprowadzić do ich uszkodzenia. Układ musi być odpowiednio zabezpieczony na wypadek wystąpienia takiej sytuacji.





    Rzadko zadawane pytania: przetwornica synchroniczna po stronie wtórnej?
    Rys.2. Synchroniczny prostownik w układzie z dedykowanym układem scalonym - sterownikiem tranzystorów prostownika.


    Na rysunku 2 zaprezentowano synchroniczny prostownik po stronie wtórnej, który kontrolowany jest przez dedykowany do tego celu driver tranzystorów MOSFET - LT3900. Układ ten steruje elementami SR1 i SR2 po stronie wtórnej układu.

    Taka topologia działa bardzo dobrze. Układ LT3900 może wykrywać ujemny prąd, płynący przez tranzystory prostownika i szybko je wyłączać. Dzięki temu elementy te są chronione przed uszkodzeniem na skutek przepływu przez nie ujemnego prądu.

    Rzadko zadawane pytania: przetwornica synchroniczna po stronie wtórnej?
    Rys.3. Synchroniczna przetwornica z prostownikiem synchronicznych wykorzystująca sterownik ADP1074.


    Na rysunku 3 zaprezentowano kompaktowy i elegancki układ oparty na sterowniku ADP1074. Napięcie wyjściowe podawane jest na pin sprzężenia zwrotnego układu. Aby zabezpieczyć tranzystory SR1 i SR2 przed przepływem ujemnego prądu, system rozpoznaje stan wyjścia i nie aktywuje kluczy prostownika synchronicznego, gdy może to uszkodzić MOSFETy. W takiej sytuacji za prostowanie napięcia odpowiadają tylko zintegrowane diody tranzystorów polowych. W ten sposób uniknąć można uszkodzenia tych elementów.

    Izolacja galwaniczna pomiędzy wyjściem a wejściem układu jest osiągana dzięki zastosowaniu technologii iCoupler w układzie ADP1074. Wbudowana izolacja galwaniczna w tym elemencie umożliwia izolowane sterowanie prostownikiem wyjściowym. Dzięki temu układ może pracować niezawodnie i bezpiecznie, zapewniając jednocześnie wysoki poziom izolacji galwanicznej pomiędzy stroną wtórną i pierwotną przetwornicy.

    Źródło: http://www.analog.com/en/analog-dialogue/raqs/raq-issue-147.html


    Fajne! Ranking DIY
  • #2 15 Gru 2017 02:16
    pawelr98
    Poziom 36  

    W przypadku rys.1 można problem zbyt wysokiego napięcia na bramkach łatwo rozwiązać.

    W prostownikach na mosfetach robionych "na piechotę" stosowano po prostu diodę zenera między bramkę a źródło oraz rezystor na bramce.
    Testowałem ten patent. Diody zenera 11V skutecznie ograniczały amplitudę.

    Dla wyższych częstotliwości można użyć szybszej odmiany diody zenera czyli transila.
    Transil jest powszechnie stosowany jako zabezpieczenie przed szpilkami napięcia.
    Z tego też powodu ma zredukowany czas zadziałania.

  • #3 16 Gru 2017 11:47
    mkpl
    Poziom 37  

    pawelr98 napisał:
    W przypadku rys.1 można problem zbyt wysokiego napięcia na bramkach łatwo rozwiązać.

    W prostownikach na mosfetach robionych "na piechotę" stosowano po prostu diodę zenera między bramkę a źródło oraz rezystor na bramce.
    Testowałem ten patent. Diody zenera 11V skutecznie ograniczały amplitudę.

    Dla wyższych częstotliwości można użyć szybszej odmiany diody zenera czyli transila.
    Transil jest powszechnie stosowany jako zabezpieczenie przed szpilkami napięcia.
    Z tego też powodu ma zredukowany czas zadziałania.



    Jaki jest realny zysk sprawności z takiego układu? Bo z moich doświadczeń ~1 czasem 2% na + w zasilaczach około 100W mocy.