Extrem hoher Strom im supereinfachen SMPS Flyback

Ich baue ein SMPS in Flyback-Topologie. Dazu verwende ich UC3845CB IC. Im ersten Schritt wollte ich sehen, ob es überhaupt mit dem von mir gekauften Impulstransformator funktioniert, der speziell für die Flyback-Impulsstromversorgung hergestellt wurde. Unten ist der Schaltplan für die Schaltung, die ich gebaut habe. Es wird von einem Tischnetzteil mit zwei Ausgängen versorgt (+10 V von Ausgang A und +20 V von Ausgang B), die über Masse verbunden sind.

Ich habe alle für die Strom- und Spannungsregelung zuständigen Pins mit Masse verbunden, um eine möglichst einfache Konfiguration zu erhalten.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Wenn ich nur den +10V-Ausgang schalte, fließt ziemlich wenig Strom (0,01A).

Aber sobald ich +20 V einschalte, steigt der Strom am Ausgang A (nicht B!) dramatisch an (bis zu 3 A), während der Strom am Ausgang B viel niedriger ist (etwa 0,3 A). Seltsam ist, dass IC überhaupt nicht aufheizt! Und es wird auch nicht verbrannt - wenn ich den B-Ausgang ausschalte, bekomme ich am Ausgang A wieder 0,01 A, und die Wellenform am MOSFET-Gate ist korrekt (50% PWM mit 17 kHz).

Wenn ich die Spannung an C2 messe, zeigt sie etwa 300 V an.

Auch wenn ich nur Ausgang B einschalte, fließt kein Strom in der Schaltung.

Das Wicklungsverhältnis des Transformators beträgt 56:14.

Ich bin total verwirrt, aber auch hier bin ich ein absoluter Neuling in Bezug auf Impulsnetzteile. Hat jemand eine Ahnung was los ist?!

Bearbeiten: Ich habe das Bild geändert, um besser zu veranschaulichen, was los ist

Haben Sie den Spitzenstrom in der Primärwicklung Ihres gekoppelten Induktors berechnet, um sicherzustellen, dass Sie ihn angesichts Ihrer Schaltfrequenz nicht sättigen? Wenn Ihr Feedback-Pin geerdet ist, arbeiten Sie mit maximalem Arbeitszyklus, was bedeutet, dass Ihre Sekundärspannung sehr hoch werden kann und möglicherweise sogar Ihren Kondensator zerstört.
Ihr Oszillator läuft nicht frei, daher müssen Sie die Schleife vervollständigen, indem Sie das Signal von einer Sekundärwicklung an den Rückkopplungsstift zurücksenden. Deshalb der übermäßige Strom. Wenn kein Oszillator vorhanden ist, geht der Treibertransistor (nächste Stufe) in Sättigung. Ich erinnerte mich an die Tage des Vakuumröhrenfernsehens ohne den Oszillator, die Treiberröhre wurde so heiß, dass sie ihre Glashülle schmolz.
@JohnD Ok, Sie schlagen also vor, dass ich die Primärseite des Transformators sättige? Übrigens beträgt die maximale Einschaltdauer nur 50%. Können Sie mir einen Artikel zur Berechnung des Spitzenstroms auf der Primärseite und zur Sättigung der Primärinduktivität vorschlagen? Ich wäre sehr dankbar.
@JohnD Ist es notwendig, die Induktivität der Primärseite des Transformators zu kennen, um den Spitzenstrom zu berechnen? Wie erklären Sie sich außerdem einen sehr hohen Strom, der in den IC eingespeist wird, während auf der Versorgung, die an die Primärseite des Transformators angeschlossen ist, ein niedriger Strom fließt?
Achten Sie auch auf die Phasenbeziehung der Sekundärseite zum Rückkopplungssignal, da eine falsche Phase des Impulses den Betrieb des Oszillators negativ beeinflusst. Außerdem müssen Sie möglicherweise Dämpfungskondensatoren hinzufügen, wenn Sie HF-Spitzen am Ausgang des Oszillators bemerken.
@drtechno Also, was sagst du, ist der Strom, der zum internen Treibertransistor des IC fließt, so hoch wie 3A, weil keine Rückkopplungsschleife vorhanden ist? Wie kommt es also, dass der durch den Transformator fließende Strom nur 0,5 A beträgt?
Aufgrund der Bias-Relation befindet sich der Mosfet nicht im Verarmungsmodus. Aber Andy hat auf etwas hingewiesen, das ich fragen sollte: Was ist Ihr Treiber-Mosfet, den Sie verwenden? Vielleicht müssen Sie eine Dämpfungsdiode darüber hinzufügen. aber Sie haben kein Selbstzerstörungsproblem mit der Ausgabe (was darauf hindeuten würde, dass sie benötigt wird) ... Zugegeben, der Oszillator muss zuerst laufen
@drtechno MOSFET, den ich verwende, ist STP6NK60ZFP. Was meinst du mit "wegen der Bias-Relation befindet sich der Mosfet nicht im Erschöpfungsmodus"? Du meinst, dass Mosfet nicht vollständig geöffnet ist? Vielleicht habe ich den falschen Pik erwischt...
Sie müssen zuerst eine Oszillatoraktion haben. Andernfalls ist der Ausgang "aus". Diese Schaltung läuft so, dass sie ihren Strom zu 100% mit dem Oszillatorsignal ein- und ausschaltet. Außerdem würde ich eine Sperrvorspannungsdiode entweder über den Mosfet oder den Transformator legen, weil ich es bin Ich dachte, das Datenblatt habe den Zener über das Gerät gezeichnet, nur um seine Konstruktion zu veranschaulichen. Das hat also wahrscheinlich keine echte Dämpfungsdiode. Wenn Sie den Oszillator nicht laufen lassen, geht der Vortreiber im Chip zu 100% in Leitung und kann manchmal vollständig kurzschließen.
@drtechno Alles klar, ich werde es versuchen. Aber ich verstehe immer noch nicht, warum dieser hohe Strom durch IC fließt :(
Ich versuche es noch einmal: Dieses Gerät bedeutet, dass die Geräte entweder zu 100 % an oder zu 100 % aus sind. Das IC hat einen Oszillator und einen Treibertransistor. Wenn der Feedback-Pin am Oszillatoreingang niedrig ist, wird die Basis des Treibertransistors hoch, was den Transistor in die Sättigung schaltet (110 % an), wodurch der Ausgang niedrig wird, wodurch die Leitung am Ausgangstransistor gestoppt wird. Wenn dann der Rückkopplungsstift hoch geht, bewirkt dies, dass der Ausgang des Oszillators niedrig wird, wodurch der Treiber ausgeschaltet wird, was dazu führt, dass der Ausgangsstift hoch geht und der Ausgangstransistor auf 110% gesättigt wird.
Wenn also der Treibertransistor eingeschaltet ist, ist der Ausgangstransistor ausgeschaltet, und wenn der Treibertransistor ausgeschaltet ist, ist der Ausgangstransistor eingeschaltet ... Der Treiber bleibt eingeschaltet, weil der Rückkopplungsstift noch keine Spannung gesehen hat, um ihn auszuschalten
Sie müssen eine Signalschleife haben (in diesem Fall würden Sie eine Ausgangswicklung verwenden), um zum IC zurückzukehren, um die Ein-Aus-Schaltaktion des Oszillators zu erzeugen, da es sich nicht um einen freilaufenden Oszillator handelt.
Der UC3854 ist ein Spitzenstrommodus-Controller. Es schaltet den Schalter bei jedem Zyklus ein und schaltet ihn aus, wenn der Spitzenschalterstrom den vom Comp-Pin programmierten Wert erreicht. Die Spitzenstrommessung misst den Strom im Messwiderstand an der Source des FET, aber Sie haben diesen Eingang zusammen mit Ihrem Feedback-Pin geerdet. Wenn Ihre "A" -Versorgung viel Strom verbraucht, gehe ich davon aus, dass Ihr FET durch Gate-Durchschlag oder thermische Lawinenschäden beschädigt ist. Sie müssen die korrekte Verwendung des Geräts klären, bevor Sie Spitzenstrom usw. berechnen können.
@ JohnD In Ordnung, aber wenn der MOSFET beschädigt war, sollte die Schaltung etwa 3 A ziehen, wenn der + 20-V-Ausgang ausgeschaltet und der + 10-V-Ausgang eingeschaltet ist, oder? Aber in diesem Fall zieht es nur 0,01A. Wie ist das erklärbar? Außerdem habe ich es mit einem Multimeter überprüft und es scheint in Ordnung zu sein.
@drtechno Wenn nur +10 V anliegen (keine Spannung am Drain des MOSFET), kann ich ein 17-kHz-PWM-Signal am Gate des Mosfet sehen. Laut dem, was Sie schreiben, sollte kein PWM-Signal anliegen, sondern nur 10 V oder 0 V am Gate, oder?
es wäre ein Signal. Ich habe Sie durch die Operation geführt, damit Sie verstehen, warum ic Strom zieht, wenn der Oszillator nicht funktioniert.
"Wenn der +20-V-Ausgang ausgeschaltet und der +10-V-Ausgang eingeschaltet ist, sollte die Schaltung etwa 3A ziehen, oder?" Nein, das ist viel zu viel Strom. Es sollte viel weniger ziehen, wie vielleicht 0,01 A. Wenn das Gate beschädigt ist und Sie die 20-V-Versorgung hinzufügen, können Sie durch das Gate leiten, was zu einer zusätzlichen Stromaufnahme führt. Unterm Strich sollten Sie auf keinen Fall 3A in der Versorgung des IC sehen. Posten Sie einige Scope-Aufnahmen des Gates, des Drains des FET, des Taktoszillators und der Spannung über dem FET-Messwiderstand, und wir sollten Ihnen sagen können, was falsch ist.
@JohnD Vollständiges Zitat wäre: "Wenn der MOSFET beschädigt war, sollte die Schaltung etwa 3 A ziehen, wenn der + 20-V-Ausgang ausgeschaltet und der + 10-V-Ausgang eingeschaltet ist, oder?". Wie auch immer, genau das habe ich gemeint, 3A ist nicht normal :) Wenn nur +10V eingeschaltet sind, beträgt die Stromaufnahme 0,01A. Sobald ich +20 V einschalte, gehen 3 A an den + 10-V-Ausgang des Tischnetzteils und nur 0,5 Ampere an + 20 V. 0,01 A zum IC sind normal, 3 A definitiv nicht. Ich werde Scope-Screenshots von Gate und Oszillator posten, sobald ich kann :)

Antworten (2)

Hier ist eine leicht geschrumpfte Version Ihrer Schaltung mit den Buchstaben A, B und C in Rot darauf: -

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  • A - Sie HABEN (korrigiert, sorry) die korrekte Punktnotation für einen Flyback-Transformator befolgt. Schön für dich!
  • B - Sie haben keine Last angeschlossen und benötigen höchstwahrscheinlich eine Mindestlast
  • C - Sie haben keinen Mechanismus, um dem Chip eine Rückkopplungssteuerung der Ausgangsspannung wie folgt bereitzustellen: -

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich schließe nicht aus, dass es andere Probleme gibt, aber B und C sind die auffälligsten. Mir ist auch unklar, worauf Sie sich beziehen, wenn Sie die Buchstaben A und B erwähnen.

@Andyaka Was ich mit den Buchstaben A und B meine, sind Ausgänge meines Tischnetzteils. Was ich sehr seltsam fand, ist, dass am Ausgang des Netzteils, das den IC versorgt, ein sehr hoher Strom (wie 3 A) fließt, während der Strom, der durch die Primärseite des Transformators fließt, niedrig ist (max. 0,5 A). Wie lässt sich das erklären?
@Andyaka Bitte denken Sie auch daran, dass in meiner Schaltung das Verhältnis des Transformators von 56:14 vorliegt (in Ihrem Beispiel beträgt das Verhältnis 4:50).
@EmKa das ist irrelevant - Sie haben keine Rückkopplung der Ausgangsspannung und die Schaltung, die ich hinzugefügt habe, hat sie. Das ist das relevante Bit, nicht das Windungsverhältnis. Ich habe keine Ahnung von Ihrer Stromversorgung - bitte überprüfen Sie sie mit einem Messgerät.
@Andyaka Das Netzteil ist in Ordnung, aber das Seltsame ist, dass es mehr Strom durch den IC sendet als durch den Transformator, sobald ich sowohl + 10 V als auch + 20 V einschalte!
@EmKa ohne Flyback-Unterdrücker auf der Primärseite haben Sie möglicherweise den MOSFET unabsichtlich zerstört, mit dem Folgeeffekt, dass der UC3845 beschädigt werden kann.
@EmKa, bitte schauen Sie sich meinen Kommentar unter Ihrer Frage an, warum übermäßiger Strom durch die Treiberschaltung fließt

Alles klar, ich habe den Fehler gefunden. So einfach es ist... es war der Mangel an Filterung am Eingang, der die Indikatoren für die Stromversorgung im Labor verrückt machte. Sobald ich einen großen 470-uF-Kondensator am Eingang hinzufüge, stabilisiert sich alles von selbst und jetzt funktioniert es einwandfrei :)

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