Помогите с расчетом полностью изолированного ИП на MC34063

[mikaleus]

1. Таки ДА. Есть максимум больше которого нельзя, а дальше можно уменьшать. Минимум определяется также из возможность ключа сформировать полноценный импульс, с учётом фронтов. Далее следует пропуски делать.
2. Таки ДА.
3. Схема правильно понята. Но номинал зарядки ПТ 510 Ом очень много, следует сделать "ускоритель" заряда и ещё более "ускоритель" разряда. Т.е. прямо с контроллера не следует управлять ПТ, лучше через драйвер или использовать транзисторные схемы. Обычно можно много найти в Инете схемах, например, UcD ClassD Audio Amplifier. (Усилителей класса D, автогенерирующих). Номинал в базе БТ можно увеличить в разы.
3.1 БТ действительно будет открываться свободными колебаниями. Частота действительно будет очень высокой (порядок 2-3 МГц). Для того, чтобы фиксировался точно момент срабатывания вход контроллера должен быть с триггером Шмидта. Стартовать (прерывание) следует по фронту. Иметь возможность (по времени реакции контроллера) успевать сбрасывать прерывание и ждать следующего 1-2 раза (далее колебания затухнут и транзистор не откроется). Но после закрывания ключа и получения прерываний можно считать, что дроссель разряжен.
3.2 Шоттки параллельно ПТ не очень нужен, но при больших колебаниях (высокой добротности контура) может исправить ситуацию (если возникнет обратное напряжение больше напряжения питания). Следует отметить, что диоды Шоттки имеют большую ёмкость (которая как и в варикапе изменяет от напряжения), что позволит получить, с одной стороны, сравнительно низкую частоту колебаний, с другой стороны, уменьшит КПД преобразователя, т.к. полевику нужно будет разряжать ёмкость диода Шоттки.
3.3 Время закрытого состояния ключа лучше выбирать из условий описанных выше: а именно, очередное включение происходит только после разряда индуктивности, возможно после нескольких колебаний контура, образованного обмоткой дроссель-трансформатора и ёмкостью ключа.
3.4 Предполагалось, что Вы зарядили кондесатор и ждёте удобного момента "щёлкнуть" затвором. Кстати, подобным методом работают вспышки в фотиках. Там схемы автогенераторные.

[mikaleus]

3.5 Теперь самое интересное.
По данным, что Вы привели получилось следующее:
L1= 48,5 uH (47,75 uH)
L2=7,577 mH (7,46 mH)
в скобках приведены значения полученные расчётом через коэффициенты K1, K2, приведенные в даташите от Эпкоса. Без скобок расчёт по формулам, выведенным из физических принципов работы подобных элементов.

L = (u0*w^2*Ae)/(le/2u + s) , где
L - индуктивность в Гн
u0 - констатнта 4*pi*10E-7 Гн/м
w - число витков
Ae - площадь сердечника (приведена в даташите, можно использовать Aemin - тогда рассчитанное значение будет ближе значению приведенному в скобках) подставлять в, м^2
le - средняя длина магнитной линии (приведена в даташите), м
u - относительная магнитная проницаемость (в даташите для N27)
s - зазор в м

Допустимый ток через первичку:
Является функцией индукции насыщения или допустимой индукции в сердечнике.

I = sqrt (s*B^2*Ae/(u0*L)) где
I - допустимый ток в А
B - индукция насыщения или допустимая индукция в сердечнике при B=0,14 Тл получается значение I=0,7756 A
L - индуктивность обмотки ( в данном случае первички)

Теперь, имея L1= 48,5 uH, Imax=0,775 A и U=5 V, рассчитаем максимальное время открытия ключа:
tmax= L1*Imax/U = 7,5175 мкс. Т.е. открывать ключ более чем не 7,5 мкс для Вашего дроссель-трансформатора недопустимо.

Теперь желательно оценить минимальное время открытого состояния ключа. Так как это зависит от драйвера ПТ, то примем для начала значение 0,5 мкс.

Энергия в катушке: W=(L1*I^2)/2. При этом, I=tmax*U/L1= 0,773 A.
W1=14,5 мкДж
Для полной зарядки кондесатора W=(C*E^2)/2
W= 6,125 Дж (при напряжении 350 В и ёмкости 100 мкФ)
т.е. количество циклов открывания ключа N=W/W1= 422414 циклов. т.е. время зарядки кондесатора будет около 1 минуты...

[TashKey]

Огромное спасибо за Ваши исчерпывающие и точные ответы, мне нужно некоторое время, чтобы их переварить и поэкспериментировать. Кстати, я досадно ошибся - первичная обмотка 13 витков, но это уж я пересчитаю сам, благодаря опять-таки Вашему подробному ответу, с формулами и разъяснениями. Если можно, позже я спрошу у Вас еще что-нибудь - в результате переваривания и экспериментов неизбежно возникнут новые вопросы. Хотя прояснили Вы мне башку здорово.

[mikaleus]

Да конечно, всё что описано - это первый этап, для понимании физики процесса. НО!!! Без учёта потерь на выходном диоде, потерь на измерительном резистовном делителе и т.д.
Думаю, что это первый этап позволит безопасно стартануть, а далее ... посмотрим.

[TashKey]

т.е. количество циклов открывания ключа N=W/W1= 422414 циклов. т.е. время зарядки кондесатора будет около 1 минуты...

Вот тут немного не понял, как Вы считали, в частности, какое принимали время закрытого ключа. У меня вышло с учетом максимального тока и меандра (ton=toff) менее 6 сек. А можно ли как посчитать или хотя бы примерно оценить время закрытого ключа и его изменение в процессе заряда? Т.е. оценить, за какое время трансформатор будет отдавать накопленную энергию в конденсатор в зависимости от напряжения на последнем? Если, конечно, существуют простые расчеты и методы.

И еще вопрос. До скольки можно уменьшить резистор в затворе (510 Ом) - посмотрел, на затворе полный завал. В смысле фронтов.

[mikaleus]

Да я ошибся на порядок (извините)... Для прикидочного расчёта действительно достаточно взять меандр. Расчёт же действительного времени закрытого состояния ключа при изменяющемся напряжении сравнительно сложен для начала процесса (т.е. следует учитывать падение напряжения на диоде). В средине процесса можно оценку произвести таким образом:
W1=(L*I^2)/2 и W2=C(U(n)^2-U(n-1)^2)/2, где
U(n) - напряжения в конце заряда цикла N,
U(n-1) - напряжения в конце заряда предыдущего цикла.
Так как в средине процесса напряжение мало изменяется, то для оценки скорости разряда индуктивности можно принять среднее значение:
U(n)med=(U(n)+U(n-1))/2
При этом отражённое напряжение на первичке Ur1=U(n)med*w1/w2 (без учёта падения напряжения на диоде и ПТ).
При этом Ur1/U1=ton/toff.

toff=ton*U(n)med/U1*w1/w2

[airats]

На aliexpress sepic стоит 5 американских рублей.=)

[airats]

Можете и схему почерпнуть=)
http://www.aliexpress.com/item/20-PC...543273743.html

[mikaleus]

Некоторое замечание по моему предыдущему посту:
W1 - энергия, закачиваемая в катушку, W2 - изменение энергии в кондесаторе. Не учитывая падение на диоде, потерь на активном сопротивлении кондесатора, потерь на измерительном резисторе делителя напряжения, можно считать W1=W2.
w1 - число витков первички, w2 - число витков вторички.

[anatol378]

Можете и схему почерпнуть=)...

Сколько угодно