Hilfe bei Dimensionierung ZC-ZVS Snubber (Boost CCM)

[Interior (Gast)]

Hallo,

ich versuche gerade irgendwie anhand dieses Papers:

http://www.deltartp.com/dpel/dpelconferencepapers/HP99%20-%20PFC%20for%20servers.PDF

einen ZC-ZVS Snubber für einen 12V bis 24V Boost Converter, der 
wiederrum als Regelglied für einen Royer Converter gedacht ist, zu 
dimensionieren. Es geht um ein UV-Projekt. Vorab, ich weiß es gibt 
Buck-Royer und sowas, vermutlich wäre es auch einfacher(ich kenne auch 
sämtliche PDF's zu Buckroyers), aber ich möchte einen Boost als 
Regelglied benutzen. Um vorab, derartige Vorschläge direkt 
auszuschließen! Es mag zwar in manchen Augen nicht effizient aussehen, 
aber es um den Bastlerinstinkt, ein Hobby! Nix wirtschaftliches oder 
derartiges.

Allerdings werde ich nicht ganz schlau aus dem Paper und wie die ihren 
ZC-ZVS Snubber für ihre Beispielapplikation auf den letzten Seiten 
dimensioniert haben.

Kurz zu meinen Spezifikationen:

- Schaltfrequenz: 100kHz.
- Eingangsspannungsbereich: 7 - 12 V DC
- Ausgangsspannung bis max. 30V (Nominal 24V)
- CCM Betrieb
- Ausgangstrom bis 2..2,5A.

Konfiguration der Boost - Hauptkomponenten:

- Boost Drossel: 250uH
- Mosfets: IRFB4115 ( 150V, 105A )
- Dioden: MBR10200
- Ausgangskondensator: 100uF DC-LINK (Wima)


Nun habe ich versucht die entsprechenden Größen für die Snubber 
Induktivität, sowie Clamp Kapazität zu dimensionieren. Allerdings bin 
ich mir nicht 100% Sicher, ob das so passt.

Zuerst habe ich versucht den Snubber-L zu berechnen, anhand folgender 
Formel:

Ls = (d_t * U_aus) / I_boostdiode

Damit komm ich auf ca. 22uH für den Snubber-L.

Danach habe ich den Clamp-C berechnet, anhand dieser Formel:

Cc = D² / ( 2  Ls  f² )

Damit komm ich auf gewählte 680nF.

Nun gibt es in dem Paper, noch eine "Kondition" für ZCS, die dort wie 
folgt festgelegt ist:

1 / C_switch2_out * sqrt( L_s * (C_switch2_out + C_clamp_diode) ) < 
(U_aus * U_c) / I_eingang


Allerdings müsst ich dem "Auxilary" Schalter einen ca. 1nF großen 
Kondensator parallelschalten damit diese Bedingung erfüllt wird.

Ich bitte nur darum mir zu sagen, ob ich mich auf dem Holzweg oder nicht 
befinde.

Recht herzlichen Dank!

Gruß Interior.

[Interior (Gast)]

Hallo nochmal,

entschuldigung hier das Schematic von dem ich rede.

Gruß Interior.

[Interior (Gast)]

Keiner einer Idee?

[Falk B. (falk)]

@Interior (Gast)

>http://www.deltartp.com/dpel/dpelconferencepapers/...

>einen ZC-ZVS Snubber für einen 12V bis 24V Boost Converter, der
>wiederrum als Regelglied für einen Royer Converter gedacht ist, zu
>dimensionieren.

Eher ungünstig, einen Royer Converter kann man deutlich einfacher 
mit einem einfachen Step-Down reglen. Die passende Ausgangsspannung 
macht man über den Trafo vom Royer Converter.

> Es geht um ein UV-Projekt.

UV? Unglaublich Verflixt?

> Vorab, ich weiß es gibt
>Buck-Royer und sowas, vermutlich wäre es auch einfacher(ich kenne auch
>sämtliche PDF's zu Buckroyers), aber ich möchte einen Boost als
>Regelglied benutzen.

Klingt nach, "ich hab keine Probleme, also schaff ich sie mir".

> Um vorab, derartige Vorschläge direkt
>auszuschließen! Es mag zwar in manchen Augen nicht effizient aussehen,
>aber es um den Bastlerinstinkt, ein Hobby! Nix wirtschaftliches oder
>derartiges.

Naja, Amerika wurde ja auch so entdeckt.

Man kann es machen, ich sehe aber keinerleic Vorteil, nur Nachteile. Man 
braucht zwei Induktivitäten, eine für den Step Up, eine für den Herrn 
Royer. Und einen Kondensator für den Zwischenkreis.

>Allerdings werde ich nicht ganz schlau aus dem Paper und wie die ihren
>ZC-ZVS Snubber für ihre Beispielapplikation auf den letzten Seiten
>dimensioniert haben.

>- Boost Drossel: 250uH
>- Mosfets: IRFB4115 ( 150V, 105A )

Ein 105A MOSFET für 2,5A Ausgangsstrom?

>- Dioden: MBR10200
>- Ausgangskondensator: 100uF DC-LINK (Wima)

Ging früher (tm) auch mit jedem besseren Elko.

[Interior (Gast)]

Hallo Falk!

Ich mag deine Art, da ist immer so eine versteckte Ironie in deinen 
Postings ! ;)

Zum Mosfet: da ist nur ein kleiner "Sicherheitsabstand" drinne !

Zum Kondensator: ja etwas ungewöhnlich aber ich wollte auch mal so einen 
antesten.

U V steht für "unheimlich verrückt".

Gruß

[Interior (Gast)]

Hallo miteinander!
Hallo Falk,

ich habe lange gerätselt und erstmal versucht verschiedene Dinge zu 
simulieren und mal eine Testplatine aufgebaut. Simulativ hab ich das 
Ding wie ich es aufgezeichnet "mehr" oder "weniger" zum Laufen gebracht. 
In Multisim 12. Auch wenn mich die Findung eines Current Mode Controller 
Models sämtliche Nerven gekostet hat.

Kurze Story, erst wollte ich das mit dem TL494 simulieren, habe auch ein 
Modell gefunden, auch wenn es wie eine Schatzsuche war. Diesen zum 
laufen zu bringen habe ich allerdings nicht geschafft. Weil mein 
Multisim dass nicht begreift. Dort habe ich sehr viele Error Amp 
Beschaltungen getestet, welche aber entweder nicht funktioniert haben 
oder als Hysterese Regler fungierten, was nicht akzeptabel ist. 
Natürlich mit Boost CCM Regelstrecke versteht sich(die normale Version).

Dann habe ich nach den neueren SG Reglern gesucht, aber nicht wirklich 
fündig geworden. Dann habe ich per Zufall ein Modell des UC3842 in die 
Finger bekommen, der funktioniert soweit ganz gut, auch die Error Amp 
Beschaltungen funktionieren im gewissen Rahmen. Allerdings ist das 
Modell nicht sehr stabil. Aber unter bestimmten Vorraussetzungen 
funktioniert der innerhalb seiner Spezifikation. Mit dem habe ich 
testweise meine angehängte Schaltung simuliert. Das funktionierte zu 
meinem Erstaunen ziemlich gut. Wirkungsgrad kann sich sehen lassen.

Praktisch habe ich auch ein Testboard mit dem TL494 aufgebaut, welches 
aber nicht korrekt funktioniert hat :-O. Meine Haupttransistoren 
erlitten einen Überspannungspeak ;) Deshalb auch aktuell die 250V Typen.


Nun zu meiner aktuellen Geschichte, dort ergeben sich 2 prägnante 
Fragen:

Der untere Teil rund um die Oszillator Sektion, geht es um die Slope 
Kompensation( die wie ich hörte wichtig für CCM ist ). Und zwar benötige 
ich ca. 25mVpp auf meinem CURR-Sense Pfad. Die Frage ist, kann ich das 
mittels Spannungsteiler auf einen Emitterfolger geben, oder sollte ich 
einen extra Low Offset Voltage OPV als Spannungsfolger beschalten? 
Jemand eine Idee? Brauch ich die Slope Kompensation überhaupt?

Die zweite Frage ist, um meinen Hilfstransistor (AUX_S) zu schalten, 
nutze ich als Indikator die ansteigende Flanke des Haupttransistors ( 
V_DS ). Mit minimaler Zeitverzögerung, entsprechend der App Note, in 
meinem ersten Beitrag. Kann ich das mittels Singly Supply Komparator so 
machen? Das Signal wird dann von nem Low Side Driver verstärkt. (LS 
Driver wird wohl ein IR Produkt sein. ) Also ich greife per 10:1 Teiler 
RC Glied & Zener V_DS und vergleiche gegen GND. Kann ich das so ohne 
weiteres machen?

Nochmal kurz für alle Daten im Überblick:

- Eingang: 16-17V DC
- Ausgang: erstmal testweise 24V um zutesten ob das so läuft mit max. 
5A.
- F Schalt = 100kHz. Duty Cycle ~ 35%
- Delta IL ~ 0.32A
- Boost L ~ 176uH
- Snubber L ~ 16uH
- Clamp C = 680nF
- Betrieb CCM
- Geregelt mit Current Mode Controller.

Wenn ihr mehr Daten benötigt, einfach fragen.

Ich danke euch vielmals!

Grüße Interior

P.S. Ich hoffe die Datei ist nicht zu groß-.