Hallo Leute, habe mich einer semibridgeless pfc versucht. Diese funktioniert leider nur teilweise. Die Hilfsspannungen für die Regelung und den Treiber werden über ein Labornetzteil bereitgestellt. Der Strom ist zwar sinusförmig aber die beiden Halbwellen sind unterschiedlich groß. Wenn ich die Spannung von dem Treiber von 15 V auf 8 V herunter stelle. Sind beiden Halbwellen symmetrisch. Habt ihr eine Ahnung was die Ursache sein kann? Ich habe die Topologie nachgebaut nach der Application note von One. Schonmal danke im Voraus
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Alter wer hat denn den Brückengleichrichter in diesem Plan gezeichnet?! Dem müßte man dafür eigentlich gleich mal die Fresse auf links drehen. An der Stelle ist auch ein Fehler im Plan, beide Eingänge sind mit PH2 bezeichet, wenn ich das so nachbaue gibts beim Einschalten hässliche Geräusche im Sicherungskasten.
Es fehlen: - Daten der verwendeten Bauteile, insbes. der Spulen/Trafos - Links zu den Datenblättern - Layout - gute Fotos vom Aufbau (Vorder- und Rückseite) - Oszillogramme Das hätte in den ersten Post gehört.
Miss doch mal welche Halbwelle, also von welcher der beiden Stufen, größer ist als die andere. Dann L und N am Eingang vertauschen. Erzeugt dann immer noch die gleiche Stufe die größere Halbwelle? Wenn nicht, funktioniert das Konzept einfach nicht wie es soll und es liegt nicht an Deinem Aufbau.
Oliver schrieb: > Wenn > ich die Spannung von dem Treiber von 15 V auf 8 V herunter stelle. Sind > beiden Halbwellen symmetrisch. Da gibt`s ja schon mal Verdächtige. Nicht der Treiber. Sondern die Mosfet`s. Müssen da wirklich 2 parallel sein? Oder sieht`s nur schick aus? Und überhaupt: Bei welcher Leistung tritt denn das Phänomen auf?
Kommt das Ding zufälligerweise aus einem Freie-Energie-Bausatz? Meine, die beiden Stufen arbeiten absolut parallel, nur das sie durch den Netzsinus (und zwar allein durch den Netzsinus) abwechselnd bestromt werden. Das Ding weist dadurch keine Unterschiede im Betriebsverhalten zu einer Schaltung mit normaler Brückengleichrichtung und nur einer Stufe auf, die beide Halbwellen verarbeitet - mit der Hälfte an Leistungsbauteilen. Probier doch bitte wirklich mal das Umpolen der Betriebsspannung. Ich glaube, mein Urteil über diese Schaltung steht aber schon ziemlich fest.
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Die leistungen bei denen ich gemessen habe sind 200 w und 400 w. Das unsymmetrische Verhalten tritt in beiden fällen auf. alle mosfet erhalten, dasselbe Signal am Gate vom Treiber. Das in einem Zweig zwei Mosfets sind liegt, daran dass ich die Durchlassverluste minimieren möchte. Folgende Bauteile habe ich verwendet: Mosfet Infineon 6r099c6 PFC-Controller NCP1654 133 kHz Treiber Texas Instrument UCC27324DR
@Oliver (Gast) > pfc.png >hier ist der schaltplan so wie ich es aufgebaut habe! Das mit dem Schaltplan zeichen üben wir aber nochmal, oder? Schaltplan richtig zeichnen Keine massenhafte Nutzungen von einfache Netznamen als Netzverbinder! Direkte Verbindungen zeichnen! Den Current Trafo (schönes Denglisch!) kann man spiegeln und drehen, damit wird die Signalführung entknotet Die Schaltzeichen deiner MOSFETs sind grausam! Erstens sind dort sinnloserweise die Pinnamen aktiv (braucht man bei so einem Bauteil nicht) und zweites sind es die häßlichen P$x Namen. Dito Bei U$2, was auch ein unsinniger Name für einen Steckverbinder ist
@ Ben B. (Firma: Funkenflug Industries) (stromkraft) >Meine, die beiden Stufen arbeiten absolut parallel, nur das sie durch >den Netzsinus (und zwar allein durch den Netzsinus) abwechselnd bestromt >werden. Das ist der Sinn einer "bridgeless" PFC, man spart aber nur 2 Dioden und deren Verluste ein. Der Preis dafür ist der abwechselnde Betrieb der beiden Phasen pro Halbwelle der Netzspannung. Alles in allem ein fragwürdiges Konzept, denn elektrisch/magnetisch muss jede Phase die volle Ausgangsleistung bringen, nur thermisch ist es die Hälfte. Eine normale, 2-phase PFC ist das IMO sinnvoller, denn dort arbeiten die beiden Phasen zeitlich nur im 1/2 PWM-Periode phasenverschoben, also mit 100kHz und mehr.
@Oliver (Gast) > Layout.png Wie schafft man es, so einen verwaschenen Screenshot zu erzeugen? Erst JPEG mit tierischer Kompression und dann in PNG wandlen? Siehe Bildformate. >erhalten, dasselbe Signal am Gate vom Treiber. Das in einem Zweig zwei >Mosfets sind liegt, daran dass ich die Durchlassverluste minimieren >möchte. Irrtum. Siehe mein vorheriger Beitrag. Schick mal die Eagle-Datein, dann sieht man mehr. Möglicherweise sind deine Stromtrafos nicht gleich, oder du hast die Shunt R19 und R22 unterschiedlich bestückt. D10 und D12 sind überflüssig, das Laden der Ausgangskondensatoren beim Einschalten läuft ebenso gut. Generell kann man hier wie immer Lothar's Kreise empfehlen, ich fürchte das Ergebnis ist ausbaufähig ;-) http://www.lothar-miller.de/s9y/categories/40-Layout-Schaltregler Warum sind deine großen Ausgangskondensatoren an GND und nicht RETURN angeschlossen?
Falk B. schrieb: > Das ist der Sinn einer "bridgeless" PFC, man spart aber nur 2 Dioden und > deren Verluste ein. Der Preis dafür ist der abwechselnde Betrieb der > beiden Phasen pro Halbwelle der Netzspannung. Alles in allem ein > fragwürdiges Konzept Hängt davon ab, was man erreichen will. Höchste Leistungsdichte ist mit n interleavten Zweigen bei 1/n Phasenversatz - nach einer klassischen Eingangsbrücke - einfacher. Höchste Effizienz eher mit Bridgeless. (Leistungsdichte und Effizienz haben zwar viel miteinander zu tun, aber sind nicht völlig identisch. Stichwort: Pareto Front bzw. Pareto Optimization.) Es wurden gerade in den letzten 2 Dekaden diverse neue Konzepte entwickelt, sei es nun Cuk's "True Bridgeless" oder die Bridgeless Varianten der ETH Zürich... etc. Die wissen sowohl, was sie tun, als auch, was sie erreichen wollen. Für den durchschnittlichen Hobbybastler, der möglicherweise froh ist, seine zufriedenstellend funktionierende "erste PFC" hinzubekommen, ist das vielleicht nicht von Bedeutung. Das traditionelle Konzept ist schlicht einfacher umzusetzen, und maximale Effizienz hier nur selten wichtig. Was Oliver exakt erreichen will, wissen wir ja nicht. Aber Bridgeless als "allgemein fragwürdig" hinzustellen? IMHO vorbeigeschossen.
Ziel der Schaltung soll es sein einen höheren Wirkungsgrad zu erreichen als mit einer konventionellen PFC. Mein Problem ist halt dass beide Halbwellen unterschiedliche groß sind und wenn ich die Gate Source spannung verringer sind sie symmetrisch. das mach für mich gerade keinen sinn.
@ Oliver (Gast) >Mein Problem ist halt dass beide Halbwellen unterschiedliche groß sind Wieviel? >und wenn ich die Gate Source spannung verringer sind sie symmetrisch. >das mach für mich gerade keinen sinn. Für mich auch nicht ;-) An IC2 sind ENA und ENB nicht angeschlossen, ob das so eine gute Idee ist?
@ Oliver (Gast) >der Unterschied beträgt 1 A. Bei welchem Absolutwert? Mensch, laß dir doch nicht jeden Mist aus der Nase ziehen! Siehe Netziquette. > Wieso müssen ENA und ENB angeschlossen sein >? Weil es keine gute Idee ist, Eingänge offen zu lassen. Erst recht nicht im störbelasteten Umfeld von Leistungselektronik.
Ich klinke mich aus, so ist keine vernünftige Kommunikation möglich. Rsense 1 mOhm ist wohl ein Witz. Es gibt etliche Application Notes zu den ICs. Vermutlich nichts gelesen.
Nö, gelesen hat er mit Sicherheit nichts, sondern einfach mal drauflos gebastelt. Genauso wie er hier jede Frage offenlässt oder Test-Vorschläge ignoriert. Mir ist das auch zu blöd tausend Mal nach irgendwas nachzufragen. Genau wie der Troll mit seinem CDreck-Ladegerät. Dieser ganze Aufwand um den Durchflußverlust EINER Diode einzusparen?! Also sorry, find ich lächerlich. Dann bau ich den Gleichrichter lieber aus besonders guten Dioden oder nehme zwei davon parallel um die Spannung über ihnen zu minimieren. Edit: Oder eine 50Hz-Synchrongleichrichtung in Vollbrücke. Sowas hab ich sogar schon gebaut (wobei es aber nicht als Gleichrichter sondern als Teil eines Einspeisewechselrichters arbeitet), wird aber durch die Steuerelektronik auch nicht sonderlich besser aussehen als der Wirkungsgrad eines einfachen Gleichrichters aus guten Dioden.
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Die Frage war nicht, ob das Konzept was taugt. Auch nicht, ob ein Bastler sowas machen darf. Die Frage war, warum eine Unsymmetrie in der Stromaufnahme entsteht. Ich kann diese Frage auch nicht abschließend beantworten. Aber die Hersteller moderner Mosfet`s (z.B. Infineon) haben ausführliche Abhandlungen über die Probleme veröffentlicht, die durch das Parallelschalten ebendieser entstehen können. (Einen Link bleibe ich jetzt aber schuldig, ich suche das nicht nochmal raus). Durch die Parallelschaltung einerseits und den unsymmetrischen Aufbau andererseits bekommt der NCP1654 je nach Halbwelle unterschiedliche Informationen über die Stromstärke. Lösungsvorschläge: -Auf das Parallelschalten der Mosfet`s verzichten. -Neues Layout. Nach den Schaltungen in den Datenblättern fließt der komplette Spulenstrom durch Rsense. Nochmal genau anschauen! Bei der angestrebten Leistung finde ich es verwegen, auf Kühlkörper zu verzichten.
Ach ja, und im ersten Schaltplan gibt es den C16. Ist laut NCP essentiell (unverzichtbar). Wurde einfach weggelassen.
@der schreckliche Sven (Gast) schrieb mal wieder Unsinn . . . >Ich kann diese Frage auch nicht abschließend beantworten. Nein? Na da sind wir jetzt aber SCHWER enttäuscht! >Abhandlungen über die Probleme veröffentlicht, die durch das >Parallelschalten ebendieser entstehen können. Es gibt gar keine richtige Parallelschaltung. Sie werden sogar aus getrennten Treiberausgängen angesteuert. >Durch die Parallelschaltung einerseits und den unsymmetrischen Aufbau >andererseits bekommt der NCP1654 je nach Halbwelle unterschiedliche >Informationen über die Stromstärke. Jaja, und Apfelmus ist Mus aus Äpfeln. Wer hätte DAS gedacht? >-Auf das Parallelschalten der Mosfet`s verzichten. Quark. >-Neues Layout. Quark^2. Man muss das Problem erstmal lokalisieren und nicht nur auf Vermutungen alles auf den Kopf stellen.
Falls die Durchtrittsfrequenz der Voltage Loop zu hoch gewählt ist kann es zu einem unsymmetrischen Strom beider Halbwellen kommen. Fx sollte zwischen 5 ... 20 Hz liegen. Mess diese doch mal (z.B. Bode100) und verkünde das Ergebnis. Eigentlich sollte auch deine PFC eine Eingangskapazität besitzen. Entweder hab ich diese übersehen oder sie existiert nicht. Ist offenbar nur ein Hobbyprojekt, in Serie wirst Du so jedenfalls nicht gehen können, weil dich das Layout mit Pauken und Trompeten durch die EMV Prüfungen fallen lassen wird. Das Kernmaterial schaut nach magnetics aus, welcher Kern ist das, wieviele wdg. und welche Induktivität strebst du an? CCM oder DCM Betrieb angestrebt? Schönen Gruß!
http://www.onsemi.com/pub/Collateral/AND8392-D.PDF Seite 5 unter Figure 8 "One should however note that the current does not necessary return by the D1 and D2 diodes. Figure 8 portrays the ”expected” current path when ”PH2” is high (the same analysis could have been done for ”PH1” high): ♦ The blue path is supposed to be the current path when the MOSFET is on ♦ The red one, that of the current when the MOSFET is open. Actually, a large portion of the current flows as indicated in black. This is because the body diode of the supposedly inactive MOSFET provides the current with another path. The coil exhibiting a low impedance at the line frequency, we have two diodes in parallel and the current share between them." Also braucht man Stromwandler. "That is why current sense transformers can be of great help to measure the current in such a structure." Die muss man aber richtig anschließen. In der AN sieht das GANZ anders aus! Erstens sind dort R19 und R22 3Ohm statt 10 Ohm. Das ist aber nebensächlich. Entscheidend sind R8 und R9, die sind beim OP vollkommen fehldimensioniert! In der An sind das 2x 2k2 und NICHT 15k und 150R. Damit sind die Stromwandler praktisch abgeklemmt und nur der Shunt wird als Stromsensor. Damit regelt der IC aber nicht auf den jeweiligen Phasenstrom sondern auf den relativ stark fehlerbehafteten Strom durch den Shunt. Durch diverse Toleranzen der Widerstände der MOSFETs und Drosseln kommt die Asymmetrie zustande. Deswegen braucht man bei einer mehrphasigen PFC immer eine exakte Strommessung für jeden Zweig. R18 würde ich in Frage stellen, denn der ist im Original eher 30mR. Es fehlt auch das 1uF am Netzeingang zu HF-Abblockung. Das scheint der große, blaue Folienkondensator im Photo zu sein. Wer weiß welche Inkonsistenz zwischen Schaltplan und realem Aufbau noch existiert. Der Schaltplan der AN ist hier leider auch ein "gutes" Beispiel, wie man es NICHT machen sollte. Letztendlich bin ich mir aber nicht ganz sicher, ob die Schaltung überhauft aktiv die Phasenströme symmetriert. Denn der IC arbeitet mit einem C an Pin 2 im average current mode, d.h. er regelt auf den MITTLEREN Strom. Er müßte aber IMO im peak current mode arbeiten und damit aktiv die Stromhalbwellen regeln. Denn sonst wären die Stromwandler recht sinnlos.
Falk B. schrieb: > Denn der IC arbeitet mit einem C an Pin 2 im average current mode, d.h. > er regelt auf den MITTLEREN Strom. Er müßte aber IMO im peak current > mode arbeiten und damit aktiv die Stromhalbwellen regeln. Doch, geht auch im average current Mode. Die Mittelung bezieht sich ja nicht auf die Netzhalbwelle, sondern auf die Schaltperiode. I.d.R. setzt man eine average current Mode Stromregelschleife mit einer Fx von 1/20 bis 1/10 Fsw auf. Dass allein mittelt den Strom ausreichend, ist aber noch schnell genug um den Strom schnell dem Sollwert aus V_loop_out * u_mains(t)/u_mains_avg (* 1/V_feed_fwd) folgen zu lassen. In wiefern die Stromwandler des TO hierfür geeignet sind kann ich nicht beurteilen, ich nutzte bisher immer Shunts. Zuletzt hab ich das so in einer digital geregelten 2ph interleaved CCM PFC so realisiert (100A I_max) (... sorry, vom Handy getippt)
der schreckliche Sven schrieb: > Aber die > Hersteller moderner Mosfet`s (z.B. Infineon) haben ausführliche > Abhandlungen über die Probleme veröffentlicht, die durch das > Parallelschalten ebendieser entstehen können. Da muss man zwei Fälle unterscheiden: Beim Schaltbetrieb ist die Parallelschaltung relativ unproblematisch, auch wenn ich den Strom da nicht unbedingt verdoppeln würde. Beim Linearbetrieb dagegen sind die Probleme deutlich grösser als bei Bipos. Deshalb sollte man Parallelbetrieb da möglichst vermeiden und nur FETs verwenden, die ausdrücklich für den Linearbetrieb zugelassen sind.
Der Sense Widerstand ist auf 10 mohm erhöht und die beiden Widerstände am CS pin sind nun gleich groß. Des Weiteren habe ich die fehlenden Kondensatoren c16 und c17 aus der An eingefügt. Die offenen Ausgänge des Treibers sind nun auf Masse gelegt. Das Problem tritt trotzdem noch auf. Ich habde Bilder der Messungen hinzugefügt. Bei der Treiberspannung von 12 v sind die beiden Halbwellen unsymmetrisch und bei 8 v symmetrisch. Die Ausgangsleistung bei der gemessen wurde beträgt 200 w. Gemessen habe ich den Eingangsstrom und die Spannung
Merkwürdig. An sich sollte der Eingangsstrom von der Treiberspannung der MOSFETs vollkommen unabhängig sein. Wahrscheinlich wird durch die relativ niedrige Treiberspannung die Übertragungsfunktion der beiden PFC-Zweige angenähert, allerdings auf Kosten der Leitverluste in den MOSFETs. Man könnte R9 einmal komplett entfernen, dann kann das Strommeßsignal nur noch von den Stromwandlern kommen. Dann sollten die beiden Halbwellen symmetrisch sein, wenn die Stromwandler und Shunts dahinter auch symmetrisch sind.
Das problem triit auch auf wenn r9 nicht vorhanden ist. kann das Problem evtl seinen Ursprung auch im Spannungsregelkreis haben?
@Oliver (Gast) >Das problem triit auch auf wenn r9 nicht vorhanden ist. kann das Problem >evtl seinen Ursprung auch im Spannungsregelkreis haben? Glaub ich nicht so recht.
also die beiden CT-Circuits sind absolut identisch aufgebaut. ich kann mi das leider nicht so recht erklären was die Ugs damit zu tun hat.
Na Falk, ratlos? Oliver, bist Du jetzt verzweifelt genug, um wenigstens versuchsweise auf die Parallelschaltung der Mosfet`s zu verzichten?
wenn ich nur einen Mosfet pro Zweig nehme kann ich die Gate-Source Spannung auf 12 V und die wellen bleiben symmetrisch. bei 15 v gate sourec spannung wird der strom wieder unysmmetrisch
der schreckliche Sven schrieb: > Juhuu!! > > 12 Volt reichen völlig aus. Ganz toll...aber woher der Fehler kommt ignorieren wir am besten und schauen ganz fest weg. Da ist wohl was ganz anderes faul. Parallelschalten von MOSFETs kann durchaus Probleme verursachen aber das ist hier sicher nicht die Ursache. Woher kommt eigentlich die Hilfsspannung? Miss mal beide Spulenströme gleichzeitig und schau was die "inaktive" in jeder Halbwelle macht. Als nächstes kannst du am Eingang auch mal DC anlegen und schauen was mit dem Eingangsstrom bei verschiedenen Polaritäten und gleicher Leistung passiert.
Leider habe ich keine zwei stromzangen. habe zwei einzelne bilder der beiden spulenströme bei ugs 15 v, 100 v Eingangsspannung und 200 W last aufgenommen.
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