Half-bridge converter SMPS, koppling?

Elektronikrelaterade (på komponentnivå) frågor och funderingar.
blueint
Inlägg: 23238
Blev medlem: 4 juli 2006, 19:26:11
Kontakt:

Half-bridge converter SMPS, koppling?

Inlägg av blueint »

Är det såsom den nedersta schemat som en "half bridge" SMPS är kopplad?

(1)
Bild

Där översta halvledaren sluter först, varvid motstående kondensator leder (en kort stund). Efter en liten mikropaus sluts den nedersta halvledaren och motstående kondensator leder.

Eller har jag missuppfattat något ..?

En andra variant är:
(2)
Bild

(Transformatorns ena ben till en rail. Mitt tappen växlar mellan positiv och jord)

(3)
En tredje variant har jag för mig är att ena ledaren på transformatorn är kopplad till primärsidans jord. Och den andra sitter mitt emellan halvledarna som då kopplar denna till positiv "rail" respektive jord.
bearing
Inlägg: 11687
Blev medlem: 2 mars 2006, 01:01:45
Ort: Ängelholm

Re: Half-bridge converter SMPS, koppling?

Inlägg av bearing »

Här har du en hög olika varianter:
http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps_e/smps_e.html
Halvorsen
Inlägg: 171
Blev medlem: 27 juli 2009, 12:09:50
Ort: Ludvika

Re: Half-bridge converter SMPS, koppling?

Inlägg av Halvorsen »

Angånde tvåan, 'mitten' är till plus, 'benen' jordas ett i taget. fältets riktning kommer att ändras varje gång man byter transistor, då lindningen är lindad åt samma håll.
bearing
Inlägg: 11687
Blev medlem: 2 mars 2006, 01:01:45
Ort: Ängelholm

Re: Half-bridge converter SMPS, koppling?

Inlägg av bearing »

En nackdel med 2:an är att transistorerna behöver klara dubbla matningsspänningen.
blueint
Inlägg: 23238
Blev medlem: 4 juli 2006, 19:26:11
Kontakt:

Re: Half-bridge converter SMPS, koppling?

Inlägg av blueint »

Hur fungerar (1)'an egentligen?
bearing
Inlägg: 11687
Blev medlem: 2 mars 2006, 01:01:45
Ort: Ängelholm

Re: Half-bridge converter SMPS, koppling?

Inlägg av bearing »

Den översta i bild 1? Jag förstår inte riktigt den heller. Den är ju som en helbrygga, men med bara två transistorer. Max 50% duty, eftersom att kärnan måste "avmagnetiseras" under andra halvan.

http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps_ ... ml#funprin
Användarvisningsbild
Icecap
Inlägg: 26786
Blev medlem: 10 januari 2005, 14:52:15
Ort: Starup (Haderslev), Danmark

Re: Half-bridge converter SMPS, koppling?

Inlägg av Icecap »

1A'an är en ... ja, vad fan heter motsatsen till en flyback? Nåväl, tack vara fasningen i transformatorn "pressas" strömpulsen igenom transformatorn och "mellanlagras" i den efterföljande induktans.

1B'an är bra på många sätt, man behöver inte dubbla lindningar på primärsidan vilket ger billigare och mindre transformatorer, ett par kondingar är peanuts i detta. Fördel även för att transistorerna inte behöver tåla mer än operationsspänningen.

2'an behöver, precis som bearing påpekar, transistorer som tål minst dubbla arbetsspänningen, transformatorn behöver även 2 st primärlindningar (eller en dubbel så stor med mittuttag) vilket kostar och fyller.
blueint
Inlägg: 23238
Blev medlem: 4 juli 2006, 19:26:11
Kontakt:

Re: Half-bridge converter SMPS, koppling?

Inlägg av blueint »

Tänkte mest på 1 "B" den undre ;)

Framförallt på hur den lyckas få rail-transistor-lindning-kondensator-rail att fungera som en krets.
Användarvisningsbild
Icecap
Inlägg: 26786
Blev medlem: 10 januari 2005, 14:52:15
Ort: Starup (Haderslev), Danmark

Re: Half-bridge converter SMPS, koppling?

Inlägg av Icecap »

Enkelt! Det är ju en ganska hög frekvens på transistorernas switchning och kondensatorerna är ju impedansmässigt i parallell, sedan är det bara att välja den rätta impedans för att överföra nog effekt. Vid lägre primärspänningar och större effekter kan denna bit vara besvärlig men om man t.ex. likriktar 230Vac blir det runt 325Vdc, ska man då föra över 50W blir det en ström på kanske 160mA som ska "hållas emot" och det kräver inte speciellt stora kondensatorer, ett par 1onF vid en switchfrekvens på 100kHz skulle vara nära att klara jobbet.
bearing
Inlägg: 11687
Blev medlem: 2 mars 2006, 01:01:45
Ort: Ängelholm

Re: Half-bridge converter SMPS, koppling?

Inlägg av bearing »

edit: pucktvåa

Man sätter säkert en högohmig spänningsdelare parallellt med kondensatorerna så att spänningen i mitten av kondensatorerna inledningsvis blir halva matningsspänningen. Under drift är switchfrekvensen är så hög att spänningen inte hinner ändras betydande under en period. Halvbryggan har fördelen att det inte gör något om på-tiden för de två transistorerna är svagt asymmetrisk, då kompenseras det genom att medelspänningen mellan kondensatorerna flyttas från mitten. På helbryggan kan en svag asymmetri få kärnan att gå i mättnad på den sida som har längst på-tid.
Norpan
Inlägg: 2229
Blev medlem: 12 april 2008, 18:20:27
Ort: Småland

Re: Half-bridge converter SMPS, koppling?

Inlägg av Norpan »

>ja, vad fan heter motsatsen till en flyback?
Forward.
Användarvisningsbild
prototypen
Inlägg: 11108
Blev medlem: 6 augusti 2006, 13:25:04
Ort: umeå

Re: Half-bridge converter SMPS, koppling?

Inlägg av prototypen »

bearing skrev:edit: pucktvåa

Man sätter säkert en högohmig spänningsdelare parallellt med kondensatorerna så att spänningen i mitten av kondensatorerna inledningsvis blir halva matningsspänningen. Under drift är switchfrekvensen är så hög att spänningen inte hinner ändras betydande under en period. Halvbryggan har fördelen att det inte gör något om på-tiden för de två transistorerna är svagt asymmetrisk, då kompenseras det genom att medelspänningen mellan kondensatorerna flyttas från mitten. På helbryggan kan en svag asymmetri få kärnan att gå i mättnad på den sida som har längst på-tid.

Det lilla problemet löses med en kopplingskondensator (kondensator i serie med transformatorlindningen)

Protte
Användarvisningsbild
kimmen
Inlägg: 2042
Blev medlem: 25 augusti 2007, 16:53:51
Ort: Stockholm (Kista)

Re: Half-bridge converter SMPS, koppling?

Inlägg av kimmen »

bearing skrev:Den översta i bild 1? Jag förstår inte riktigt den heller. Den är ju som en helbrygga, men med bara två transistorer. Max 50% duty, eftersom att kärnan måste "avmagnetiseras" under andra halvan.

http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps_ ... ml#funprin
Ja det är ju "two-transistor forward". Jämfört med en entransistors framomvandlare så har man två viktiga fördelar:
* Energin som lagras upp i läckinduktansen under överföringsfasen återvinns
* Transistorerna behöver bara klara matningsspänningen, och inte runt 2 ggr som behövs annars.

Den används rätt ofta i stället för halvbrygga eftersom det är lätt att ordna strömmodskontroll på en sån där, men på en halvbrygga är det mycket krångligt och det krävs balanseringslindningar och grejer.
blueint
Inlägg: 23238
Blev medlem: 4 juli 2006, 19:26:11
Kontakt:

Re: Half-bridge converter SMPS, koppling?

Inlägg av blueint »

Icecap, Hadde stark misstanke om att det var som du säger. Men osvuret är bäst ;)
Men det jag tänker då på framförallt är att alla tidskonstanter och därmed val av induktans och kapacitans mm blir riktigt kritiskt. För det är ju bäst att kondensatorn verkligen leder när man behöver. Samt att den inte gör det när den andra halvledaren slår på :vissla:

Finns det någon bättre topologi om man vill ha isolation, och konstantströms reglering? MEN vill kunna ändra strömmen "ofta" typ.. ett par tusen ggr per sekund ;)

Annars verkar (2) rätt intressant tycker jag, en liten resistans i serie med primärsidans anslutning till (+) samt reglering av på-tiden hos halvledarna så borde man få till strömkontroll av sekundärsidan. Eftersom en transformator ändrar spänningen med exakt beroende av lindningsförhållandet borde det omvända gälla för strömmen. Så för 1:10 och 100 mA in. Borde det bli 10 mA ut osv.. eller?, annars får det väl bli reglering av sekundärsidan direkt med PWM av halvledarna på primärsidan.
bearing
Inlägg: 11687
Blev medlem: 2 mars 2006, 01:01:45
Ort: Ängelholm

Re: Half-bridge converter SMPS, koppling?

Inlägg av bearing »

För det är ju bäst att kondensatorn verkligen leder när man behöver. Samt att den inte gör det när den andra halvledaren slår på
Vad menar du?
kanske är dags att repetera kunskaperna om hur en kondensator fungerar.
Skriv svar