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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Flyback - Schwingung im Primärstrom


Autor: Edi _2k (edi_2k)
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Hallo,

ich habe einen Flyback Converter mit folgenden Parametern aufgebaut.
Uin = 13V
Uout = 150V
Iout = 30mA
f = 100kHz

Der Schaltplan entspricht exakt der, welche in der Literatur zu finden 
ist.

Alles funktioniert, nur habe ich im Primärstrom (gemessen zwischen Drain 
des Mosfets und der Primärwicklung des Trafos) eine Schwingung mit der 
der Frequenz von 1,6MHz, die ich mir nicht erklären kann.
Ich habe bereits vergeblich RCD Snubber von Drain nach Vcc und GND 
ausprobiert.

Zum Anhang:
gelb:    Vgs (20V7div)
rot:     Vds (10V/div)
grün:    Id  (1A/div)

Die Frage nun: Woher kann dieser Effekt kommen und wie kann ich ihn 
Dämpfen?
Hat jemand eine Idee?

Vielen Dank im Vorraus für die Hilfe.

: Verschoben durch Admin
Autor: anonymous (Gast)
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Wie hast du den Strom gemessen? Eventuell misst du was ganz anderes als 
den Strom...

Autor: Tobias Plüss (hubertus)
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Hmm, wenn ich mich recht erinnere, dann passt das schon so. Du wirst nie 
wirklich schöne Signalformen erreichen, weil der Trafo soooo viele 
parasitäre Elemente beinhaltet....
Es gibt von Maxim eine AppNote dazu, wie man den Snubber richtig 
dimensioniert. Werde ich dir schnell raus suchebn, ich weiss dass ich 
das Teil hier irgendwo rumfliegen hab.


PS: wo hast du denn den Snubber angeschlossen.
Drain-Source oder über der Wicklung?


edit:
übrigens, wo ist was gelbes bzw. rotes in deinem Bild? Ich seh da ne 
blaue, grüne und ne violette Kurve, aber auf gar keinen Fall etwas 
gelbes oder rotes (wenn man beide Augen zu drückt, könnte man das 
Violette grade so noch als rot durchgehen lassen, aber gelb?!)

Autor: Edi _2k (edi_2k)
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Hallo,

Sorry wegen der Farben. Ich habe den Thread mit Blick aufs Oszi 
geschrieben (anderes Farbschema als im tiff).

blau:    Vgs (20V/div)
rosa:    Vds (10V/div)
grün:    Id  (1A/div)

Ich habe den Strom mit einer Stromzange (Imax = 15A) gemessen. Der 
Stromanstieg ist denke ich korrekt, da der lineare Verlauf und der 
Maximalwert von knapp 1A mit der Simulation übereinstimmen.

Bei der Dimensionierung der Snubber habe ich mich hauptsächlich an diese 
Appnote von Fairchild gehalten 
(http://www.fairchildsemi.com/an/AN/AN-4147.pdf) habe aber auf den 
ersten beiden Googleseiten ("Flyback Snubber") alles gelesen und 
verglichen.

Nun zum eigentlichen Thema.
An die parasitären bauteile habe ich auch schon gedacht (Leck- und 
Magnetisierungsinduktivität des Trafos, parasitäre Kapazität des 
Mosfets,...). Zudem kommen bei meinem Aufbau trotz Lochrasterplatine 
noch lange Zuleitungen hinzu.

Ich möchte im nächsten Schritt ein PCB fertigen lassen. Parasitäre 
Effekte würden dadurch minimiert. Jedoch wollte ich diesen Schritt nicht 
machen, ohne vorher zu überprüfen, wodurch dieser Effekt hervorgerufen 
wird.

Gibt es noch andere Ansätze?
Wie kann ich testen, ob die Schwingungen zu den "fliegenden Aufbau" 
hervorgerufen werden?

Grüsse

Autor: Tobias Plüss (hubertus)
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Mach nochmal einen sauberen Aufbau auf einem PCB. Ist ja nicht viel 
Aufwand- der Regler kann bleiben, wo er ist, du musst nur Mosfet und 
Trafo besser platzieren. Sprich: Mosfet direkt neben den Trafo, und 
unten dann mit schöner, dicker Litze alles verdrahten (respektive die 
Teile, wo Strom fliesst).

- Wie sieht deine Mosfet-Ansteuerung aus?
- wie sieht dein Trafo aus? Wicklung? Luftspalt?

Ich hatte auch mal mit Sperrwandlern experimentiert (war ein 
kommerzielles Projekt). Leider hatte ich da immer Ärger, mit genau 
solchen Effekten, wie du sie jetzt hast, ausserdem ist der Wirkungsgrad 
tendenziell auch schlechter, als bei anderen Wandlern.
Seither benutze ich, wenns um Schaltnetzteile geht, sehr gerne 
Durchflusswandler. Für meinen Geschmack sind die einfacher - dort hatte 
ich auch noch nie Probleme mit solchen Dreck-Effekten wie schwingen, 
Spikes und dergleichen...

Wie auch immer. Mach vielleicht auch mal ein Bild von deinem Aufbau.

Was übrigens Snubber angeht, ist 
http://www.maxim-ic.com/appnotes.cfm/an_pk/3835 auch nicht schlecht - 
ich hab damit gute Erfahrungen gemacht. Allerdings nicht an Flybacks, da 
ich diese, wie schon erwähnt, nicht so mag ;)

Autor: Tobias Plüss (hubertus)
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Ahja, was du auch mal versuchen kannst:
Miss mal noch die Spannung UDS des MOSFET - aber nimm einen anderen 
Spannungsmessbereich, und zwar wie folgt:
Im ON-Zustand verhält sich der MOSFET ohmsch - das heisst du musst über 
der Drain-Source Strecke dieselbe Signalform sehen können, wie mit der 
Stromzange - der MOSFET ist dann wie ein Shunt! Der Spannungsabfall muss 
also erst nahezu 0 sein, um dann langsam etwas anzusteigen, bis er 
schliesslich wieder ganz auf +Ub ansteigt, wenn der FET sperrt.
Alles klar? ;)
Denn, es gilt ja das Sprichwort: wer misst, misst mist - vielleicht 
'sieht' deine Stromzange da ja einen Spike, der garnicht da ist.

Autor: Edi _2k (edi_2k)
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Hallo,

die Uds im ON zu messen ist ein guter Input, denn v.a. das Netz zwischen 
Trafo(-) und Drain musste ich mit einer Leiterschleife versehen, um die 
Stromzange anzubringen :)

Zwar ist der Rdson = f(Id), aber die Transiente müsste ich dennoch 
sehen, wenn sie nach Entfernung der Strommessschleife noch vorhanden 
ist.

Autor: Tobias Plüss (hubertus)
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Ja, die Leiterschleife zum messen ist sicherlich nicht so toll. Vllt. 
kannst du ja auch versuchen, dort einen Shunt einzubauen, für 
Testzwecke?

Klar ist der MOSFET nicht ein perfekter, linearer Widerstand, aber ich 
würde auch mal behaupten: wenn die Schwingung wirklich da ist, müsstest 
du sie auch sehen können. Aber bitte nicht mit der Krokoklemme des Oszis 
messen ;) Das gibt jeweils Ärger, denn idealerweise legt man das 
Massekabel von der Krokoklemme dann neben den Trafo ... den Rest kannst 
du dir denken ;)
Ich hab hier so kleine Federkontakte, die man beim Tastkopf vorne drauf 
stecken kann - masse wird dann über einen ca. 5 mm langen Federdraht 
abgegriffen, und das Signal gleich nebenan. Damit lässt es sich 
wesentlich exakter messen (jedenfalls was solches Zeug angeht). Auch 
digitale Signale sehen damit 'schöner' aus.

Autor: Edi _2k (edi_2k)
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Guten Morgen,

wie ich vermutet hatte, der transiente Anteil ist auf der Uds enthalten. 
Der Stromverlauf geht jedoch im Rauschen unter, da bei Rdson = 25mOhm 
und Idmax = 1A nur Uds = 25mV zustande kommen.

Autor: Tobias Plüss (hubertus)
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Hi Edi,
kannst du nicht mal ein Foto von deinem Aufbau machen?

Autor: Claudio H. (bastelfinger)
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Im "OFF"-Zustand liegt über dem FET eine Spannung Uein+(Uaus/n), also 
Uein plus die rücktransformierte Ausgangsspannung. Warum die 
Überspannung dann nicht über eine Zener-Diode vernichten?

Autor: KlaRa (Gast)
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Hallo Edi,
die Strommessung ist nicht OK. Wenn sie real wäre, dann wäre der 
Spannungsverlauf nicht so wie er oben zu sehen ist. Schwinger kommen bei 
Sperrwandlern im Spannungsverlauf oft vor. Das hat mit der Streuung des 
Magnetfeldes der Spule zu tun, letztlich auch mit den parasitären 
Kapazitäten.
Gruss Klaus.

Autor: Michael O. (mischu)
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Mach mal ein Foto von deinem Aufbau!!
Das sagt manchmal mehr als tausend Worte!!!!

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