¿Por qué la caída de voltaje es tan alta en mi SMPS de medio puente?

¿Su transformador secundario 12 vueltas es total o 12 vueltas en cada lado de la llave central? Si es el primero, es por eso que solo puede obtener 30 V bajo carga. Lo calculo de esta manera:

El voltaje de entrada es 220 V _RMS de onda completa rectificado a aproximadamente 310 V _DC .

Esto significa que su medio puente está impulsando el transformador con un voltaje cuyo pico es la mitad de esto, o 155 V.

El transformador 33:12 va a convertir esto en un voltaje máximo de aproximadamente 56 V.

Si el secundario está centrado en el centro, entonces solo estás golpeando los rectificadores con un pico de 28 V.

En cuanto al aumento excesivo en cargas bajas, bueno, es por eso que muchos SMPS especifican una carga mínima. En realidad, es bastante difícil diseñar uno eficiente que también tenga un rango dinámico enorme. Un problema podría ser una inductancia de fuga excesiva (es decir, un acoplamiento menos que perfecto) en su transformador.

EDITAR: Como no puedo poner este dibujo en los comentarios, lo agregaré aquí. La forma de onda de la unidad del transformador siempre debe ser simétrica. Con un ciclo de trabajo del 50%, debe verse como una onda cuadrada, con una pequeña cantidad de "distorsión cruzada" creada por el tiempo muerto:

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Pero en ciclos de trabajo más bajos, todavía debe ser simétrico, con períodos más largos de "apagado" entre los pulsos alternos. Debería verse así:

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Este es el tipo de forma de onda que los controladores en el SG3525 están diseñados para producir.

Inspeccione el borde de ataque de la forma de onda secundaria para ver si hay sobrepasos o picos o timbres de corta duración. Los rectificadores verán estos transitorios y, en ausencia de carga, almacenarán su valor máximo en los condensadores del depósito de salida.

Por eso, como dice Dave T, muchas SMPS especifican una carga mínima.

Si no quieres hacer eso, sugiero reducir esos transitorios como el siguiente movimiento. R-C amortiguadores en los devanados secundarios, para compensar la inductancia de fuga, puede ser una forma de hacerlo. No puedo dar una solución exacta aunque alguien pueda tener una mejor respuesta. Mientras tanto, pero espero que este indicador sea útil.

En cuanto a la baja eficiencia, no puedo ver la razón de eso, pero parece un circuito bastante inusual y me pregunto si el hecho de que solo esté colocando la mitad del voltaje de CC en la T4 primaria tiene algo que ver con eso. ?

El tradicional circuito push-pull (válvula de ala / amplificador de tubo) con un primario de toma central es más simple, posiblemente más eficiente, controla ambos FET de potencia con controladores laterales bajos y elimina la necesidad de dividir la fuente de alimentación de CC (C6, C10 ). Tiene la desventaja de que los FET de potencia deben clasificarse para el doble del suministro de CC (obviamente necesitará el doble de vueltas en cada tramo del primario, es decir, 66 + 66T)

¿Hay alguna razón por la que no siguió este diseño tradicional?

Obtengo un 404 en tu enlace al esquema.

Pero en general, el motivo del aumento de voltaje en los convertidores de modo conmutado con carga ligera es que el convertidor ingresa en "modo discontinuo". Esto suele ser un problema con cualquier convertidor de modo conmutado que usa un diodo como uno de los elementos de conmutación.

Cuando se opera con carga "pesada", el convertidor funciona en lo que se conoce como modo continuo. El convertidor cambia entre dos estados, un estado donde se está cargando el componente inductivo y un estado donde se está descargando. El voltaje de salida depende de la relación de tiempo de estos dos estados.

Bajo carga ligera sin embargo obtenemos un tercer estado. Un estado en el que el componente inductivo está completamente descargado. Esto acorta el estado de descarga, cambiando la relación de carga a descarga y aumentando el voltaje de salida.

El significado exacto de "ligero" y "pesado" depende de los valores de los componentes en el convertidor.

Entonces, ¿qué se puede hacer al respecto? Hay tres soluciones, todas con desventajas.

1. Añade una carga ficticia. Esto resuelve el problema pero obviamente desperdicia mucho poder.
2. Use un segundo interruptor activo en lugar del diodo. Esto permite que el flujo de corriente en el inductor sea "negativo" y resuelve el problema de un gran aumento de voltaje bajo carga ligera, pero significa que la carga ligera fluye continuamente hacia atrás y hacia adelante entre el lado de entrada y salida incurriendo en pérdidas. El control del segundo interruptor también aumenta la complejidad.
3. Cambie activamente el ciclo de trabajo para mantener el voltaje de salida. Esto funciona bastante bien en general, pero hay un límite a la cantidad de ancho de pulso que se puede reducir. Por lo tanto, para hacer que esto funcione con una carga muy ligera, se requiere aumentar la demora entre los pulsos. Eso puede causar problemas con el ruido de baja frecuencia.