Коллеги, ну не моя это специализация - источники питания, но начальство требует ИП... Помогите пожалуйста разобраться в чем может быть проблема очень сильно греется полевой транзистор, даже при половинной нагрузке.

Итак,

Vin_min=9V
Vin_max=30V
Vout=12V
Iout=3.5A
Частота: 270кГц (частотозадающий резистор Rfa=62k)
Схема типовая SEPIC из AppNote 1484 "LM3478, LM3488 Designing a SEPIC Converter", fig.5

Расчетами получаем (полный текст расчетов см. во вложенном файле):

Dmax=0.59
IL1_peak=6.04A
IL2_peak=4.2A

L1=L2=12uH

Диод: 12CWQ10FN (включаю параллельно 2 диода); падение на нем 0,95В при токе 10А

Пиковый ток через транзистор:

IQ1_peak=19.243A

Vds_min=42V

Выбрал сначала транзистор IRFR3806, но грелся сильно и я поставил с меньшим Rds_on IRLR3114, но субъективно печка не стала меньше...

Конденсатор SEPIC:
5 параллельно включенных конденсатора 1812 емкостью 2,2мк Х 100В (что было под рукой)

Выходной конденсатор:
5 параллельно соединенных low-esr электролита epcos 33мкХ25В плюс в параллель две керамики 1812 2,2мк Х 100В
Опять же - взял что было под рукой с учетом обеспечения соответствующего ESR
ESR блока выходных конденсаторов получается где-то 24мОм при максимально допустимы расчетных 29мОм

Резистор - датчик тока через транзистор Rsn=0.01Ом (расчетное 0.0127Ом)

Так вот, расчетная рассеиваемая на транзисторе мощность 3,2Вт, но по ощущениям там все 20 рассеиваются...

Привожу осциллограммы. Здесь ch#1 это на затворе транзистора, ch#2 - напряжение на резисторе-датчике тока



Тут ch#1 напряжение на индуктивности Lin, ch#2 - напряжение на индуктивности Lout



А это выходное напряжение 12В:




Помогите пожалуйста кто чем может...

P.S. С индуктивностями отдельная проблема - найти в наличии на складах готовые индуктивности на высокие токи (например, XAL1010-153 и PM2110-470K) я вообще не смог... максимум это 1-2А насыщение, на 6 ничего не удалось найти, кстати если кто знает где можно купить может подскажет?
Пробовал мотать на ферритовом кольце R29.5 Epcos T37, но получается фигня.. я так понимаю, что получается небольшой ток насыщения и нужно кольцо с зазором... Причем по идее если мотать на общем магнитопроводе, то можно уменьшить индуктивность в 2 раза, но видимо все равно в насыщение вываливалась катушка, т.к. на выходе было 7-8 вольт...

Сейчас для экспериментов поставил в качестве Lin катушку коилкрафт снятую с другого ИП, ток насыщения 7,2А индуктивность 6,8мкГн, а в качестве Lout - две последовательно соединенных таких индуктивности. В итоге на выходе 12В, но печка даже при половине нагрузки (автомобильная лампочка OSRAM 12В-21Вт), но при двух лампочках (3,5А нагрузка) получается ну очень хорошая печка.

В общем такие вот проблемы - так и не решена проблема с отсутствием индуктивностей, получается на ETD что ли мотать придется, раз готовые не купить... и плюс вторая проблема сильный нагрев транзистора..

Всем большое спасибо за внимание!!

P.P.S. все измерения при 12В на входе источника питания.

Сообщение отредактировал Xuch - Feb 7 2012, 12:02

по-моему с индуктивностями Вы ошиблись где-то на порядок

В расчетах вы имеете в виду?

индуктивности на одном сердечнике?

Похоже, затвор ключа не раскачивается. Медленно ключ переключается и на фронтах греется.
А дроссель... такой придется самому мотать, "адназначна"!
Не так уж и сложно, попробуйте сердечники ELP.

а DRQ125/127, только у автора индуктивность что-то маловата

Вот неплохой склад.

Нужные номиналы можно набрать — например, по паре DR127 6,8 мкГн последовательно.

На затвор нужен соответствующей амперности буфер на комплементарных биполярниках — например такой.

Сейчас стоят отдельные индуктивности, а если на одном сердечнике, то я так понимаю делим требуемую индуктивность на два...
По поводу дижикея - спасибо конечно, но это зарубежный склад, т.е. мне даже просто проверить надо ждать месяц пока что-то придет...

Основная идея я так понимаю - необходимо ставить драйвер затвора? Поставлю завтра попробую, не проблема.. вот только я не понимаю зачем тогда Webench выдает схему с транзистором без драйвера, транзистор инфинеон, емкость затвора там почти в 2 раза больше, чем у моего транзистора. Или схема Webench'a это просто наметка и неработоспособна изначально?


Насчет ELP спасибо, гляну. Вопрос только - если мотать самому, то ясно дело надо мотать на одном сердечнике 2 катушки сразу и тут начинаются непонятки с индуктивностью - все-таки ее больше надо делать или меньше; у меня на одном сердечнике что-то вообще ничего не пошло.. И еще Webench почему-то выдает катушки разной индуктивности - входная на 15мкГн, а выходная на 47мкГн, хотя в расчетных соотношениях указан расчет для случая одинаковых индуктивностей. Короче ничего не понятно тут - одни вопросы. Если кто-то прояснит буду безмерно благодарен!

P.S. То что творится со всплесками на резисторе-датчике тока - это нормальная ситуация или у меня что-то опять не так?

Мысль, чтобы набрать нужное из подножного корма, выше уже озвучена — в чём до сих пор проблема? Например, поставить параллельно 4 таких на позицию.


Сдвоенный нужен в 2 раза меньше, т.е. 6 мкГн и средний ток 9 А.

Достаточно технологично мотать на ELP в два провода, две обмотки сразу. Напряжение у Вас небольшое, межобмоточная изоляция не нужна.
Да, если на одном магнитопроводе, то индуктивности достаточно половинные. Но осциллограммы токов с интегральной индуктивностью и раздельными заметно отличаются (в самих индуктивностях).

Вообще-то, осциллограмма тока мне не понравилась. Я списал это пока просто на методику измерения, неудачно точки подключения, щуп осциллографа звенит может быть. Как правило, SEPIC - очень спокойная топология. Минимум всяких иголок и выбросов, все почти как в теоретической картинке
Если этот дребезг тока реально существует, то где-то есть мощные паразитные резонансные контура. Скорее всего, уберется оптимальной разводкой или более аккуратной намоткой дросселей. Может, диод не успевает закрываться на такой частоте.
Это тот этап, когда начинаются танцы с бубном. Режутся дорожки или дублируются толстым проводом и тыкается снаббер ом20-50 и 1000пФ везде. Как только увидим качественное изменение картинки - вот тут и копаться дальше нужно. Определять конкретные меры борьбы уже с расчетами или хоть как-то более осознанно, найдена причина.

Посмотрите еще внимательно: все ли в порядке с компенсацией наклона (слоп-компенсация)? Часто источник греется из-за хаотичных переключений при заполнении более 0.5.

а статья DSIoffe читалась?:
 SEPIC.doc ( 264 килобайт ) Кол-во скачиваний: 1296

Да не нужен там драйвер

С дросселем на 270 КГц ошиблись. У меня такой работает от 2 LiPo, выдает 14В, ток чуть поменее. Степ-ап, правда. И частота повыше. Ничего не греется... Собственно, два таких - один 8.4->14В, второй 8.4->50В. Оба тёплые, но не горячие... Дроссели Эпкос. Раньше там стоял сепик и два выпрямителя, 14В и 28В. Тоже всё работало...

Вот я посмотрел на напряжение на входной катушке. Получается, что на стоке открытого транзистора примерно 2В? Жёлтенький график? Вот она и печка, при таких-то токах... Такое впечатление, что транзистор не до конца открывается, и переключается недостаточно быстро. Может, что-то с выходом контроллера? Или с контактом в цепи затвора? Для проверки можно воткнуть какой попало драйвер. Впрочем, я работал только с совсем маленькими источниками, могу и ошибаться.

Да, хорошее наблюдение.