Добрый день! Первый раз проектирую степдаун на такое низкое напряжение и такой ток.
Готовых микросхем с встроенным ключом и/или разрядным диодом не нашлось, равно, как и модулей на такое напряжение и ток, поэтому пришлось взять отдельный контроллер с внешней обвеской.

Входное напряжение 12 В, выходное - 1,5 В. Ток - до 5 А. КПД не критичен, модуль стационарный, но хорошо бы, если при нагреве всей конструкции до +60...70 элементы не отпаивались от платы. ( :

Контроллер: 1156ЕУ3 (в девичестве - UC3825). Микросхема тривиальная, но, в отличие от прототипа, у неё есть прямой и инверсный выход totem-pole, который позволяет управлять p-канальным MOSFET-ом.
MOSFET: 2П7165А. Uси = 30 В; Iси = 10 А; Rси откр. = 0,05 Ом.
Разрядный диод: 2ДШ680АС9. Uобр. = 30 В; Iпр. = 10 А; Uобр. = 0,48 В.

Дроссель и управляющую обвеску контроллера пока не считал.

Основной вопрос: можно ли построить степдаун на таких элементах (и с их потерями)?

Эскизная схема приложена, цепи обратной связи по току и напряжению пока не заводил:


Заранее признателен!

Почему бы и нет, если после расчетов не
будут превышаться предельно допустимые хар-ки
компонентов.

Интересно, а какой сердечник для дросселя планируете использовать?

Датчик тока как-то не понятно поставили.

Конечно, датчик тока нужно поставить за землю

нагрев на 5А будет ощутимым. Спасайтесь или широкими полигонами, или тугоплавкими припоями, раз уж синхронного выпрямления нет.

Синхронные выпрямители вполне успешно делали и полвека назад, на П210 в частности, ну и всё остальное было таким же россыпным. Должно воодушевлять то, что хотя магнитопроводы с тех времён ничуть не постарели, зато транзисторы стали пусть чуточку, но лучше.

На таком безрыбье, как список МОП, здесь можно заявить синхронный обратноходовый на россыпи, как раз на пресловутом порошковом кольце, обсуждаемом в соседней теме.

Спасибо за ответы!

А почему именно флайбек, а не простой синхронный степдаун? Из-за большой разницы в входном и выходном напряжении?

Посчитал ещё раз потери на нагрев диода, понял, что жить так нельзя и полез обратно в МОП. Там обнаружилась IR2113 отечественного розлива (1308ЕУ3).
Помимо того, что с её помощью можно сделать синхронный выпрямитель, она позволяет заменить "верхний" ключ на n-канальный, т.к. имеет бутстреп.

В LTspice попробовал превратить некий произвольный контроллер для обычного степ-дауна в синхронный с помощью россыпи и внешнего драйвера ключей; получилось как-то так:


- LT1771 — собственно контроллер из пробной схемки; его родной выходной каскад оставил для наглядности;
- на рассыпухе собран расщепитель импульса управления ключом и формирователь дед-тайма (около 100 нс);
- LT-шных драйвер MOSFET в роли "IR2113" (1308ЕУ3);
- ключи произвольные, из примеров к микросхемам.

Если с управлением всё получится, то можно будет применить нашенские n-канальные транзисторы в оба плеча, например, 2П7160 с Rds_on = 0,006 ома.

Получиться ли сделать синхронный степдаун по такой схеме?

Потому что проще и надёжнее.


Он в Вашем случае получится далеко не простой, Вы его даже не начали, а якобы драйвер высоковольтных транзисторов с 10-вольтовыми уровнями с филькиной грамотой заместо паспорта — пустая трата времени.

Прошу прощения, видимо, я что-то упускаю. Ведь флайбек - это контроллер, ключ, трансформатор и ключ синхронного выпрямителя. Синхронный степдаун - это контроллер, ключ, дроссель и ключ "разряда"? Почему степдаун выйдет сложнее?

Насколько я понял, передо мной есть две проблемы - этот контроллер не формирует сигнала управления "разрядным" ключом с дед-таймом и не имеет мощного драйвера на выходе, способного "зарядить" затвор MOSFET-а. Первое решается схемой на рассыпухе, набросок которой я привёл в картинке из LTspice, второе - использованием IR2113.

Что до драйвера, то, да, такие они, отечественные разработчики микросхем. ( :
С лошадиными логическими уровнями и .doc-файлами описаний. И хорошо, что есть хотя бы в .doc, у иных на сайтах (если и сайт есть) только боевой путь гендиректора и финансовая требуха для акционеров. Спасибо, что обратили внимание. Нужно будет заложить два транзистора, или можно родной драйвер применить, у нас он в перечне, к счастью есть.

Буду признателен за пояснения.

Сообщение отредактировал hdl_student - Dec 18 2013, 21:08

В первом случае — два заземлёных шунта, два нижних ключа и защита нагрузки от их выгорания. Во втором — всегда плавающий шунт, плавающий ключ, со смертью которого смерть нагрузке. Есть, конечно, мнение, что выпрямитель не позволит, но оно не 100%. Насчёт различий в сложности моточных — это всегда была и есть работа соответствующих тётенек и никоим образом не участвует в задаче.


Не поняли. Драйвер синхронного выпрямителя должен в первую очередь исключать сквозные токи, и жёстко заданное мёртвое время — очень неэффективное решение этого. Высоковольтный драйвер, во-первых, медленный, во-вторых, выдаёт предельные для затворов низковольтных транзисторов уровни, а в-третьих, может вообще не подойти, если заказчик в конце вдруг вспомнит про минимальный допуск на входное, вроде 9 В и т.п.

для синхронного степ-дауна есть специальные интегральные драйверы.
это, например, ir2111 (с токами 200 мА / 420 мА) или более мощный ir2184 (с токами 1,4 А / 1,8 А).
это однотактные драйверы с встроенным мертвым временем.

С ключами и их пробоем очевидно, а что имеется в виду под "плавающим" шунтом?


Смущает не оформление и изготовление, а более сложный расчёт. Особенно в части потерь, насыщения и проч.

Кроме того, я не уточнил, что это стабилизатор VccCORE для ПЛИС, поэтому ток там может в т.ч. и довольно маленький. У флая же есть порог холостого хода, и ставить резистор-грелку или заводить в ПЛИС кучу регистров, танцующих кан-кан для загрузки флая не хотелось бы.

Перед тем, как приступать к разработке, просмотрел много схем плат с аналогичными ПЛИС, везде стояли степдауны, даже на очень большие нагрузки (до 10-15 А).


Почитал AN-6003 "Shoot-through" in Synchronous Buck Converters и A predictive analog dead-time control circuit for a high efficiency synchronous buck converter. Схему из второго на рассыпухе я буду разрабатывать и вылизывать очень-очень долго. Видимо, придётся смириться с потерями на фиксированном дед-тайме.
Может, стоит просто сделать дополнительную защиту по току и напряжению на быстрых дискретных компараторах и к ним проходной ключ на выходе? Понятно, что наносекунды они не схватят, но, по крайней мере, долго безобразничать стабилизатору не дадут.

1. Попробую поискать другие драйверы на МОП-е; там что-то было, но документации в интернете не сыскать.
2. Спасибо, что обратили внимание, буду смотреть.
3. Этот модуль пойдёт в прибор с собственными ИВЭП. В ТЗ на этот модуль стоят допуски ±10% на питание.


С импортом проблем нет, есть проблемы с применением импорта у меня. ( :
Нужно делать именно на отечественном, с приёмкой.


Сообщение отредактировал hdl_student - Dec 19 2013, 09:55

Обязательный элемент обратной связи — датчик тока. В таких схемах в качестве него обычно используют сам ключ.


Практически никакой разницы.


У обратимого синхронного нет никакого порога, а около нуля КПД у всех хуже, это законы природы.


Вы не очень в теме, поэтому я и предложил путь полегче. Ещё здесь можно, например, прямоходовый — габариты будут больше, но коммутируемый на вторичке ток вдвое меньше.


Это любому БП не помешает.

Если КД210, КТ825, стабилитрон КС133 и компаратор на 521СА3... запрещен, то да надо искать контроллер.

А почему нельзя поставить вместо (или в дополнение ) к диодам Шоттки N канальный транзистор ?
Управлять им можно с 11 ножки UC, драйвер вполне потянет.
А если использовать низкоомный шунт и операционный усилитель ?