реклама на сайте
подробности

 
 
8 страниц V  « < 5 6 7 8 >  
Reply to this topicStart new topic
> Маленький КПД Step-Down конвертера на м/с LM5116, DC 21...30В -> 19,5В 10А
_Sergey_
сообщение Apr 6 2016, 19:34
Сообщение #91


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 239
Регистрация: 5-02-06
Из: Подмосковье
Пользователь №: 14 012



Последнее имхо на сегодня.. beer.gif
Во время Dead-Time (визуально 180нс) нижний мосфет рассеивает около 8..10 Вт каждый цикл.


--------------------
Автор благодарит алфавит за любезно предоставленные буквы.(С)
Go to the top of the page
 
+Quote Post
snowboy
сообщение Apr 6 2016, 21:58
Сообщение #92


Частый гость
**

Группа: Участник
Сообщений: 80
Регистрация: 7-05-11
Из: Москва
Пользователь №: 64 842



Цитата(_Sergey_ @ Apr 6 2016, 11:53) *
Может замедлить включение верхнего мосфета?

Замедлил, поставил ему в затвор 4,7 Ом.
См. осциллограмму: жёлтый - напряжение на затворе, синий сток-исток.
Фронт затянулся, но выброс остался. КПД такой-же. Нестабильность скважности такая-же.
Поэкспериментировал, и убрал этот резистор.

Цитата(wim @ Apr 6 2016, 14:40) *
А я думаю, что это действие высокодобротного колебательного контура, образованного керамическими конденсаторами на входе и индуктивностью длинных проводов.

Да, очень похоже на правду. Снял осциллограмму входного тока на самом входе схемы шунтом 3.3 мОм, щупом с "лезвием", см. файл "INP_current.gif". Похоже, во время включения верхнего транзистора ток туда-сюда сильно колеблется.

Потом снял осциллограмму напряжения на "+24В" - "GND" ближе всего к силовым транзисторам, см. файл "IND_and_Vin.gif". Здесь синий график - цепь "+24В" на верхнем транзисторе относительно "GND" на нижнем. Жёлтый - напряжение на входе дросселя относительно "GND" на нижнем транзисторе. Похоже, во время включения верхнего транзистора, начинается "звон" в цепи "+24В", который и приводит к плохой работе схемы.

Поставил в цепь "+24В" (наиболее близко к силовым транзисторам) два тантала 100 мкФ 0,1 Ом. Картина практически не поменялась. Завтра ещё достану большой электролит и туда воткну для пробы.
Есть идеи как ещё этот "звон" побороть?

Цитата(_Sergey_ @ Apr 6 2016, 22:34) *
Во время Dead-Time (визуально 180нс) нижний мосфет рассеивает около 8..10 Вт каждый цикл.

Насколько я понял, Deat-Time эта микросхема выбирает сама и на него нельзя повлиять. Или есть способы?

Сообщение отредактировал snowboy - Apr 6 2016, 21:31
Эскизы прикрепленных изображений
Прикрепленное изображение
Прикрепленное изображение
Прикрепленное изображение
 
Go to the top of the page
 
+Quote Post
NeonS
сообщение Apr 7 2016, 04:07
Сообщение #93


Частый гость
**

Группа: Участник
Сообщений: 135
Регистрация: 15-09-08
Из: Израиль
Пользователь №: 40 198



Кстати, а какова ситуация под небольшой нагрузкой в 1-3A?
Может при большой нагрузке лабораторный источник "проседает", входит в ограничение тока? Чем или как Вы измеряете входной и выходной токи?
Даже при отличном кпд на этой небольшой плате нужно рассеять порядка 10Вт, что без теплоотвода проблематично.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
_Sergey_
сообщение Apr 7 2016, 04:16
Сообщение #94


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 239
Регистрация: 5-02-06
Из: Подмосковье
Пользователь №: 14 012



Ток с частотой около 30МГц и амплитудой около 10А разогревает ваш дроссель.
Домены с такой частотой поворачиваться не могут, поэтому переводят всё в тепло.


--------------------
Автор благодарит алфавит за любезно предоставленные буквы.(С)
Go to the top of the page
 
+Quote Post
snowboy
сообщение Apr 7 2016, 07:14
Сообщение #95


Частый гость
**

Группа: Участник
Сообщений: 80
Регистрация: 7-05-11
Из: Москва
Пользователь №: 64 842



Цитата(NeonS @ Apr 7 2016, 07:07) *
Кстати, а какова ситуация под небольшой нагрузкой в 1-3A?

Только что попробовал на маленькой нагрузке - проблем практически нет.
Поставил половину лампочек от прошлых экспериментов:
Uвх = 23,5; Iвх=3,14; Uвых=19,3; Iвых=3,59.
КПД=94%. Остаётся в схеме 4,5 Вт. Нагрев элементов ощущается слабо.
Реальный КПД ещё выше, т.к. я все измерения делаю одним мультиметром последовательно от точки к точке. И когда я подключаю амперметр последовательно с нагрузкой, он добавляет своё сопротивление (лампочки светятся чуть тусклее) и измеренный ток, соответственно чуть меньше чем без амперметра. При приближении КПД к 100% это уже существенная погрешность. Вечером принесу совсем короткие толстые щупы и ещё уточню эти цифры.
Пульсаций входного напряжения в районе силовых транзисторов практически не видно.

Цитата(NeonS @ Apr 7 2016, 07:07) *
Может при большой нагрузке лабораторный источник "проседает", входит в ограничение тока? Чем или как Вы измеряете входной и выходной токи?
Даже при отличном кпд на этой небольшой плате нужно рассеять порядка 10Вт, что без теплоотвода проблематично.

Я подключаю в качестве источника тока штатную аккумуляторную батарею (чтобы не было проблем с гальванической связью с осциллографом).
Это 7 банок с внутренним сопротивлением 16 мОм. Вот таких:
http://www.boston-power.com/sites/default/...%20Rev%2001.pdf
Вместе с проводами сопротивление источника должно быть порядка 150 мОм.

Я рассчитывал на КПД 98%, и соответственно выделение всего 4,5 Вт на плате. Как запасной вариант (если не получится получить нужный КПД, и он будет на 1-2% хуже), думал ещё приклеить на транзисторы такой радиатор: http://www.smd.ru/katalog/prochee/keramicheskij/

Сообщение отредактировал snowboy - Apr 7 2016, 07:07
Go to the top of the page
 
+Quote Post
_Sergey_
сообщение Apr 7 2016, 07:44
Сообщение #96


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 239
Регистрация: 5-02-06
Из: Подмосковье
Пользователь №: 14 012



Посмотрите сигналы на небольшой нагрузке, будет видно в чем разница.

Интересует нижний мосфет - открытие/закрытие, затвор и сток.

Ток через дроссель.

Сообщение отредактировал _Sergey_ - Apr 7 2016, 08:32


--------------------
Автор благодарит алфавит за любезно предоставленные буквы.(С)
Go to the top of the page
 
+Quote Post
snowboy
сообщение Apr 7 2016, 08:14
Сообщение #97


Частый гость
**

Группа: Участник
Сообщений: 80
Регистрация: 7-05-11
Из: Москва
Пользователь №: 64 842



Цитата(_Sergey_ @ Apr 7 2016, 10:44) *
Посмотрите сигналы на небольшой нагрузке, будет видно в чем разница.

Вот основные сигналы на половинной нагрузке:
"IND_and_Vin.gif" - напряжение на входе дросселя и на цепи +24В верхнего транзистора.
"IND_and_Vin_front.gif" - то-же, фронт подробно.
"TOP_Gate.gif" - затвор верхнего транзистора.
Похоже основное отличие в более стабильном +24В, к вечеру найду большой электролит с Low ESR, включу в эту цепь и посмотрю что получится.
Эскизы прикрепленных изображений
Прикрепленное изображение
Прикрепленное изображение
Прикрепленное изображение
 
Go to the top of the page
 
+Quote Post
wim
сообщение Apr 7 2016, 10:43
Сообщение #98


рядовой
******

Группа: Участник
Сообщений: 2 811
Регистрация: 21-08-06
Пользователь №: 19 713



Цитата(snowboy @ Apr 7 2016, 00:58) *
Насколько я понял, Deat-Time эта микросхема выбирает сама и на него нельзя повлиять.
Посмотрите импульсы тока на ныне отсутствующих в схеме токовых резисторах - если сквозного тока через ключи нет, про dead-time на некоторое время можно забыть.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Огурцов
сообщение Apr 7 2016, 12:15
Сообщение #99


Гуру
******

Группа: Участник
Сообщений: 3 928
Регистрация: 28-03-07
Из: РФ
Пользователь №: 26 588



Цитата(wim @ Apr 7 2016, 11:43) *
Посмотрите импульсы тока на ныне отсутствующих в схеме токовых резисторах

а как посмотреть/усилить отрицательные импульсы тока на шунтах по вторичке ?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
_Sergey_
сообщение Apr 7 2016, 16:18
Сообщение #100


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 239
Регистрация: 5-02-06
Из: Подмосковье
Пользователь №: 14 012



ИМХО, ТС вытянул всё что можно с этих деталей..


--------------------
Автор благодарит алфавит за любезно предоставленные буквы.(С)
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Ydaloj
сообщение Apr 7 2016, 17:18
Сообщение #101


Профессионал
*****

Группа: Свой
Сообщений: 1 879
Регистрация: 20-06-11
Из: Карелия, Петрозаводск
Пользователь №: 65 799



не, не всё
для указанных выше входных-выходных параметров, частоты и указанного дросселя получается dIL=50%
чтобы вывести значения резисторов Rg в плюсовое значение и обеспечить токовому усилителю вменяемые рабочие параметры, предел по току пришлось выставить 100%, а иначе ошибка - Rdson too low for desired current limit, и сопротивления резисторов со знаком минус. Да и то, на схеме указаны 24Ом, а в расчётах - 9, а поднять уже нечем.

что-то более-менее подходящее получается, если уменьшить дроссель вдвое.

но лучше будет, если, как и советовали, увеличить дроссель. Но и заменить транзисторы. пульсации тока снизятся, работать будет легче и всё запоёт и звук заискрится.
Эскизы прикрепленных изображений
Прикрепленное изображение
Прикрепленное изображение
Прикрепленное изображение
 


--------------------
путь наименьшего сопротивления проходит по пути наитолстого провода (с)
Go to the top of the page
 
+Quote Post
_Sergey_
сообщение Apr 7 2016, 18:24
Сообщение #102


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 239
Регистрация: 5-02-06
Из: Подмосковье
Пользователь №: 14 012



Ну ток то такой же будет.. точно также будет греть мосфеты..
LM5116 быстрее включать/выключать не будет.

По даташиту нижний мосфет может рассеивать 3вт на пятачке меди в 1кв.дюйм. А в данных условиях - там еще один и плюс дроссель греется.

180нс это 3% от 6мкс.
Получается 10вт при 3% duty cycle + потери переключения + омические потери + потери на восстановление диода.


--------------------
Автор благодарит алфавит за любезно предоставленные буквы.(С)
Go to the top of the page
 
+Quote Post
HardEgor
сообщение Apr 7 2016, 19:04
Сообщение #103


Гуру
******

Группа: Свой
Сообщений: 2 223
Регистрация: 3-03-06
Из: Tomsk
Пользователь №: 14 925



Может быть проще снять осциллографом токи-напряжения на ключевых элементах(транзисторы, дроссели, конденсаторы), выгрузить осциллограммы в csv, перемножить в экселе и понять где рассеивается максимальное значение мощности. Туда и копать. А то такое впечатление что работа идёт методом научного тыка, т.е. простым перебором sm.gif
И да, нагрузка из лампочки очень нехорошая - слишком большая нелинейность. Я обычно набираю из параллельно-последовательного соединения нескольких десятков МЛТ-2.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
snowboy
сообщение Apr 7 2016, 19:29
Сообщение #104


Частый гость
**

Группа: Участник
Сообщений: 80
Регистрация: 7-05-11
Из: Москва
Пользователь №: 64 842



Цитата(snowboy @ Apr 7 2016, 10:14) *
Вечером принесу совсем короткие толстые щупы и ещё уточню эти цифры.

Замерил точнее токи, с совсем коротенькими щупами с "крокодилами":
Uвх=27,5В, Iвх=2,65А, Uвых=19,3В, Iвых=3,63А, КПД=0,96, На плате остаётся: 2,82 Вт.
Это на половинной нагрузке (от той что я до этого экспериментировал).
Теперь задача получить такой-же результат на полной нагрузке...
Go to the top of the page
 
+Quote Post
snowboy
сообщение Apr 8 2016, 08:40
Сообщение #105


Частый гость
**

Группа: Участник
Сообщений: 80
Регистрация: 7-05-11
Из: Москва
Пользователь №: 64 842



Цитата(HardEgor @ Apr 7 2016, 22:04) *
Может ... понять где рассеивается максимальное значение мощности.

Да где рассеивается мощность и так понятно по нагреву элементов, это мосфеты и дроссель. А такой расчётный метод слишком трудоёмкий.
Да, согласен, резисторы удобнее чем лампочки. Только нет их сейчас у меня. Думаю сделать гибридный вариант - лампочки + большой переменный резистор для варьирования нагрузки.

Цитата(Ydaloj @ Apr 7 2016, 20:18) *
чтобы вывести значения резисторов Rg в плюсовое значение и обеспечить токовому усилителю вменяемые рабочие параметры...т легче и всё запоёт и звук заискрится.

Да, вчера в схеме наблюдал 3 проблемы:
1. Во время включения верхнего мосфета, была наводка на затвор нижнего, и начинался в затворе колебательный процесс. См. файл LO_gate.gif, там синим изображено напряжение на нижнем затворе.
2. Просадка входного напряжения во время включения верхнего мосфета.
3. Малая амплитуда сигнала на входе токового усилителя.

Сделал такие доработки для их устранения:
1. Заменил нижний транзистор на более "тугой" (с большим напряжением открытия затвора и большим сопротивлением канала: IRFH5007 ( http://pdf.tixer.ru/541781.pdf ). Это увеличило токовый сигнал и уменьшило чувствительность затвора нижнего транзистора к помехам.
2. Заменил резисторы датчика тока Rg на 510 Ом.
3. Ставил разные конденсаторы в цепь +24В: электролит Low ESR 470 мкФ (Hitano EXR, 50В, 100 мОм), один тантал 100 мкФ, два тантала по 100 мкФ. В результате, оставил один тантал 100 мкФ (ESR 100 мОм). Когда любой вариант ставится уже раскачка питания убирается, а дальше при увеличении ёмкости уже не меняется практически.
4. Добавил в затвор нижнего мосфета конденсатор 1000 пФ, т.к. уже чувствительность к наводке уменьшилась, но не достаточно, и то появлялся колебательный процесс на затворе нижнего ключа (при включении верхнего ключа) то исчезал. С таким добавочным конденсатором уже не колеблется.

После доработок параметры эффективности следующие:
1. На пол-нагрузке: Uвх=24,9В, Iвх=2,93A, Uвых=19,3В, Iвых=3,68A, КПД=0,97, Нагрев= 1,93Вт
2. На полной нагрузке: Uвх=24В, Iвх=6,15A, Uвых=19,3В, Iвых=7,29A, КПД=0,95, Нагрев= 6,9Вт

Хотелось бы всё-таки догнать эффективность до 98%, причём на 10 А.
Сейчас вижу в схеме проблему что ток в дросселе имеет очень сильный импульс вниз при включении верхнего мосфета, см. CUR_IND.gif. Шунт 0,01 Ом, т.е. 20А/клетке.

Эскизы прикрепленных изображений
Прикрепленное изображение
Прикрепленное изображение
 
Go to the top of the page
 
+Quote Post

8 страниц V  « < 5 6 7 8 >
Reply to this topicStart new topic
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 


RSS Текстовая версия Сейчас: 29th July 2025 - 03:56
Рейтинг@Mail.ru


Страница сгенерированна за 0.01521 секунд с 7
ELECTRONIX ©2004-2016