|
|
  |
расчет индуктивности для SEPIC пребразователя |
|
|
|
Apr 17 2018, 09:14
|
рядовой
     
Группа: Участник
Сообщений: 2 811
Регистрация: 21-08-06
Пользователь №: 19 713

|
Цитата(VDV @ Apr 17 2018, 11:39)  Давайте сильно огрубим задачу: Мне надо посчитать индуктивность для связанных индуктивностей при пульсации входного тока в 100% тока ключа. Ток ключа примем 1А. DC=0.5. VIN=10V, F=1MHz. Не имею возражений - сформулируйте правильно задачу и мы ее немедленно огрубим. Пульсации - амлитуда или размах (уже в эн-плюс-первый раз спрашиваю). Ток - среднее, действующее или максимальное значение. Чтобы правильно задать вопрос, нужно знать большую часть ответа.
|
|
|
|
|
Apr 17 2018, 11:21
|
рядовой
     
Группа: Участник
Сообщений: 2 811
Регистрация: 21-08-06
Пользователь №: 19 713

|
Цитата(VDV @ Apr 17 2018, 13:33)  Максимальный ток ключа 1А. Соответственно при 100% входной ток меняется от 0 до 1А за период. По какой формуле рассчитывать связанные индуктивности? По формуле от TI, LT, Maxim?
А еще лучше приведите расчет, сделанный по их руководствам для одного и того же конвертора и одного и того же режима. Я не считаю по формулам из даташитов, написанных индо-китайскими студентами. Я считаю по формулам из курса общей физики. В Вашем примере: Максимальный ток ключа (размах от 0 макс. значения) dIsw=dIL1+dIL2 Для связанных индуктивностей (одинакового номинала, намотанных в два провода) эквивалентная величина каждой из них удваивается, т.е. L1экв = 2*L1=2*L, L2экв = 2*L2=2*L. L - номинальная величина индуктивности одной обмотки связанных индуктивностей. dIL1=VIN*DC/(L1экв*F), dIL2=VIN*DC/(L2экв*F) --> dIL1 = dIL2 = dIL1=VIN*DC/(2*L*F). dIsw=VIN*DC/(L*F) --> Lгр. = VIN*DC/(dIsw*F) (граничное значение непрерывных и разрывных токов)
|
|
|
|
|
Apr 17 2018, 12:45
|
рядовой
     
Группа: Участник
Сообщений: 2 811
Регистрация: 21-08-06
Пользователь №: 19 713

|
Цитата(VDV @ Apr 17 2018, 15:17)  Т.е. получаем итоговую формулу для несвязанных индуктивностей: Lгр. = VIN*DC/(0.5 * K * Iin * F)
и для связанных индкуктивностей: Lгр. = VIN*DC/(K * Iin * F)
Где Iin это входной ток по балансу мощностей, а K определяет желаемые пульсации входного тока, правильно? Да Цитата(VDV @ Apr 17 2018, 15:17)  расчёт от TI дает в 2 раза меньшее значение дросселя (см их AppNote) и при этом у них в доке на эту м/с в схеме дроссель еще в 2 раза меньше! Это может быть ошибка (в апнотах TI ошибки встречаются). Или магические числа - я мельком глянул их апнот - у них в некоторых формулах уже какие-то проценты пульсаций вписаны. Через несколько преобразований формул эти проценты могут превратиться в магическое число. По-хорошему, нужно все их формулы проверять с карандашиком - зачем? Цитата(VDV @ Apr 17 2018, 15:17)  И можно немножко просветить насчёт граничного значения непрерывных и разрывных токов? В режиме непрерывных токов дросселя в каждом цикле коммутации ток начинается с ненулевого значения и этим же значением заканчивается. В режиме разрывных токов в каждом цикле коммутации есть интервал времени, когда ток дросселя равен нулю. SEPIC чаще всего делают в режиме непрерывных токов, но и в режиме разрывных он тоже может работать. Цитата(VDV @ Apr 17 2018, 15:17)  Вы проверяли результат такого расчета на живой плате замером? Проверял конечно - на датчике тока (резисторе) в цепи силового транзистора. Да Вы и сами можете проверить в симуляторе - смОтрите наклон (скорость изменения тока) сначала с дискретными индуктивностями, а потом со связанными. В симуляторах нет никакого заговора против разработчиков - это просто решатель системы дифуравнений.
Сообщение отредактировал wim - Apr 17 2018, 12:41
Эскизы прикрепленных изображений
|
|
|
|
|
Apr 17 2018, 13:42
|
Частый гость
 
Группа: Участник
Сообщений: 152
Регистрация: 18-03-06
Пользователь №: 15 366

|
Тогда у меня есть еще несколько сопутствующих вопросов, можно?
- Если есть возможность, не могли бы Вы показать осциллограмму тока с работающего конвертера, указав его режим? Уж очень хочется убедиться и не на симуляторе.
- в доке LT также указано, что если DC > 0.5, то Lmin считается по формуле Vin * (2 * DC - 1) / (Fosc * 0.56 * Iin * (1 - DC)) Почему так?
- Правильно ли понял, что в DCM максимальный ток в катушке всегда равен максимальному току ключа?
- Каков максимальный ток диода при DCM?
- Формула для расчета несвязанной индуктивности также подходит для Boost конвертера, так?
- Верно ли, что граничным условием CCM-DCM для Boost можно принять: DCmax = 1 - OffTime * Fosc, OffTime - время выключения ключа. если (Vout - Vin) / Vout > DCmax), то это DCM ?
- Верен ли такой расчёт для Boost в DCM ?: Lmax = ((Vout - Vin) * vin) / (2. * Iswitch * Vout * Fosc) Lmin = 0.7 * Lmax Lmiddle = 0.85 * Lmax
Iswitch - максимальный ток ключа
И при этом получаем: DC = Iswitch * L * Fosc / Vin Iout.max = efficiency * Vin * Vin * DC * DC / (Fosc * 2 * L * (Vout - Vin)) Lcurrent.max = sqrt( 2 * Iout.max * (Vout - Vin) / (L * Fosc) )
Сообщение отредактировал VDV - Apr 17 2018, 13:58
|
|
|
|
|
Apr 17 2018, 13:54
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 326
Регистрация: 30-05-06
Пользователь №: 17 602

|
Цитата(wim @ Apr 17 2018, 15:21)  Для связанных индуктивностей (одинакового номинала, намотанных в два провода) эквивалентная величина каждой из них удваивается, т.е. L1экв = 2*L1=2*L, L2экв = 2*L2=2*L. А для лицендрата, во сколько раз?
|
|
|
|
|
Apr 17 2018, 17:31
|
рядовой
     
Группа: Участник
Сообщений: 2 811
Регистрация: 21-08-06
Пользователь №: 19 713

|
Цитата(VDV @ Apr 17 2018, 16:42)  показать осциллограмму тока с работающего конвертера к сожалению не могу, т.к. нет уже этих конвертеров в наличии. Цитата(VDV @ Apr 17 2018, 16:42)  - в доке LT также указано, что если DC > 0.5, то Lmin считается по формуле Vin * (2 * DC - 1) / (Fosc * 0.56 * Iin * (1 - DC)) Почему так? В какой именно доке? Надо читать весть текст, иначе непонятно. Цитата(VDV @ Apr 17 2018, 16:42)  - Правильно ли понял, что в DCM максимальный ток в катушке всегда равен максимальному току ключа?
- Каков максимальный ток диода при DCM? Если мы про SEPIC говорим, то максимальный ток ключа всегда равен сумме максимальных токов катушек, в любом режиме. Про ток диода при DCM не могу ничего сказать, т.к. не использовал SEPIC в таком режиме (т.е. в рабочем режиме с нагрузкой). Там могут быть нюансы - один дроссель в режиме CCM, другой в режиме DCM. Непонятно, как в таких случаях считать преобразователь. Цитата(VDV @ Apr 17 2018, 16:42)  - Верно ли, что граничным условием CCM-DCM для Boost можно принять: DCmax = 1 - OffTime * Fosc, OffTime - время выключения ключа. если (Vout - Vin) / Vout > DCmax), то это DCM ? Не совсем понятно, какую пользу Вы хотите получить от этой формулы, но в терминах коэффициента заполнения режим DCM начинается при Don+Doff < 1. Более практичо рассчитывать границу режимов по индуктивности - если амлитуда пульсаций меньше среднего значения, это CCM, если больше - DCM. Цитата(VDV @ Apr 17 2018, 16:42)  - Верен ли такой расчёт для Boost в DCM ?: Lmax = ((Vout - Vin) * vin) / (2. * Iswitch * Vout * Fosc) Нет - регулировочная характеристика в DCM сильно отличается от CCM: https://www.ti.com/lit/an/slva061/slva061.pdf
|
|
|
|
|
Apr 17 2018, 18:48
|
Частый гость
 
Группа: Участник
Сообщений: 152
Регистрация: 18-03-06
Пользователь №: 15 366

|
Цитата(wim @ Apr 17 2018, 21:31)  В какой именно доке? Надо читать весть текст, иначе непонятно. Речь идёт об избегании субгармоник. LT8582, стр. 24 Цитата(wim @ Apr 17 2018, 21:31)  Не совсем понятно, какую пользу Вы хотите получить от этой формулы, но в терминах коэффициента заполнения режим DCM начинается при Don+Doff < 1. Видимо, наборот? режим CCM начинается при Don+Doff < 1. ? а если >= 1 это DCM? Время открытия-закрытия ключа тут как-то влияют на оценку? Задача в реальности такая: при расчёте Boost конвертера фантомного питания (+48V) понять для какого режима, CCM или DCM, надо считать. А дальше с CCM вроде бы понятно, а вот с DCM не очень Вышеприведённые формулы проверил на одной из схем в документации где точно известно, что это DCM, примерно совпало. За ссылку спасибо, буду читать.
|
|
|
|
|
Apr 17 2018, 20:17
|
рядовой
     
Группа: Участник
Сообщений: 2 811
Регистрация: 21-08-06
Пользователь №: 19 713

|
Цитата(VDV @ Apr 17 2018, 21:48)  Речь идёт об избегании субгармоник. LT8582, стр. 24 Да, есть такое: https://www.ti.com/lit/an/slua110/slua110.pdfПоскольку дополнительный пилообразный сигнал формируется внутри контроллера (т.е. изменить наклон "пилы" нельзя), накладывается дополнительное ограничение на индуктивность. Цитата(VDV @ Apr 17 2018, 21:48)  Видимо, наборот? режим CCM начинается при Don+Doff < 1. ? а если >= 1 это DCM? Где Вы всего этого начитались - на радиолюбительских форумах? Don = Ton/Ts, Doff = Toff/Ts. Сумма Ton и Toff не может быть больше периода Ts. Ton + Toff = Ts --> CCM. Ton +Toff < Ts --> DCM Цитата(VDV @ Apr 17 2018, 21:48)  Время открытия-закрытия ключа тут как-то влияют на оценку? Во всех расчетах предполагается нулевая длительность фронтов импульсов. Если же они сопоставимы с длительностью импульса или длительностью паузы (наименьшей величиной из них), преобразователь может работать неустойчиво. Цитата(VDV @ Apr 17 2018, 21:48)  Задача в реальности такая: при расчёте Boost конвертера фантомного питания (+48V) понять для какого режима, CCM или DCM, надо считать. Я вот так рисую график границы CCM-DCM для boost:
|
|
|
|
|
Apr 17 2018, 21:02
|
Частый гость
 
Группа: Участник
Сообщений: 152
Регистрация: 18-03-06
Пользователь №: 15 366

|
Цитата(wim @ Apr 18 2018, 00:17)  Поскольку дополнительный пилообразный сигнал формируется внутри контроллера (т.е. изменить наклон "пилы" нельзя), накладывается дополнительное ограничение на индуктивность. меня больше практическое применение интересует, цифра в знаменателе 0.56 откуда взялась и насколько она критична? Цитата(wim @ Apr 18 2018, 00:17)  Где Вы всего этого начитались - на радиолюбительских форумах? Don = Ton/Ts, Doff = Toff/Ts. Сумма Ton и Toff не может быть больше периода Ts. Ton + Toff = Ts --> CCM. Ton +Toff < Ts --> DCM Видимо, неправильно понимаю смысл сокращений. Расшифруйте, пожалуйста. Цитата(wim @ Apr 18 2018, 00:17)  Во всех расчетах предполагается нулевая длительность фронтов импульсов. Если же они сопоставимы с длительностью импульса или длительностью паузы (наименьшей величиной из них), преобразователь может работать неустойчиво. Возьмем LT8330. Рабочая частота 2МГц, Задержка ключа ок 100 нс. Они сопоставимы или нет? Цитата(wim @ Apr 18 2018, 00:17)  Я вот так рисую график границы CCM-DCM для boost: Кривые вижу, но как баран на них смотрю. Исходя из вышенаписанного, получается, возникает еще вопрос, как в SEPIC не попасть в DCM режим. Документ от TI пока не осилил.
|
|
|
|
|
  |
2 чел. читают эту тему (гостей: 2, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|