Посоветуйте step-up DC-DC контроллер, синхронный, низковольтный, выход не менее 3 А Опции

[QUO-rtl]

Пожелания такие:

1) вход от 3 В, верхняя граница несущественна, 7-8 В подойдет

2) синхронный, выход не менее 3А, если таких монолитных не существует, то с внешними полевиками.

3) с высокой рабочей частотой, 500 кГц и выше

4) С минимумом внешних компонентов. Т. к. он для любительского применения, за это готов переплатить - традиционно дорогие американские фирмы подойдут и приветствуются

5) Желателен корпус попроще, который бы паялся хотя бы феном. Никаких BGA.


Я отталкивался от LM3478, но он не синхронный, и вообще совсем не современный.

[Plain]

http://www.chipdip.ru/product1/8498685339/

Но задача не описана, указаны лишь входные максимальный ток и минимальное напряжение.

[QUO-rtl]

Plain, В общем-то LTC1700EMS подходит, но имеет излишние функции, и видимо поэтому требует относительно много внешних компонентов. Хотелось бы поменьше.

Задача такая. В устройстве есть батарея с начальным напряжением 6 В (без нагрузки). Нужно высосать из нее энергию полностью, пока возможно получить 6В, 2А. Нагрузка периодически может потреблять значительно больше, поэтому хотелось бы, чтобы защита по току только ограничивала ток, либо быстро перезапускала преобразователь после устранения перегрузки.

[x893]

на сайтах TI, Linear, Maxim и т.д. есть параметрический поиск
За 10 минут можно найти подходящий.

[Plain]

6В, 2А. Нагрузка периодически может потреблять значительно больше

Вы меня в краску вогнали. Неужто 2000 А?

поэтому хотелось бы, чтобы защита по току

У повышающих преобразователей нет и никогда не было никаких защит, таково их родовое пятно.

[QUO-rtl]

У повышающих преобразователей нет и никогда не было никаких защит, таково их родовое пятно.

Речь же о синхронном, у него вместо диода полевик.
Как же поведет себя тот же LTC1700 и ему подобные при значительной перегрузке? Сгорит чтоли?

Вы меня в краску вогнали. Неужто 2000 А?

Ну нет конечто же. Столько, сколько могут выдать пальчиковые батарейки. Хорошие 10А могут.

[Plain]

вместо диода полевик

Эта фраза будет иметь смысл, только когда у Вас получится отыскать хотя бы одну модель полевого транзистора без внутреннего диода.

сколько могут выдать пальчиковые батарейки. Хорошие 10А могут

Могут, да, но только в лабораторных условиях, т.е. либо на сварные, либо на соответствующей площади и давления контакты. Ширпотребные же батарейные отсеки на такие токи не способны.

[QUO-rtl]

Эта фраза будет иметь смысл, только когда у Вас получится отыскать хотя бы одну модель полевого транзистора без внутреннего диода.

Да, тут вы правы. Значит, если батареей будет свинцово-кислотный аккумулятор, то от преобразователя останется только ошметки по комнате собирать

Про SEPIC на такие входные-выходные параметры, которые я озвучил, видимо будет неким монстром. В любом случае, я даже не очень хорошо представляю, как они работают. Нужна готовая схема.

[Plain]

Двухключевой повышающе-понижающий можно собрать по топологии ZETA на LTC3808 (попутно даёт изоляцию выхода, но требует два дросселя; как оно выглядит можно посмотреть на Рис.10 здесь), поэтому проще по топологии инвертирующего на первом попавшемся понижающем — например, на пресловутом NCP3020.

Сообщение отредактировал Plain - Jul 11 2015, 20:31

[oleg-n]

Посмотрите LTM8057. Защита с двух сторон. Шикарный бакбюст. Делал на нем, работает великолепно.

[QUO-rtl]

Самый первый из предложенных, LTC1700, вполне подходит.

Даже в даташите приведена подходящая мне схема. вопрос такой: там указаны полевики FDS6670A и FDS6375, которые стоят совершенно неприличных денег. Можно ли вместо них поставить транзисторы с компьютерной материнской платы?

Сообщение отредактировал QUO-rtl - Jul 13 2015, 11:16

[Plain]

LTC1700 ни разу не подходит, потому что была посоветована Вам до того, как выяснилось про 6 В, а кроме того, на материнских платах наиболее вероятно нет и никогда не было PMOS за ненадобностью.

В этой же связи, т.е. по причине всплытия 6 В, непонятно, с какой стати в первоначальном ТЗ были 3 В.

Ну и, непонятно же Ваше игнорирование вышепредложенного инвертирующего преобразователя, который давно решил бы все Ваши проблемы, т.е. с КЗ и на 100% наковырянных NMOS.

[QUO-rtl]

Plain, задача немного изменилась. На входе не будет больше 6В ни при каких условиях. На выходе тоже нужно ровно 6В. как только появится нагрузка, напряжение батареи провалится ниже 6В и стабилизатор заработает как повышающий.
Так можно использовать этот контроллер?

Ну вытащить logic level p-MOSFET можно не только с материнской платы. Просто когда пара транзисторов стОит как 3 контроллера, это выглядит несколько дико. Особенно n-канальный за 200 р.

> Ну и, непонятно же Ваше игнорирование вышепредложенного инвертирующего преобразователя, который давно решил бы
> все Ваши проблемы, т.е. с КЗ и на 100% наковырянных NMOS.
Стыдно признаться, но у меня недостаточно знаний, чтобы нарисовать схему с номиналами деталей. Например на ST1S10PHR, которых у меня теперь куча. Какой дроссель? на какой ток? В датащите нет подходящего примера. Сильно ногами не пинайте.

Сообщение отредактировал QUO-rtl - Jul 13 2015, 15:03

[Plain]

у меня недостаточно знаний

Например, всё тот же инвертирующий на NCP3020A — по формуле №7 паспорта индуктивность должна быть не менее, чем (50% · 6 В / (20 А · 0,2 · 300000 Гц)) = 2,5 мкГн, т.е. годятся два-три последовательно типовых из материнки. Далее, в формулу №1 подставляется падение напряжения на канале выковыренного из материнки NMOS при токе через него 30 А. Ну и так далее. Единственный недостаток у данного контроллера, что нет входа разрешения, но это легко реализуется ключом на NPN/PNP.

Для ST1S10 расчёт точно такой же: (50% · 6 В / (3 А · 0,2 · 900000 Гц)) = 5,6 мкГн. Соединить их параллельно, разумеется, можно, но скорее как временное решение, потому что каждая такая схема в инвертирующем включении будет давать 1,5 А, плюс неопределённые биения тактовых частот.

Но повторю, выжать 10 А из NiMH в типовом батарейном отсеке не получится, он попросту поплывёт от раскалённых контактов. Внутреннее же сопротивление щелочных элементов и вовсе не позволит создать такого порядка токи.

[QUO-rtl]

Ну вот, как я и думал, из этих монолитных микросхем в инвертирующем включении большого тока не возьмешь. А LTC1700 позволяет это сделать, и в моем случае напряжения будут в допустимых для неё рамках.

И очень обрадовался, когда в куче материнок нашел одну с несколькими p-mosfet P06P03LD. Даташит здесь.


Кстати скрывать, какое устройство я собираюсь питать, нет никакого смысла. Измеритель давления у человека (тонометр). Когда накачивает воздух, жрет 3А. Но такой ток не могут отдать даже немного разряженые щелочные батареи. Приходится выбрасывать почти новые, которые в режиме измерения тока тестером показывают 4-5А. Я разобрал этот тонометр, никакого стабилизатора в нем нет, за исключением мелкого 1117DT33 на контроллер.


Сообщение отредактировал QUO-rtl - Jul 14 2015, 12:29

[Plain]

тонометр ... жрет 3А

О да, известная доилка. И ещё раз напомню, что корпуса у них из обыкновенного полистирола, а контакты — чисто символические пружинки.

Если не знаете, зачем Вам здесь защита от КЗ, то задачу можно было бы давно решить синхронным повышающим на паре ST1S10 (дроссели от 1,5 мкГн и выше) — при 4 В и 2х3 А на входе, такая схема соответственно выдаст 6 В 4 А.

[Plain]

Забыл уточнить — простое соединение выходов даст лишь то, что один из преобразователей всё время будет работать с перерывами от перегрузки, которая в общем случае будет отрабатываться его внутренней логикой весьма "нервно", а другой будет у него на подхвате, но в точно таком же режиме.

Полностью решить проблему позволило бы наличие у микросхем выходов усилителей ошибки и их соединение, но в данном случае этого нет. Самый простой способ немного сгладить негатив — выравнивающие резисторы, но разность токов будет пропорциональна допуску цепей обратной связи. Поэтому остаётся только навешивание делителя тока снаружи, навроде такого (микросхемы взяты исключительно как пример, первые попавшиеся и в их стандартном включении):



Сперва преобразователи из стабилизаторов напряжения переделываются в стабилизаторы тока (узел на транзисторах в центре), после чего этим, теперь одинаковым, током можно управлять посредством простейшего стабилизатора напряжения (небольшой узел справа).

Сообщение отредактировал Plain - Jul 16 2015, 00:31

[QUO-rtl]

Plain, в такие дебри я лезть пока не готов. Проще взять контроллер с достаточно мощными внешними полевиками.

Зря я раскритиковал в своем первом посте LM3478. Он не синхронный, но при токе до 3А и относительно небольшом напряжении (<12V) 2 штуки 1n5822 греются очень незначительно. Взяв достаточно мощный n-mosfet с материнки, и подходящий дроссель, можно boost на 3А вполне сделать. Защищать его в случае батарейного питания вроде бы не нужно.

[Plain]

Я всего лишь предложил решение на том, что, с Ваших слов, у Вас уже в наличии. Про LM3478 подобной информации Вы не сообщали, зато ранее неоднократно сетовали на относительно долгие сроки доставки чего-либо в Вашу местность.

На кучке ST1S10 вышепредложенной схемой можно, в частности, практически даром реализовать параллельный балансировщик, т.е. идеальную батарею, выжимающую элементы до физического истощения поштучно и до упора, а ведь "поиск идеала" и "себе всё самое лучшее", с Ваших же слов, имеют равные с основной задачей темы приоритеты.

Сообщение отредактировал Plain - Jul 18 2015, 09:09

[QUO-rtl]

Про параллельный балансировщик надо будет подумать, очень интересная идея. Но она имеет смысл лишь в случае не очень фирменных батареек. Если же это Energizer топовой линейки, то элементы садятся практически одинаково. Я их расходую десятками в месяц для радиосвязи на природе.

Теперь уже, когда с момента создания этой темы прошло прилично времени, а я ничего так и не спаял, можно подождать 10 дней доставки из ЧипаДипа. В прежние времена, когда хорошие конденсаторы на дороге не валялись, я ждал из Швеции Rubycon, Epcos, Wima и по 3 месяца и по совершенно диким ценам, так что ждать тоже умею

[MiklPolikov]

К слову, отличная защита от КЗ и перегрузки получается в любом преобразователе установкой развязывающего конденсатора С4.
Правда, о синхронности и высоком кпд приходится забыть .

Эскизы прикрепленных изображений

 

[QUO-rtl]

В "любом" преобразователе защита и так есть, кроме повышающего. 3843 конечно хорошая микруха, на ней что угодно можно сделать. Видел повышающий преобразователь из 12В в 19В на ток 10А. Готовый китайский модуль. Но мне нужен контроллер, работающий от низкого напряжения.

Интуитивно понятно, что на MC34063 с внешним полевиком можно сделать и step-up, и sepic, работать микруха начинает от 3В. Но опять же, мне нужна готовая схема. Ибо познаний в схемотехнике маловато. С трудом разбираю, что Plain прислал на картинке. Но все равно спасибо.

Сообщение отредактировал QUO-rtl - Jul 19 2015, 11:08

[wim]

о синхронности и высоком кпд приходится забыть .

http://www.analog.com/media/en/technical-d...tes/AN-1075.pdf

[Plain]

Ещё один вариант на мешке опилок — синхронный инвертирующий преобразователь по топологии Cuk на автогенераторе:



Тяжелее всего здесь приходится C5, его надо набирать с добавлением керамических или полимерных.

Для R9 годится посчитанный по формуле кусок первого попавшегося провода, а затем сложенный пополам и скрученный.

R1 — это внутреннее сопротивление батареи из четырёх AA NiMH.

Без учёта сопротивления дросселей, КПД сейчас 92% и частота 100 кГц. Если их уменьшить до 3,3 мкГн, частота увеличится до 280 кГц, а КПД соответственно уменьшится до 88%.

LM311 (замена LM319) можно нарыть в блоках питания и их регуляторах вентиляторов, ЭЛТ-мониторах и прочем видео- и вообще электронном ломе, и там же в достатке всё остальное.

[QUO-rtl]

Plain, вот это действительно очень интересная схема! Такие схемы были во все времена намного дешевле очень умного DC-DC контроллера, я видел несколько таких в ЭЛТ мониторах и телевизорах. Причем они прекрасно работали на нагрузку от нуля до максимума. Видимо, придумывать их очень непросто, и только при огромных объемах выпуска продукции имело смысл тратить инженерные ресурсы.

Если не секрет, откуда схема?

[Plain]

Подобных схем не видел, так что она условно моя — просто подумал, что это единственная топология, у которой получается приземлённый (нелетающий) синхронный драйвер, ну и с ходу нарисовал. Классические повышающие и т.п. преобразователи потребовали бы развязанную цепь ОС.

Кстати, схема честная двунаправленная, т.е. если сейчас подключить к её выходу источник тока (например, уменьшив до 4,5 В и просто воткнув его в USB-хост), она будет заряжать аккумулятор.

По этой же причине, при отстутствии нагрузки в цепи остаётся не ноль, а реактивный ток (порядка 1,3 А, задан R8), который греет ключи (порядка 50 мВт) и прочее, поэтому КПД соответственно портится.

[Serj78]

У вас вагон денег на батарейки? Купите никель- цинковые аккумуляторы- размера АА, и забудьте про батарейки и преобразователи.
Они в номинале дают 1.6в, полностью заряженные- 1.7в.
полуторамперная банка леко отдает 5А.(проваливается до 1.4в)

LTM хороши, но в любительских условиях запаять тяжело будет. Нужны фен, паста, плата нормальная..

[QUO-rtl]

Serj78, я опишу случай, близкий к моему. Есть некоторое маленькое мобильное устройство, эксплуатируемое на природе. После израсходования батарей немедленно ставятся новые. И так может быть 10 раз подряд. Заряжать аккумуляторы не найдется даже 30 секунд, хотя рядом стоит джип. Кроме того, расходы на проезд джипа к нужному месту в 10 раз больше стоимости всех выброшенных батареек. Повышающий преобразователь делается скорее из научного интереса, нежели острой необходимости.
А бывает и острая необходимость. Иногда целый день гуляю по лесу, для связи рация. Мощная. Разряженный комплект батарей выбрасывается и тут же ставится новый. К сожалению, рация древняя и никаких стабилизаторов в ней нет.

LTM мне запаяют знакомые на производстве, если понадобится. Сейчас хочу на LTC1700 доделать, так что тема актуальна, но продолжу ее уже в спецразделе по преобразовательной технике.

Там аккумуляторы не литий-ионные, а только ширпотребные NiMH. Работают 20 мин, заряжаются часами. Вообще давайте не уходить от темы. Тем более в область бухгалтерии. Мне лично эта область неприятна

[crackintosh]

на MC34063 куча схем в сети... и работает на "холодную" без проблем.

[Herz]

на MC34063 куча схем в сети... и работает на "холодную" без проблем.

Если уж поднимете старую тему, то привели бы хоть один конкретный пример. А пока склоняюсь Ваши реплики считать оффтопом. Имейте в виду.

[QUO-rtl]

Я увидел свою "поднятую" тему, и присоединяюсь к словам модератора.

Приведите кто нибудь, хоть ОДНУ схему на 34063, которая из 3.3В делает 5В с током 3А, и запускается будучи подключенной к нагрузке. Не надо синхронного выпрямления. Или хоть любой повышающий преобразователь на ней. А то страницы уходят на слова о том, как запросто из любого монолитного понижающего преобразователя сделать повышающий, и ни одного намёка на схему. А то тут мы "одной левой", от батарейки 1.5В сделаем ему 5В питания, всё заработает и задача решена. Но схем что-то нет, и у меня подозрение, что никто так не извращается, тем более в серийной продукции.
И что-то мне подсказывает, что у обещающих даже в симуляторе ничего не заработало.

[Serj78]

Начинать надо с начала решения задачи.

Или задача создать универсальный преобразователь?

А начало это лежит в возможности батареек разряженных отдавать нужный ток.
Надо взять вышу батарею ( 4 банки, по 1.5в как я понимаю) и снять с нее разрядную характеристику.

Скорее всего будет, что при разряде до 1 в на банку она и 2 А выдать неспособна.
Скорее всего в этих условиях LTC1700 будет работать нормально- входное будет не ниже 4.5в, ток не более 3.5А...

Также нужно очень пристальное внимание уделить пружинам и контактам в батарейном блоке.. обычно при токе более 2А на них дофига падает...
Мне встречался один занимательный детский девайс- где пружинки из материала с высоким ТКС работали как стабилизатор тока

Я бы для тонометра купил пару ( 3, 4) 1ач амперных аккумуляторов от фотика кэнона, и зарядник. Один аккумулятор в работе, остальные в запас.

[QUO-rtl]

Давайте будем вести речь об универсальном преобразователе.

Я уже провел эксперимент и убедился, что с частично разряженных батарей нельзя снять необходимую мощность ни при каких условиях. И бесполезно мечтать, что повышальщик высосет ток больше, а потом поднимет напряжение.
Выигрыш в плане более полного использования батарей можно получить, лишь используя 2 БОЛЬШИЕ банки, или вообще одну, для которой ток 10А это почти штатный режим. Поскольку в бытовых устройствах эту батарею поставить некуда, то и не будем это обсуждать.

[Serj78]

Давайте будем вести речь об универсальном преобразователе.

Пока не могу сказать, какая именно схемотехника. Приведу практический опыт.
Имеется power bank , батарея у которого декларировалось 10ач. Купле на алиэкспрессе. Телефон с 2Ач банкой я зарядил с него ~3.5 раза.. Разобрал.
Там 2 порта- на 2 А и на 1 А ( якобы) . по факту соединены параллельно. 3 А по 5в дает железно, при напряжении
на банке 3.1в выключается. Сама банка весьма "мягкая" , реально 8100мач на 3 А.
( на ней прямо написано 8600мач) . Выпрямитель возможно не синхронный, на плате здоровенный шоттки диод стоит, 5 А ( судя по корпусу), контроллер-
10 или 12-ми ногий чип с мелким (0.65 или около того ), детектор тока зарядки выполнен на первый взгляд на рассыпухе - токовый шунт и кучка элементов.
Разбирал летом, сейчас подробностей не вспомню- корпус заклеил, т.к при разборке сломал защелки....

Это я к чему вообще- стоит посмотреть примеры схемотехники power-Bank-ов

[QUO-rtl]

Полезно посмотреть, как делают китайцы, но скопировать как правило не выходит. Есть такая азиатская фирма RichTek, выпускающая микросхемы, не имеющие прямых аналогов у цивилизованных фирм. Поэтому там бесполезно смотреть.

По поводу диода Шоттки. Китайцы любят дроссели из порошковых материалов, потери в которых значительно превосходят потери на диоде. Эти дроссели маленького размера, и их практически невозможно загнать в насыщение при разных внештатных ситуациях, что удобно. В общем нет там преобразователей с высоким КПД.
Когда я писал на форуме, что китайская плата с LTC1700 на 4А выходного тока не выдает и 3А, имелось в виду, что напряжение на входе значительно ниже выходного 5В. А получится ли снять 4А при 4.5В на входе - наверное получится, но это уже совсем не интересно.

[Ydaloj]

вы КПД оцениваете по нагреву платы?
а я думал, по соотношению Pвых/Рпотр