|
DC/DC - с двуполярным выходом., Вх - 5...30В - выход +-14В - 0,8А |
|
|
|
Jul 21 2009, 10:34
|

извечный пессимист
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 113
Регистрация: 9-10-06
Из: Днепропетровск
Пользователь №: 21 125

|
Собственно возникла тут такая задача, неободим DC/DC - входное напряжение в диапазоне 5 - 30В, выходное напряжение двуполярное +-14 вольт, причем по +14В нагрузка около 0,8Аmax, по -14В нагрузка 0,08Аmax. Гальваническая развязка не нужна, есть ограничение по цене. Собственно вопрос какую топологию тут использовать? вроде бы SEPIC тут годится, но с ним абсолютно незнаком поэтому есть опасения, какие будут советы от уважаемых гуру?
--------------------
Slaves are those of this world Given freedom to lay chains upon The Master The wolf is no longer free Release the chains and come for me
|
|
|
|
|
 |
Ответов
(1 - 45)
|
Jul 21 2009, 14:10
|
рядовой
     
Группа: Участник
Сообщений: 2 811
Регистрация: 21-08-06
Пользователь №: 19 713

|
Цитата(Stanislav_S @ Jul 21 2009, 17:30)  Спасибо, посмотрел вроде подходит, но корпус мелковат, а вот LM3478 подойдет? В преобразователях с повышением может понадобиться ограничение максимального коэффициента заполнения. Товарищ DSIoffe с этим изрядно помучился. Поэтому я предпочитаю UCC3807, например, вот: http://focus.ti.com/docs/toolsw/folders/print/pmp2289.html
|
|
|
|
|
Jul 21 2009, 14:33
|

извечный пессимист
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 113
Регистрация: 9-10-06
Из: Днепропетровск
Пользователь №: 21 125

|
Цитата(wim @ Jul 21 2009, 19:10)  В преобразователях с повышением может понадобиться ограничение максимального коэффициента заполнения. Товарищ DSIoffe с этим изрядно помучился. Поэтому я предпочитаю UCC3807, например, вот: http://focus.ti.com/docs/toolsw/folders/print/pmp2289.htmlПосмотрел, но по цене не проходит, да и двуобмоточный дроссель производитель не осилит. Собственно хотелось бы схему от ув. DSIoffe адаптировать под свои требования, если конечно это возможно.
--------------------
Slaves are those of this world Given freedom to lay chains upon The Master The wolf is no longer free Release the chains and come for me
|
|
|
|
|
Aug 5 2009, 17:45
|

извечный пессимист
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 113
Регистрация: 9-10-06
Из: Днепропетровск
Пользователь №: 21 125

|
Собрал преобразователь по данной схеме. Сейчас L1 = 47uH, C10,9 = 330uF, R6 = 0, R7,8 = 0.01 Запускается (на ХХ) где то от 4 - х вольт, после увеличения напряжения больше 5 вольт переходит в режим работы пачками. Частота работы в "нормальном" режиме 400 кГц. Собственно прошу помощи клуба, куда копать и что делать? Я с такими топологтями не работал, поэтому и терзают всякие сомнения.
Эскизы прикрепленных изображений
--------------------
Slaves are those of this world Given freedom to lay chains upon The Master The wolf is no longer free Release the chains and come for me
|
|
|
|
|
Aug 5 2009, 21:46
|
Гуру
     
Группа: Почетный участник
Сообщений: 6 851
Регистрация: 25-08-08
Из: Запорожье
Пользователь №: 39 802

|
Цитата(Stanislav_S @ Aug 5 2009, 20:45)  Собрал преобразователь по данной схеме. Сейчас L1 = 47uH, C10,9 = 330uF, R6 = 0, R7,8 = 0.01 Запускается (на ХХ) где то от 4 - х вольт, после увеличения напряжения больше 5 вольт переходит в режим работы пачками. Собственно прошу помощи клуба, куда копать и что делать? Я с такими топологтями не работал, поэтому и терзают всякие сомнения. Для начала С11 включают не параллельно датчику тока, а параллельно 1-й ноге. А далее - копайте ОС. Тут работа с заполнением более 0.5, нужна, наверное, слоп-компенсация.
|
|
|
|
|
Aug 5 2009, 21:53
|
рядовой
     
Группа: Участник
Сообщений: 2 811
Регистрация: 21-08-06
Пользователь №: 19 713

|
Цитата(Stanislav_S @ Aug 5 2009, 21:45)  ... куда копать и что делать? Я с такими топологтями не работал, поэтому и терзают всякие сомнения. Законы Кирхгофа и правила баланса от топологии не зависят.  Поэтому прежде чем копать, хорошо бы посчитать. Например так: 1) Коэффициент заполнения - минимальный, максимальный. Это потом понадобится в расчетах. 2) Средний ток дросселя и пульсации. Все считается вполне традиционно - для L2, например, средний ток равен току нагрузки Io, для L1 - Io*D(1-D) (для идеального варианта без потерь). Есс-но, ничего не должно насыщаться и вообще бахать. 3) Максимальное напряжение на датчике тока - тут все по закону Ома (сумма токов дросселей на сопротивление). Сравнить с порогом защиты от перегрузки по току - может там просто не к месту защита срабатывает. 4) И т.д. - если статические параметры в норме, смотрим динамические. Если все должно работать, но не работает, тогда это вероятнее всего помехи, топология платы и т.п. Собс-но, можно сразу начать с помех и топологии платы, но предварительный расчет позволяет устранить лишние неопределенности.
|
|
|
|
|
Aug 6 2009, 07:51
|

извечный пессимист
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 113
Регистрация: 9-10-06
Из: Днепропетровск
Пользователь №: 21 125

|
Цитата(Microwatt @ Aug 6 2009, 01:46)  Для начала С11 включают не параллельно датчику тока, а параллельно 1-й ноге. А далее - копайте ОС. Тут работа с заполнением более 0.5, нужна, наверное, слоп-компенсация. Макетку разводил (во всяком случае старался) согласно фирменному апликейшену, там С11 включен именно параллельно шунту. Насчет заполнения, действительно максимальное расчетное заполнение порядка 0,65. Цитата(wim @ Aug 6 2009, 01:53)  Законы Кирхгофа и правила баланса от топологии не зависят.  Поэтому прежде чем копать, хорошо бы посчитать. Например так: 1) Коэффициент заполнения - минимальный, максимальный. Это потом понадобится в расчетах. 2) Средний ток дросселя и пульсации. Все считается вполне традиционно - для L2, например, средний ток равен току нагрузки Io, для L1 - Io*D(1-D) (для идеального варианта без потерь). Есс-но, ничего не должно насыщаться и вообще бахать. 3) Максимальное напряжение на датчике тока - тут все по закону Ома (сумма токов дросселей на сопротивление). Сравнить с порогом защиты от перегрузки по току - может там просто не к месту защита срабатывает. 4) И т.д. - если статические параметры в норме, смотрим динамические. Если все должно работать, но не работает, тогда это вероятнее всего помехи, топология платы и т.п. Собс-но, можно сразу начать с помех и топологии платы, но предварительный расчет позволяет устранить лишние неопределенности. Минимальный максимальный коэфициент посчитал - 0,28 - 0,7 соответственно, считал по методике ув Дмитрия Иоффе - http://dsioffe.narod.ru/articles/SEPIC.doc, насчет токов по расчету так и не понял какой коэфициент заполнения подставлят в формулы для расчета токов в дросселях. При запуске возникает характерный писк, так должно быть? Еще смущает один момент, пользовался параллельно калькулятором производителя, там расчетные значения для дросселя получились 3,3 мкГн у меня расчетные по выше указанной методике, получиллось в 10 раз больше.
--------------------
Slaves are those of this world Given freedom to lay chains upon The Master The wolf is no longer free Release the chains and come for me
|
|
|
|
|
Aug 6 2009, 08:33
|
рядовой
     
Группа: Участник
Сообщений: 2 811
Регистрация: 21-08-06
Пользователь №: 19 713

|
Цитата(Stanislav_S @ Aug 6 2009, 11:51)  насчет токов по расчету так и не понял какой коэфициент заполнения подставлят в формулы для расчета токов в дросселях. Оба - для минимального и максимального входных напряжений. В одном случае будет максимальный средний ток и минимальные пульсации тока, в другом случае - наоборот. Цитата(Stanislav_S @ Aug 6 2009, 11:51)  При запуске возникает характерный писк, так должно быть? При запуске. т.е. в самый момент запуска - может, конечно пищать, хотя и нежелательно это. А в процессе работы - таки не должен. Цитата(Stanislav_S @ Aug 6 2009, 11:51)  ... пользовался параллельно калькулятором производителя, там расчетные значения для дросселя получились 3,3 мкГн у меня расчетные по выше указанной методике, получиллось в 10 раз больше. А они там считают для двухобмоточного дросселя, что эквивалентно одиночным дросселям с индуктивностью в два раза больше, т.е. по 6,6 мкГн. Но все равно странно - при максимальном входном напряжении получается режим разрывных токов.
|
|
|
|
|
Aug 6 2009, 09:39
|

извечный пессимист
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 113
Регистрация: 9-10-06
Из: Днепропетровск
Пользователь №: 21 125

|
Цитата(wim @ Aug 6 2009, 12:33)  Оба - для минимального и максимального входных напряжений. В одном случае будет максимальный средний ток и минимальные пульсации тока, в другом случае - наоборот. При запуске. т.е. в самый момент запуска - может, конечно пищать, хотя и нежелательно это. А в процессе работы - таки не должен. Ясно в принципе я тоже так предполагал. Тогда еще немножко помучаю вопросами, если можно. В формулах по расчету индуктивностей L1 > (Vin - Vq) * (1 - D) / (2 * Iout * Fs) D - минимальный, а вот какое входное напряжение подставлять? Аналогично для второй катушки L2 > (Vin - Vq) * D / (2 * Iout * Fs) D - максимальный, а входное какое подставить?
--------------------
Slaves are those of this world Given freedom to lay chains upon The Master The wolf is no longer free Release the chains and come for me
|
|
|
|
|
Aug 6 2009, 12:59
|

извечный пессимист
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 113
Регистрация: 9-10-06
Из: Днепропетровск
Пользователь №: 21 125

|
Цитата(wim @ Aug 6 2009, 15:28)  Ну да. Это так для всех преобразователей с ШИМ.   как то раньше об этом незадумывался. подставлял в формулы и все, правда для понижающего и инвертирующего. Цитата У вас С9 и С10 какое ESR имеют на частоте 400кГц? Если это бросовые танталловые то там <1 Ом Надо поставить керамику.Например Мурату. Там будет уже порядка <50мОм
От этого напрямую зависит устойчивость. Конденсаторы EXR Hitano, не ахти конечно, но думаю лучше чем простой Chang  Конечно попробую поменять, правда керамики нет такой емкости, но танталы какието на складе должны быть.
--------------------
Slaves are those of this world Given freedom to lay chains upon The Master The wolf is no longer free Release the chains and come for me
|
|
|
|
|
Aug 6 2009, 13:19
|
RF
  
Группа: Свой
Сообщений: 321
Регистрация: 12-04-06
Из: Berlin
Пользователь №: 16 046

|
Цитата(Stanislav_S @ Aug 6 2009, 15:59)  Конденсаторы EXR Hitano, не ахти конечно, но думаю лучше чем простой Chang  Конечно попробую поменять, правда керамики нет такой емкости, но танталы какието на складе должны быть. Я не уверен что алюминиевые конденсаторы способны иметь низкий ESR на 400кгц, как и танталловые ширпотреб(AVX например, там указано <1Ом). Я покупал в вдмаисе керамику мурата 47х16в и параллелил.Она стоит относительно недорого.
--------------------
теперь питание компьютера можно отключить
|
|
|
|
|
Aug 7 2009, 07:24
|
RF
  
Группа: Свой
Сообщений: 321
Регистрация: 12-04-06
Из: Berlin
Пользователь №: 16 046

|
Цитата(wim @ Aug 6 2009, 17:55)  Устойчивость не зависит от значения ESR на частоте коммутации. Нужно смотреть оное ESR на частоте единичного усиления - оно там, как правило постоянное от единиц до десятков кГц. Я не буду категоричным, поскольку лишь недавно мне пришлось столкнуться с этим вопросом. Может быть будет кому нибудь полезна вот этот AN-1286
--------------------
теперь питание компьютера можно отключить
|
|
|
|
|
Aug 7 2009, 09:42
|
рядовой
     
Группа: Участник
Сообщений: 2 811
Регистрация: 21-08-06
Пользователь №: 19 713

|
Цитата(олесь @ Aug 7 2009, 11:24)  Я не буду категоричным, поскольку лишь недавно мне пришлось столкнуться с этим вопросом. Может быть будет кому нибудь полезна вот этот AN-1286 Там то же самое. Это правило действует для всех обратноходовых топологий в режиме непрерывных токов: Цитата Therefore, it is best to locate the crossover frequency one decade before this RHP zero occurs. Собс-но, там и график есть, для сепика он качественно будет такой же. wz1 - нуль, образованный емкостью конденсатора и ESR, wz2 - "правый" нуль. Они оба поднимают усиление, но "правый" нуль добавляет запаздывание фазы. Если они, действуя вместе, поднимут усиление до единицы, получится вторая частота единичного усиления, но уже с отрицательным "запасом" по фазе - там оно все и засвистит. Поэтому в данном примере частота ESRистого нуля в 40 раз ниже частоты "правого", чтоб уж наверняка. Альтернативный вариант, например, вот: No need to fear: SEPIC outperforms the flybackТам на выходе стоят керамические конденсаторы, для них wz1>wz2 - там усиление уже намного меньше единицы. Цитата(Stanislav_S @ Aug 7 2009, 12:47)  Выбросил формирователь отрицательного напряжения, выходную емкость заменил на 47uF особых результатов не дало. Поставил дроссели по 10 мкГн, особо тоже ничего не изменилось. Смущают импкльсы на стоке, они имеют вид колокола ( вернее прямоугольника у которого вершина полукркг), причем каждый второй импульс имеет амлитуду в 2 раза меньше, не думаю что так должно быть. Если C5, C6 - керамика, попробуйте поставить туда электролит. Они могут давать резонанс, поэтому их обычно демпфируют. Собс-но, электролит с "плохим" ESR - это и есть демпфер.
Эскизы прикрепленных изображений
|
|
|
|
|
Aug 7 2009, 14:44
|

извечный пессимист
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 113
Регистрация: 9-10-06
Из: Днепропетровск
Пользователь №: 21 125

|
Попробую расчитать под мои параметры. Может я где то неправ? Дано: - входное напряжение 6 - 30 В - выходное напряжение - -+12 В - выходной ток - 0,7А - частота преобразования 400 кГц 1) Находим минимальный и максимальный коэфициент заполнения Dmax = (Vo + Vd)/(Vo + Vd + Vinmin) = (12 + 0.5)/(12 + 0.5 + 6) = 12.5/18.5 = 0.68 где - Vd падение на выходном диоде, принимаем 0,5В Dmin = (Vo + Vd)/(Vo + Vd + Vinmax) = (12 + 0.5)/(12 + 0.5 + 30) = 12.5/32.5 = 0.38 Падением на транзисторе и шунте пренебрегаем. 2) Находим значение индуктивности L1, L2, для режима неразрывных токов L1 > (Vinmax - Vq) * (1 - Dmin)/(2 * Fs * io); Vq - падение на транзисторе им пренебрегаем L1 > (30 * (1 - 0.38))/(2 * 0.7 * 400000) = 18.6/560000 = 33uH Для L2 L2 > ((Vinmin - Vq) * Dmax)/(2 * Fs * io); L2 > ( 6 * 0.68)/560000 = 7.8 uH - для двуполярного в 2 раза больше 15,6 -> 22uH 3) Определим токи через дроссели Средний ток через L1 iav1 = Dmax * io/(1 - Dmax) = 0.68 * 0.7/0.32 = 1.49A Для L2 средний ток равен выходному = 0,7А Найдем токи пульсаций dL1 = (Vinmax * Dmax)/L1 * Fs = (30 * 0.68)/13.2 = 1.54 A dL2 = (Vinmax * Dmax)/L1 * Fs = 30 * 0.68/8.8 = 2.3A Найдем ток через транзистор Isw = io + i1av + dL1/2 + dL2/2 = 0.7 + 1.49 + 0.75 + 1.15 = 4A Пока вроде как то так. Цитата(wim @ Aug 7 2009, 18:18)  На макетке эта штука будет работать плохо, если вообще будет. ШИМ-контроллеры с управлением по пиковому току вообще чувствительны к помехам (по этому самому токовому входу). А уж LM3478 - тем более, поелику у нее порог срабатывания почти в 10 раз меньше по сравнению с "классицкими" UC384X. Ну макетка у меня делалась именно под эту схему, старался разводить согласно рекомендациям производителя.
--------------------
Slaves are those of this world Given freedom to lay chains upon The Master The wolf is no longer free Release the chains and come for me
|
|
|
|
|
Aug 7 2009, 17:28
|

извечный пессимист
    
Группа: Свой
Сообщений: 1 113
Регистрация: 9-10-06
Из: Днепропетровск
Пользователь №: 21 125

|
Цитата(wim @ Aug 7 2009, 21:02)  Таки да. Вообще, формула для расчета пульсаций тока в дросселе одинакова для всех топологий - если в интервале импульса ton к дросселю приложено постоянное напряжение U, ток будет нарастать линейно на величину U*ton/L. Дальше просто смотрите по схеме, какое напряжение к нему приложено и подставляете цыфири в формулу. Ясно, спасибо. собрал схему из даташита, которая на странице 17, дроссели поставил 22мкГн, конденсатор Сс = 0,1мкФ, Cs = 4.7uF - керамика. Включаю на ХХ, дикий ток потребления, смотрю на шунте действительно выбросы за порог срабатывания, транзистор греется. на затворе импульсы управления есть, но длительность 250 нс, такое впечатление что дросселя L1 просто не существует, откуда там может такой огромный ток браться да еще и на ХХ? Ничего не понимаю, наверно пора в дворники идти.
--------------------
Slaves are those of this world Given freedom to lay chains upon The Master The wolf is no longer free Release the chains and come for me
|
|
|
|
Guest_orthodox_*
|
Aug 7 2009, 18:26
|
Guests

|
Цитата(wim @ Aug 7 2009, 16:18)  ШИМ-контроллеры с управлением по пиковому току вообще чувствительны к помехам (по этому самому токовому входу). А уж LM3478 - тем более, поелику у нее порог срабатывания почти в 10 раз меньше по сравнению с "классицкими" UC384X. Странно, кстати, что на приведенных в даташите на LM3478 схемах нет даже резистора для фильтрации помех на токовом входе. Емкость, подключенная напрямую к датчику тока - бесполезна для этой цели... Хотя бы RC-цепочка... То есть она вроде бы имеет blank-out time, но все же... Однако вот это: [attachment=35188:DUTY.jpg] Мне гораздо меньше понравилось. Случись работать на холостом ходу или близко к нему - проблемы из-за такой нелинейности регулировки...
|
|
|
|
|
Aug 7 2009, 21:05
|
рядовой
     
Группа: Участник
Сообщений: 2 811
Регистрация: 21-08-06
Пользователь №: 19 713

|
Цитата(Stanislav_S @ Aug 7 2009, 21:28)  ... такое впечатление что дросселя L1 просто не существует... Может, так оно и есть - насыщается и ага. На чем он намотан-то? Вообще, L1 и L2 можно мотать на общем сердечнике в два провода. Цитата(orthodox @ Aug 7 2009, 22:26)  Странно, кстати, что на приведенных в даташите на LM3478 схемах нет даже резистора для фильтрации помех на токовом входе. Емкость, подключенная напрямую к датчику тока - бесполезна для этой цели... Хотя бы RC-цепочка... То есть она вроде бы имеет blank-out time, но все же... Ну, они считают, видно, что там будет небольшая емкость сток-исток разряжаться и усе. А если это флай и туда еще межвитковая емкость приплюсуется, то может встроенной фичи и не хватить. Но можно добавить RC-цепочку. Цитата(orthodox @ Aug 7 2009, 22:26)  Случись работать на холостом ходу или близко к нему - проблемы из-за такой нелинейности регулировки... Это не на холостом, а наоборот, когда перегрузка - там два порога ограничения. Сначала при достижении 165 мВ - фикированный коэффициент заполнения, а если выше 325 мВ - тогда уже отключают полностью.
|
|
|
|
Guest_orthodox_*
|
Aug 8 2009, 13:27
|
Guests

|
Цитата(wim @ Aug 8 2009, 00:05)  Это не на холостом, а наоборот, когда перегрузка - там два порога ограничения. Сначала при достижении 165 мВ - фикированный коэффициент заполнения, а если выше 325 мВ - тогда уже отключают полностью. Ой, да. Ступил я что-то. То есть получается как бы додать немножко еще тока при перегрузке... Ну, разве что при пуске пригодится. Действительно, не мешает...
|
|
|
|
|
  |
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|