Источник питания для SIM900 с входным напряжением 30-50V Опции

[Pasha_a13]

Добрый день!

Поделитесь пожалуйста опытом (если он имееться) - необходимо запитать устройство в котором используется модуль sim900 с обвязкой от внешнего питания напряжением 30-50 вольт.

Планирую преобразование делать в два этапа:
- первое преобразование с 30-50 вольт до 12-и вольт (от 12 вольт через преобразователи будет запитываться дополнительная обвязка sim900)
- второе преобразование с 12 до 4.2, необходимое для питание модема. Планирую использовать рекомендованный ST1S10.

Пока стопорнулся на первом этапе преобразования...
Рассматриваю как вариант использовать TPS40200 с внешним транзистором, однако думаю не будет ли проблем с помехами (устройство будет довольно компактное и ужатое по габаритам).

Подскажите пожалуйста какие порекомендуете варианты первого преобразования либо вообще возможно другие пути решения?

Спасибо!

[Pasha_a13]

Добрый вечер!
Решил попробовать всетаки применить в качестве источника питания TPS5430, т.к. ограничения по напряжению максимальному немного уменьшились, входное напряжение 20-30Vdc.
Однако наткнулся на проблему с выбросами как в меньшую так и в большую сторону.
Для проверки в режиме импульсной нагрузки (GPRS) соорудил имитатор нагрузки с помощью резистора 2Ohm 5W и полевика, который коммутирую с определенной частотой таким образом имитируя импульсную нагрузку.
Осцилограмы в приложении.
В одной клеточке 1 вольт.
На первом фото осцилограмма на выходе, на втором в случае когда дополнительно подгружаю выход схемы постоянной нагрузкой 50Ом(ток приблизительно 0.1А). При этом амплитуда пульсаций уменьшаеться.
На третьем фото осцилограмма на выходе дополнительного LC фильтра. Индуктивность 220мкГн, емкость тантал 440 мкФ. В одной клеточке 0.1 вольта.
На четвертом фото я смог заснять короткие положительные импульсы амплитудой больше 2-х вольт (итого в общем 6 вольт). Они настораживают.

Подскажите пожалуйста что можно сделать в данной ситуации? Как уменьшить амплитуду пульсаций?
Или всетаки лучше не связываться с данным стабилизатором и применить другой?
Просто данные стабилизаторы есть в наличии.

Спасибо!
С уважением, Pasha!

Эскизы прикрепленных изображений

 

[wim]

Как уменьшить амплитуду пульсаций?

ПМСМ у Вас путаница в терминологии. Пульсации на выходе импульсного источника питания - это сглаженные фильтром импульсы коммутации. А то, что Вы называете пульсациями, это переходный процесс.
Амплитуда выбросов при переходном процессе определяется запасом устойчивости по фазе петли ООС. Чем больше запас, тем меньше амплитуда. И наоборот - всё, что увеличивает запаздывание фазы в петле, ухудшает переходный процесс. Вот "дополнительный" LC-фильтр в общем ситуацию ухудшает. Теоретически частотной коррекцией ООС можно получить апериодический переходный процесс, т.е. вообще без выбросов, но у TPS5430 цепи частотной коррекции находятся внутри микросхемы, поэтому возможности манёвра ограничены. Кроме того, это ограничивает выбор индуктивности и емкости фильтра, потому что он тоже входит в цепь ООС.
ПМСМ для таких микросхем с внутренними цепями частотной коррекции надо либо повторять один-в-один "типовые решения", либо хорошо их обсчитывать, благо данные они приводят.

[Pasha_a13]

ПМСМ у Вас путаница в терминологии. Пульсации на выходе импульсного источника питания - это сглаженные фильтром импульсы коммутации. А то, что Вы называете пульсациями, это переходный процесс.
Амплитуда выбросов при переходном процессе определяется запасом устойчивости по фазе петли ООС. Чем больше запас, тем меньше амплитуда. И наоборот - всё, что увеличивает запаздывание фазы в петле, ухудшает переходный процесс. Вот "дополнительный" LC-фильтр в общем ситуацию ухудшает. Теоретически частотной коррекцией ООС можно получить апериодический переходный процесс, т.е. вообще без выбросов, но у TPS5430 цепи частотной коррекции находятся внутри микросхемы, поэтому возможности манёвра ограничены. Кроме того, это ограничивает выбор индуктивности и емкости фильтра, потому что он тоже входит в цепь ООС.
ПМСМ для таких микросхем с внутренними цепями частотной коррекции надо либо повторять один-в-один "типовые решения", либо хорошо их обсчитывать, благо данные они приводят.

Спасибо за развернутый ответ!
Я действительно неправильно выразился насчет пульсаций. Я имел ввиду именно переходной процесс.
Понял насчет TPS5430. Подскажите пожалуйста какую микросхему можно было бы использовать в моем случае и которую бы можно было более гибко настроить под себя чтобы уменьшить величину выбросов во время переходного процесса.
Решит ли проблему если я возьму импульсный преобразователь с более высокой частотой работы?

С уважением, Pasha!

[wim]

какую микросхему можно было бы использовать

Тут опасно что-то советовать - ведь проблема не столько в микросхеме, сколько в умении её использовать. Озвученная в соседней ветке амплитуда выброса 0,1 - 0,3 В - вполне умеренное требование для большинства ШИМ-контроллеров. У TPS5430 в даташите тоже вполне приличный переходный процесс.
Общие рекомендации примерно такие:
Для того чтобы выходное напряжение меньше зависело от нагрузки, нужно уменьшать выходной импеданс, т.е. увеличивать выходною емкость.
Выбор между voltage-mode и current-mode неоднозначен - у current-mode обратная связь пошустрее, но выходной импеданс больше, потому что это фактически управляемый источник тока. ПМСМ, лучше всего контроллер с управлением по напряжению (voltage-mode) и с функцией voltage-feedforward - у него передаточная функция не зависит от входного напряжения, как и в current-mode.
Если непременно нужен дополнительный фильтр, берите обратную связь с выхода первого фильтра, потому что иначе получится двузвенный фильтр и не факт, что контроллер сможет с таким работать.

Решит ли проблему если я возьму импульсный преобразователь с более высокой частотой работы?

Нет. При более высокой частоте коммутации можно поднять повыше частоту единичного усиления в петел ООС, т.е. уменьшить длительность переходного процесса, но само собой оно не сделается.

Отчего может быть ступенька?

Если на выходе есть фильтр, это может быть падение напряжения на сопротивлении обмотки дросселя.

преобразователь допольно сильно "жужжит".

Это он неустойчиво работает. Если выложите схему, можно будет его помоделировать.