Стабилизатор тока с привязкой к питанию Опции

[sheldon]

Знающие люди, помогите пожалуйста новичку в вопросах импульсной техники. Нужен импульсный стабилизатор тока на 20А при питании до 50В.
Нагрузка подключена к плюсу(не обсуждается), т.е. нужно минус транзистором коммутировать.
Пробовал без транзистора верхнего плеча, с диодом шоттки, все работает, но на 20А ощутимо греется.
Решил попробовать полу-мостовую схему для управления, нашел драйвер SC1211, сигналы на затворах трудно назвать сигналами управления, сплошная генерация,после пары включений вылетел.
Частота ШИМ порядка 50кГц.
Главные вопросы:
1. Можно ли в этой схеме использовать подобные драйверы?
2. Что обязательно должно присутствовать в схеме, помимо того что есть.
Буду благодарен за любую критику и советы!
Рисунок 1 - желаемая схема
Рисунок 2 - рабочая схема

Сообщение отредактировал sheldon - Jul 25 2015, 11:54

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Ydaloj]

Мне кажется, сама идея построения такого типа стабилизатора с такими типами комплектующих обречена на провал.
В типовом стабе (где нагрузка подключена к общему проводу) возвратный ток дросселя (ниспадающая пила) протекает через нижний транзистор, и схемы синхронного управления заточены именно под управление нижним ключом.
У вас наоборот, возвратный ток течёт через верхний ключ, и этот ток ничем не контролируется. Ток ниспадающей пилы необходимо мониторить при разрывном токе дросселя, т.к. если ключ вовремя не выключить, он начнёт разряжать выходной конденсатор.

Штудируя литературу по импульсным источникам питания, вам в первую очередь надо уяснить, чем CCM отличается от DCM, и как синхронно управлять ключами в обоих режимах.

Дроссель намотан на сердечнике микрометалс kool мю размером 40x24x13 примерно, подозреваю что при высоком токе может сердечник в насыщение входить, но как это понять не знаю.

понять очень просто.
Ищете документацию на сердечник
смотрите, сколько ампервитков (или эрстед) вы загнали в него
смотрите, насколько упала проницаемость сердечника после этого
считаете получившуюся индуктивность
и напоследок считаете индукцию в сердечнике.
потом оцениваете потери в железе на основе этих данных
и считаете ожидаемый нагрев железа относительно температуры окружающей среды. Все формулы, графики и номограммы - у производителей в свободном доступе.

З.Ы. никогда не видел у микрометалсов кулмю. плохо искал что ли?

Сообщение отредактировал Ydaloj - Jul 27 2015, 13:00

[sheldon]

В типовом стабе (где нагрузка подключена к общему проводу) возвратный ток дросселя (ниспадающая пила) протекает через нижний транзистор, и схемы синхронного управления заточены именно под управление нижним ключом.
...
З.Ы. никогда не видел у микрометалсов кулмю. плохо искал что ли?

Так драйверы контролируют этот ток? В начале меня обнадежили что их можно в такой схеме использовать...
Косяк с производителем, ошибся. Производитель Магнетикс, прикрепил пдф, не так уж и много там графиков и параметров.
Расчет вел для неразрывного тока, на разных сайтах, программах и по формулам из статей умных людей, на такой частоте при коэф. пульсаций тока дросселя 0,3 получил значения 22мкГн и 80мкФ для обеспечения пульсаций на уровне 0,1А при 20А тока в нагрузке. Что если я поставлю этот конденсатор с запасом 4шт х 4,7мФ например? Что по поводу сквозных токов в моей модели скажете?

В модели проблем нет, пульсации приличны, но они всё-равно уйдут в тепло и усреднятся. Если добавить конденсатор, то пульсации становятся совсем маленькими, но зачем?

Спасибо за проявленный интерес, эта схема работает на 10-15А - без проблем на радиаторах из АТХ БП, на 20А градусов до 70 греются и транзисторы(2шт в параллель IRFZ44N) и диод(CTB-34 что было ). Можно конечно дросселем обойтись, а что бы уменьшить габариты поднять частоту раз в 10, но тогда нужно что-то формирующее шим сигналы на такой частоте с управлением от МК. Может что посоветуют добрые люди?

HardEgor, а теперь давайте дедукцию

Мысль хорошая, но я не могу запустить драйвер даже без нагрузки как таковой (на 10 Ом), не то что бы уже 20А гонять когда реально может быть такая ситуация. Снижение проницаемости учитывал, у меня примерно 20 витков на 20А = 400А*Вит, из даташита - 60нГн/Вит^2 итого 60 * 400 = 24 мкГн, может где ошибся конечно.


Промоделировал на малой нагрузке, вот что получилось.
Видимо Ydaloj прав, т.е. токи обратные могут быть при колебательном переходном процессе. Какие выходы из этой ситуации? Ставить датчик тока и не открывать транзистор когда ток мал? Еще меня мучает вопрос, в даташитах на транзисторы не нашел допустимого обратного тока паразитного диода, или его в любом случае нужно шунтировать Шотткой?

Сообщение отредактировал Herz - Jul 28 2015, 07:06

Причина редактирования: Избыточное цитирование

Эскизы прикрепленных изображений

 

Прикрепленные файлы

 0077083A7.pdf ( 330.67 килобайт ) Кол-во скачиваний: 9

 

[HardEgor]

Так драйверы контролируют этот ток? В начале меня обнадежили что их можно в такой схеме использовать...

Использованные драйверы работают в схеме когда нагрузка подключена к общему проводу - после выключения верхнего ключа, они, грубо говоря, контролируют состояние в средней точке(между ключами) и включают нижний ключ(замена диода) когда верхний выключился. У вас же надо наоборот - диод это верхний ключ. Да и напряжение на материнских платах не выше 12В(вы же оттуда драйверы взяли), лучше взять нормальные драйверы полумоста с deadtime, например на irf.com

а что бы уменьшить габариты поднять частоту раз в 10, но тогда нужно что-то формирующее шим сигналы на такой частоте с управлением от МК.

Поднимете частоту - увеличите потери на транзисторах/диодах. Так стоит поступать если объем ограничен.

Еще меня мучает вопрос, в даташитах на транзисторы не нашел допустимого обратного тока паразитного диода

Такой же как у транзистора.

Есть альсиферовые диаметром 55мм может на них лучше мотать? но документации никакой

На кольце должна быть цветная метка, по ней определите марку
Если надо увеличить мощность - их можно сложить в стопку и мотать.

[sheldon]

Использованные драйверы работают в схеме когда нагрузка подключена к общему проводу - после выключения верхнего ключа, они, грубо говоря, контролируют состояние в средней точке(между ключами) и включают нижний ключ(замена диода) когда верхний выключился. У вас же надо наоборот - диод это верхний ключ. Да и напряжение на материнских платах не выше 12В(вы же оттуда драйверы взяли), лучше взять нормальные драйверы полумоста с deadtime, например на irf.com

Ну никак не пойму должны они работать в этой схеме или нет SC1211 работают до 40В, брал их только ради проверки возможности использования в этой схеме. Смысл брать другие драйверы если они все равно не будут работать, или будут?

[wim]

не пойму должны они работать в этой схеме или нет SC1211 работают до 40В

Не должны. Потому что вывод Vin имеет потенциал источника питания, а максимальное значение для него показано в первой строчке таблицы предельных значений.

[sheldon]

Не должны. Потому что вывод Vin имеет потенциал источника питания, а максимальное значение для него показано в первой строчке таблицы предельных значений.

BST to PGND 40 V - 3стр 5 строка, что означает? Вопрос не в предельных параметрах драйвера, а в принципиальной применимости в данной схеме включения.
Т.е. если питание драйвера и верхнего ключа будут 12В, должен он работать при токе дросселя протекающего в обратном направлении?

к тому же, судя по даташиту на SC1211, она вообще не умеет чувствовать ток, а информация о токе передаётся в "главное управление"

Так получается она должна без проблем в противофазе формировать шим с деад тайм, просто когда обратный ток конденсатора замкнется через катушку на нагрузке будут колебания напряжения, я правильно понимаю? Это же не смертельно для драйвера, если транзисторы целые остаются.