Не выходит на режим понижающий регулятор на UC2823, Выходит слишком долго Опции

[thrush007]

Здравствуйте! Собрал понижающий преобразователь (ключ, диод, индуктивность) и использовал ШИМ-контроллер UC2823 с обратной связью по напряжению. Частота преобразования 220 кГц, индуктивность около 30 мкГн, внешний бутстрепный драйвер IRS21850 с затворным резистором 10 Ом, емкость выходного фильтра около 2500 мкФ, входное напряжение 21 В, выходное 12 В, ток нагрузки 10 А. Проблема в выходе на режим: при включении под нагрузкой на выходе устанавливается напряжение 9-10 В и не растет. Через минут 5 работы скачком переходит на требуемые 12 В и нормально их держит. На улице (при температуре 0-5 градусов) не выходит на режим 12 В вообще. Напряжения (опорное и обратной связи) на выводы микросхемы приходят; при 10 В на выходе (работа не в режиме) опорное напряжение и напряжение обратной связи отличаются, при 12 В на выходе (работа в режиме) одинаковы. Ограничение по току отключено, конденсатор на выводе мягкого запуска отсутствует. Может быть, кто-нибудь сталкивался с проблемой с выходом на режим?

[thrush007]

Все-таки рано я обрадовался. Попробовал вернуться к схеме, как на картинке вверху. Поставил параллельно диоду D20 резисторы с общим сопротивлением 600 Ом, убрал цепь коррекции C10, R13. Силовой диод между точкой MID_L и дросселем не ставил. Еще раз о проблеме: при подключении нагрузки напряжение на ней не стабилизируется, держится 8.6-9 В вместо 12. Ток в нагрузку течет, транзистор открывается и закрывается. Вот напряжение затвор-исток в этом режиме:

Частота ШИМ получается 144 кГц вместо положенных 270-280.

А это напряжение затвор-исток в нормальном режиме 12 В:

Здесь частота ШИМ нормальная, 287 кГц.
Это означает, что бутстрепный драйвер все-таки работает нормально?

[MikeSchir]

Частота ШИМ получается 144 кГц вместо положенных 270-280.

А это напряжение затвор-исток в нормальном режиме 12 В:
Это означает, что бутстрепный драйвер все-таки работает нормально?

Чтобы сделать правильные выводы надо посмотреть что происходит на выходе UC2823 при обоих выходных напряжениях.

[thrush007]

Чтобы сделать правильные выводы надо посмотреть что происходит на выходе UC2823 при обоих выходных напряжениях.

Выход ШИМ-контроллера в ненормальном режиме:

Вход драйвера в ненормальном режиме:

Напряжение ЗИ транзистора в ненормальном режиме:


Выход ШИМ-контроллера в нормальном режиме:

Вход драйвера в нормальном режиме:

Напряжение ЗИ транзистора в нормальном режиме:


Отличия в наличии иголок в выходном сигнале ШИМ-контроллера в ненормальном режиме и вдвое меньшая частота ШИМ в ненормальном режиме по сравнению с нормальным.

[MikeSchir]

Отличия в наличии иголок в выходном сигнале ШИМ-контроллера в ненормальном режиме и вдвое меньшая частота ШИМ в ненормальном режиме по сравнению с нормальным.

Понятно. При включении, напряжение на выходе отсутствует, и микросхема стартует с полным открытием (это по ДШ более 80%) и после прихода второго импульса почему-то сразу (может быть по помехе, да всё равно) срабатывает компаратор ШИМ, а через драйвер этот короткий импульс не проходит, и создаётся ощущение, что частота делится. В этом состоянии всё и остаётся: напряжение на выходе не доходит до стабилизации, полное открытие, помеха.
Поставьте на вход Soft Start нормальную ёмкость что бы длительность плавно менялась от нуля в течение, хотя бы, нескольких милисекунд, что бы не создавалась ситуация полного раскрытия. Попробуйте.
Кто-то ведь говорил про Soft Start?
У меня такое было но с отечественным аналогом UC2823, но я думал, что это свойство нашей мс, оказалось и брендовая тоже грешит.

Сообщение отредактировал MikeSchir - Dec 9 2015, 12:14

[thrush007]

Поставьте на вход Soft Start нормальную ёмкость что бы длительность плавно менялась от нуля в течение, хотя бы, нескольких милисекунд, что бы не создавалась ситуация полного раскрытия. Попробуйте.
Кто-то ведь говорил про Soft Start?
У меня такое было но с отечественным аналогом UC2823, но я думал, что это свойство нашей мс, оказалось и брендовая тоже грешит.

Пробовал 100 нФ, не помогло. Попробую ещё больше.

[MikeSchir]

Пробовал 100 нФ, не помогло. Попробую ещё больше.

Попробуйте. По ДШ ещё хотят что-то повесить на вывод 4. Резистор не рекомендуют меньше 2-х кОм и параллельно ёмкость в районе 500 пФ. Правда это при режиме Current mode. Попробуйте, в противном случае... ВСЁ! Поэтому я и говорил, что эта микросхема не лучший вариант, вообще. Не наблюдал, чтобы кто-то из моих знакомых применял её последние 20 лет.

Еще раз внимательно перечитайте мой пост.
Очень похоже что генератор сбивается.

По осциллограммам, вроде видно, что сбивается компаратор ШИМ. Да и что проще - надо посмотреть на выводе 6 пилу. Только обязательно щупом с делителем, чтобы не вносить емкость кабеля осциллографа!

[thrush007]

Пила в ненормальном режиме:

Пила в нормальном режиме:


В нормальном режиме пилообразное напряжение меньше дергается вверх-вниз. Емкость на вывод 4 пока не пробовал подключать, сейчас попробую.

При включении, напряжение на выходе отсутствует, и микросхема стартует с полным открытием (это по ДШ более 80%) и после прихода второго импульса почему-то сразу (может быть по помехе, да всё равно) срабатывает компаратор ШИМ, а через драйвер этот короткий импульс не проходит, и создаётся ощущение, что частота делится. В этом состоянии всё и остаётся: напряжение на выходе не доходит до стабилизации, полное открытие, помеха.
Поставьте на вход Soft Start нормальную ёмкость что бы длительность плавно менялась от нуля в течение, хотя бы, нескольких милисекунд, что бы не создавалась ситуация полного раскрытия.

Увеличил емкость конденсатора мягкого запуска до 1 мкФ. Теперь при первом запуске преобразователь сразу выходит на режим и работает нормально. При отключении и подключении нагрузки опять сбивается в ненормальный режим. Если разрядить конденсатор мягкого запуска, то преобразователь опять возвращается в нормальный режим.

[wim]

ПМСМ, надо увеличить напряжение питания драйвера вольт до 16 или даже чуть больше. Чтобы напряжение на бутстрепном конденсаторе гарантировано превышало пороговое напряжение MOSFET. Кстати, какой там силовой транзистор?

[thrush007]

ПМСМ, надо увеличить напряжение питания драйвера вольт до 16 или даже чуть больше. Чтобы напряжение на бутстрепном конденсаторе гарантировано превышало пороговое напряжение MOSFET. Кстати, какой там силовой транзистор?

Стабилизатор максимум на 15 В под рукой есть. Попробую. Транзистор использовал IRFS4410, 100 В, 10 мОм, максимальное пороговое напряжение 4 В.

[wim]

Стабилизатор максимум на 15 В под рукой есть.

В трехвыводном стабилизаторе можно поднять напряжение стабилитроном между общим проводом и средним выводом.

Транзистор использовал IRFS4410

Тяжеловат для 200 кГц. Я думаю, лучше бы выбрать с зарядом Миллера поменьше, даже в ущерб сопротивлению канала. Потому что с такими фронтами, как на картинках, динамические потери будут сопоставимы со статическими.

[thrush007]

Тяжеловат для 200 кГц. Я думаю, лучше бы выбрать с зарядом Миллера поменьше, даже в ущерб сопротивлению канала. Потому что с такими фронтами, как на картинках, динамические потери будут сопоставимы со статическими.

Частоту коммутации уменьшил до 230 кГц. При затворном резисторе 10 Ом: время включения от 0 до 0.9Uзи_max 340 нс, время выключения 360 нс.


При затворном резисторе 4.7 Ом: время включения 220 нс, время выключения 240 нс. Палец на транзисторе (корпус D2-pack) можно продержать в течение 5 секунд. Температуру померить нечем.


Какой вариант следует оставить? Не будет ли перекрытия с диодом при быстром включении? Стоит ли делать включение через резистор 22 Ом, а выключение через 4.7? Драйвер допускает 4 ампера на вкл/выкл.



Сообщение отредактировал thrush007 - Dec 9 2015, 22:34