расчет индуктивности для SEPIC пребразователя Опции

[VDV]

Пробую рассчитать индуктивности для SEPIC преобразователя.

TI: http://www.ti.com/lit/an/slyt309/slyt309.pdf
Формула 4. В знаменателе 2 для СВЯЗАННЫХ индуктивностей, для несвязанных коэффициент 1.

Maxim Integrated: https://www.maximintegrated.com/en/app-note...dex.mvp/id/5740
Уравнение 30, В знаменателе 2 для НЕСВЯЗАННЫХ индуктивностей.

AD: смотрим документацию, например, LT8330.
Читаем:
Given an operating input voltage range, and having chosen ripple current in the inductor, the inductor value (L1 and L2 are independent) of the SEPIC converter can be determined using the following equation:
L1= L2 = VIN(MIN) * DMAX / (0.5 * dISW * fOSC)

By making L1 = L2, and winding them on the same core, the value of inductance in the preceding equation is replaced by 2L, due to mutual inductance:
L = VIN(MIN) * DMAX / (dISW * fOSC)

Итого для НЕСВЯЗАННЫХ индуктивностей имеем коэффициенты в знаменателе: 0.5, 1, 2.

Кто-нибудь пробовал расчёты на живом железе проверять?
Или может, у кого-нибудь есть отадочная плата, где можно замерить пульсации тока в обмотках, коэффициент заполнения при известных входных/выходных параметрах, чтобы проверить эти формулы? А еще лучше, на микросхемах от разных производителей, а то может, у них просто внутри делитель частоты стоит? Правда, тогда получается, что "рабочая частота" является нечестным параметром и по нему нельзя контроллеры сравнивать.

Сообщение отредактировал VDV - Apr 16 2018, 22:08

[MikeSchir]

Обращусь сразу ко всем участникам. Помоделируйте в симуляторе, обязательно, и с не связанными индуктивностями и со связанными. Ведь никто из вас ещё не выложил результатов моделирования. Я недавно проделал это и результат моделирования со связанными катушками меня не порадовал (может быть я в чём-то ошибся?), но в режиме CCM входной ток перестал быть непрерывным, и пропала часть прелестей сепика. Стало ясно, что без дополнительных индуктивностей последовательно, хотя бы , с одной из связанных обмоток (как учат нас Севернс и Блюм ) не обойтись, т.к. реальной индуктивности рассеяния, явно, не хватит. Так что - помоделируйте, может быть найдётся ошибка. К сожалению я тоже не выложу сейчас результатов, времени хватило только заглянуть на Форум, позднее постараюсь.

[Plain]

с не связанными индуктивностями и со связанными ... помоделируйте, может быть найдётся ошибка

Мы моделировали, но вообще-то, достаточно просто рассмотреть обе схемы.

На двухобмоточном дросселе — классический инвертирующий преобразователь, изолированная версия которого называется обратноходовым, с беспотерьной рекуперацией энергии индуктивности рассеяния посредством шунтирующего конденсатора.

На двух дросселях — тоже инвертирующий преобразователь, но сперва подключённый со стороны источника повышающим (вольтодобавляющим), т.е. суммирующим результат со входным напряжением, а затем вычитающим его же из полученной суммы посредством плавающего конденсатора и второго дросселя.

Размах каких пульсаций брать для расчета минимальной нагрузки?

Брать сумму желаемых размахов пульсаций и считать инвертирующий преобразователь:

R <= 2· Uout · (Uin + Uout) / (Uin · ΔI)

[VDV]

Брать сумму желаемых размахов пульсаций и считать инвертирующий преобразователь:
R <= 2· Uout · (Uin + Uout) / (Uin · ΔI)

Проверяем: Vin.max=14V, Vout=12V, Vdiode = 0.5, TPS61175, dI 6-33%, 1Mhz, Vsw=0.5
Iripple.max = 0.453A
R<= 2 * 12.5V * (13.5V + 12.5V) / (13.5V * 0.453A)
R <= 106.38.
Ir => 12V / 106.38 = 0.113A
Максимальный расчетный выходной ток 1.29А
Получается, что минимальная нагрузка должна быть ок 10% максимальной.
Примерно такой минимум и закладывается обычно сразу, сходится.
Но вообще верные цифры получились?

и что-то сходу не понял, как эта формула получилась. Для Boost, который с одним дросселем, она как выглядеть будет? Также, верно?

Разделительный конденсатор выбирается, прежде всего, исходя из рабочего напряжения и допустимого тока пульсаций.

Так ведь ток пульсаций и будет зависеть от его сопротивления.
Он включен последовательно с нагрузкой как бы.
То есть если его максимальное сопротивление выбирать как 1/10 минимального сопротивления нагрузки, то вроде как верный расчёт должен получиться.

Сообщение отредактировал VDV - Apr 18 2018, 20:27

[Plain]

не понял, как эта формула получилась. Для Boost, который с одним дросселем, она как выглядеть будет? Также, верно?

Неверно, R <= 2· Uout^3 / ((Uout – Uin) · Uin · ΔI)

неправильно поняли. Умирали не микросхемы DC/DC контроллеров, а микросхемы, которые от них питались

Да без разницы, причина всё в том же неверном расчёте, в данном случае на переходные процессы.

[VDV]

Неверно, R <= 2· Uout^3 / ((Uout – Uin) · Uin · ΔI)

У меня при расчете получилось для максимального тока нагрузки в 2.83А значение в 337Ома или 35.5мА. (1MHz, 10v->12v, Iripple ~400mA)
Это похоже на правду?

[Plain]

получилось ... 337Ома ... 10v->12v, Iripple ~400mA ... похоже на правду?

R <= 2· Uout^3 / ((Uout – Uin) · Uin · ΔI) = 2 · 12 В ^3 / ((12 В – 10 В) · 10 В · 0,4 А) = 432 Ом

LT8582, p.14, step 5 ... формула верная?

Да.

[VDV]

ага, спасибо! у меня учитывались еще падения напряжений на диодах и ключе.

не получается смоделировать...
вот попытка для TPS55340EVM-147

По выходному току: почему же формула от LT отличается от формулы (3) на стр. 3 SLVU742A от TI ?
откуда там знаменатель (vout / (vin.min * efficiency) + 1.) ?
и меня это коэффициент 2 связанных индуктивностей изрядно уже запутал.
Ведь ток ключа это сумма токов индуктивностей, значит, из Isw.limit надо вычитать суммарный Iripple?
Почему же формула такая же как для Boost конвертера, а не (Isw.limit - Iripple/2 * 2) ?

Сообщение отредактировал VDV - Apr 19 2018, 12:53

Прикрепленные файлы

 TPS55340_sepic_coupledinductor_step.zip ( 60.03 килобайт ) Кол-во скачиваний: 7

 

[Plain]

формула от LT отличается от формулы (3) на стр. 3 SLVU742A от TI

Отличаются только степенью упрощения.

[VDV]

Отличаются только степенью упрощения.

Договаривайте уже, где она меньше?
И откуда знаменатель взялся?

Сообщение отредактировал VDV - Apr 19 2018, 17:47