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)

[Егоров]

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

Думаю, не так там все просто чтобы одной фразой пояснить.
Существует четыре топологии импульсных преобразователей. Одна из них - SEPIC. SEPIC это SEPIC. В инвертирующем варианте - схема Чука. Они не сводятся к какой-то другой, как пушпул к прямоходовику, например.
Однако, действительно, ничего магического в этой топологии нет. Просто стоит промоделировать и пощупать на железе. Набор разных вариантов формул для этой топологии , к сожалению, не очень полезен для практики.
------
Некоторые сложности могут быть с повышающим вариантом из-за необходимости компенсации наклона пилообразного напряжения в цепи ОС. Как ни считай эту цепочку, на практике бывают участки нестабильной работы. Тут кардинально решает проблему переход с ШИМ на ЧИМ. Либо можно вторую обмотку при связанных дросселях намотать автотрансформатором, так, чтобы заполнение было менее 50%.
Схема со связанными обмотками дросселя привлекательнее, Большая часть энергии передается через магнитный поток. При раздельных дросселях разделительный конденсатор должен иметь соответствующую реактивную мощность.

Получается, что минимальная нагрузка должна быть ок 10% максимальной.
.

Да ничего там не получается. Это вообще бессмысленный расчет режима холостого хода. Самой проблемы в явном виде для этого преобразователя не существует. Индикаторный светодиод на выходе уже неплохо все нагружает.

[VDV]

Да ничего там не получается. Это вообще бессмысленный расчет режима холостого хода. Самой проблемы в явном виде для этого преобразователя не существует. Индикаторный светодиод на выходе уже неплохо все нагружает.

Не знаю какой у вас опыт, а мы пожгли несколько микрух, пока нагрузку минимальную не добавили обычным резистором.
Светодиод это 5 мА всего.

Сообщение отредактировал VDV - Apr 18 2018, 19:26

[Егоров]

Не знаю какой у вас опыт, а мы пожгли несколько микрух, пока нагрузку минимальную не добавили обычным резистором.
Светодиод это 5 мА всего.

Так надо же было не на микрухах, а на микросхемах паять
Пожгли вы все из-за 1МГц. Я с этими игрушками рекордных частот быстро наигрался. Там щуп осциллографа иногда все выжигает.
Какой опыт... близко к вашему случаю ... ну несколько тысяч 12 ватных SEPIC 48/12 вольт, работающих у потребителей лет 7. Мало?
Светодиод там добавляет 3 мА, если его отпаять, то все равно работает
Вообще-то непонятно почему такие трудности с холостым ходом у вас. Вы хотя бы приблизительно успели заметить что там происходит? Что начинает бесконтрольно изменяться?

[VDV]

Светодиод там добавляет 3 мА, если его отпаять, то все равно работает
Вообще-то непонятно почему такие трудности с холостым ходом у вас. Вы хотя бы приблизительно успели заметить что там происходит? Что начинает бесконтрольно изменяться?

у нас тоже все работало, но иногда вдруг вылетали микросхемы.
насколько понял, причины были 2.
1) преобразователь включался слишком рано и выключался слишком поздно, было увеличено напряжение, при котором его было разрешено стартовать.
2) в переходных процессах при старте, выключении и смене режима работы микросхем видимо были выбросы напряжения вверх.
Полагаю, это и был DCM.

Касаемо Boost: эти же контроллеры работают и в boost режиме, а мне как раз один такой интересен.
Т.е. интересен и SEPIC и BOOST.
SEPIC в CCM.
BOOST наоборот нужен в DCM.

С SEPIC осталась непонятка с максимальным выходным током и расчётом разделительного конденсатора.
С BOOST - непонятно как посчитать DCM режим.
При этом исхожу из предположения, что этот режим выбирается для расчета, если DC выходит за допустимые рамки.
И еще: вижу, что для LT8330 в доке упоминается DCM режим, в доке LT8582 - нет.
Означает ли это, что LT8582 нельзя использовать в этом режиме?

[Егоров]

у нас тоже все работало, но иногда вдруг вылетали микросхемы.
насколько понял, причины были 2.
1) преобразователь включался слишком рано и выключался слишком поздно, было увеличено напряжение, при котором его было разрешено стартовать.
2) в переходных процессах при старте, выключении и смене режима работы микросхем видимо были выбросы напряжения вверх.
Полагаю, это и был DCM.

И еще: вижу, что для LT8330 в доке упоминается DCM режим, в доке LT8582 - нет.
Означает ли это, что LT8582 нельзя использовать в этом режиме?

Для LT 8330 собачка может быть зарыта в строке " VC1, VC2 (Pin 5/Pin 8): Error Amplifier Output Pins. Tie external compensation network to these pins." Неохота вникать в это очередное барахло LTC. но параметры этой цепочки, похоже, берутся с потолка.
1. LTC знаменита массой разработок. В том числе, очень интересных. Но фирма эта работает на урну. Все в разы дороже и ограниченные количества. Не знаю чтобы хоть одна их разработка стала классикой, получила массовое распространение.
2. Вопрос о ССМ и DCM пора закрыть. Ни один контроллер не знает, да и не должен знать , в каком из режимов он сейчас работает. Это определяется параметрами внешних элементов - индуктивности, частоты и напряжения. Контроллер может отслеживать только заданное амплитудное значение тока через ключ. Но формой тока не интересуется.
3. Контроллер обычно становится в тупик, если коэффициент заполнения 50% и более . Он переходит в рваный режим беспорядочных по длительности коммутаций. Любители математического анализа сталкиваются при этом с чем-то вроде деления на ноль. Немногие контроллеры имеют внутренние цепи т.н. "слоп-компенсации", учета наклона пилы на датчике тока. Расчет этих компенсаций внешними цепочками достаточно туманен. Подбор методом тыка тоже недостаточно надежен. Без достаточного опыта лучше пока с этим режимом не связываться.
4. Вы, кажется, смешали два понятия - работа с заполнением более 50% (D>0.5)и работа в режиме непрерывных-разрывных токов. (CCM-DCM). Нет и не может быть никаких проблем в контроллере при смене режима CCM-DCM. Более того, эти режимы обязательно оба присутствуют, чередуются. Когда ССМ источник начинает работать с малой нагрузкой или на холостом ходу он обязательно перейдет в режим DCM. Это не должно создавать никаких проблем.
5. Предпочтительно использовать при полных нагрузках режим ССМ. Это меньшие токовые нагрузки на ключи и диоды, меньше габариты моточных. Режим гарантированого DCM используется обычно в высоковольтных источниках, где применение диодов Шоттки затруднено и скорость восстановления обратного сопротивления диодов порождает большие броски токов и напряжений по фронтам переключений.
6.Почему вы выбрали эти микросхемы LTC ?

Симуляторам Вы не доверяете. Мы можем бесконечно обсуждать, какая формула более "правильная", но ситуация в целом выглядит безвыходной.

Тоже верно. Стоит подумать.

[MegaVolt]

1. LTC знаменита массой разработок. В том числе, очень интересных. Но фирма эта работает на урну. Все в разы дороже и ограниченные количества. Не знаю чтобы хоть одна их разработка стала классикой, получила массовое распространение.

[offtop]LTZ1000 не просто классика а лучшее что есть из источников опорного напряжения.[/offtop]

[Егоров]

[offtop]LTZ1000 не просто классика а лучшее что есть из источников опорного напряжения.[/offtop]

Контора шьет замысловатые пиджаки по 5-кратной цене и по штуки в год.
Мне резонно возражают, что пуговицы у конторы самые блестящие в мире. Ну так по пуговицам и возразить нечего. Хороши.
LTC1245 и UC3845. Сравните цены. Только не надо про "качество", оно несравненно .