Еще раз о SEPIC-стабилизаторе, Реализуемость SEPIC-стабилизатора (12В 10А)Out Опции

[Harry Lukoch]

Вопрос к спецам, у которых в активе есть свой SEPIC-преобразователь. Суть вопроса в реализуемости такого преобразователя со следующими исходными данными:
Uвх = 10...15 В,
Uвых = 12 В,
Iвых = 0...10 А.
Обсуждаемая схема в приложенном файле.

Расчет из Datasheet дает приблизительно следующие значения номиналов и параметров схемы для максимального режима:
задался частотой преобразования 100 кГц,
Dмах = 0.57,
Dmin = 0.46,
ток пульсации через L1 = 5.6 А,
L1 = L2 = 10 мкГн, предполагаю оба дросселя мотать на одном сердечнике RM10,
пиковый ток через L1 = 16 А,
пиковый ток через L2 = 12.3 А,
пиковый ток через MOSFET = 28.3 А,
среднеквадратический ток через MOSFET = 17.3 А, выбрал IRFI1010N (International Rectifier)
максимальная рассеиваемая мощность на MOSFET = 13 Вт,
среднеквадратический ток через Cs = 11.4 А,
задался напряжением пульсации на Cs равным не более 2 В,
отсюда получил емкость Cs = 30 мкФ,
среднеквадратический ток через Cout = 11.4 А,
для 1% пульсации выходного напряжения ESR выходного конденсатора не более 2.1 мОм,
откуда Cout ≥ 950 мкФ, исходя из тока пульсации в качестве Cout выбрал батарею из 4-х включенных параллельно конденсаторов серии EXR (Hitano) 50 Вх1500 мкФ, т.е. суммарная емкость 6000 мкФ.
среднеквадратический ток через Cin = 1.62 А, в качестве Cin выбрал один конденсатор EXR 50 Вх1500 мкФ,
делитель UFB: 3.3 кОм, 390 Ом,
Rsn = 4.3 мОм, Rfa = 180 кОм, Rc = 24кОм, СС1 = 18 нФ, СС2 = 2.7 нФ.
В общем-то значения тяжелые, но, как мне представляется, реальные. За исключением конденсатора Cs. Рекомендуется керамика. Пока предполагаю использовать в качестве Cs батарею из 3-х включенных параллельно конденсаторов общего применения SMD-2220-X7R-10 мкФ-25В. Но понятия не имею, рассчитаны ли они на такую реактивную мощность. И нигде не могу найти исчерпывающую информацию об этом. Просмотр темы SEPIC на форуме electronix.ru показывает, что в прошлом этот вопрос уже возникал. Может сегодня кто-то может высказаться определеннее. Может быть, здесь нужно применять какие-то специальные конденсаторы. А может, схема вообще не реальна? Кто знает – подскажите, пож-ста. Тот же самый просмотр темы SEPIC уже навел меня на мысль о том, что выходной драйвер LM3478 вряд ли потянет емкость затвора IRFI1010N. Здесь, я думаю, возможно незначительное усложнение схемы добавлением дополнительного драйвера. А в остальном схема реализуема?
Меня берут сомнения потому, что из всех предлагаемых схем SEPIC-преобразователей (схем Чука) ни одной сильноточной я не видел. Кроме того, вызывает изумление тезис, что в этой схеме рабочий цикл зависит только от входного и выходного напряжений (читай: не зависит от выходного тока). Поэтому возникает сомнение, может ли стабилизатор работать в широком диапазоне выходных токов.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[wim]

Требования к Cs - примерно такие же, как к выходному конденсатору, поскольку действующие значения токов у них сопоставимы. Можно использовать те же EXR.
Проблемы могут быть с LM3478. NS утверждает, что она не так чувствительна к помехам, как LM3488, но лучше всё равно поставить что-нить подубовее, типа UCC3807 и трансформатор тока в цепи стока полевика.
У всех топологий преобразователей в режиме непрерывных токов рабочий цикл не зависит (почти) от тока нагрузки. А в режиме разрывных - зависит. Ну и ничего страшного - какая-то нагрузка всё равно есть. Делитель выходного напряжения, например.

[Harry Lukoch]

Требования к Cs - примерно такие же, как к выходному конденсатору, поскольку действующие значения токов у них сопоставимы. Можно использовать те же EXR.
Проблемы могут быть с LM3478. NS утверждает, что она не так чувствительна к помехам, как LM3488, но лучше всё равно поставить что-нить подубовее, типа UCC3807 и трансформатор тока в цепи стока полевика.
У всех топологий преобразователей в режиме непрерывных токов рабочий цикл не зависит (почти) от тока нагрузки. А в режиме разрывных - зависит. Ну и ничего страшного - какая-то нагрузка всё равно есть. Делитель выходного напряжения, например.

Не знаю, разумно ли ставить электролитына на такой ток, может быть только по цене, но точно не по габаритам. На выходе то они оправдываются необходимостью обеспечения непревышения пульсации напряжения. А к разделительной емкости это не относится.
Что касается UCC3807, то фиксированная частота преобразования 1 МГц (может я ошибаюсь - бегло глянул datasheet) великовата для моего опыта в преобразовательной схемотехнике.
Ну и Большое Спасибо за пояснения зависимости рабочего цикла от характера тока дросселя!

Сообщение отредактировал Harry Lukoch - Aug 25 2008, 15:11