DC/DC - с двуполярным выходом., Вх - 5...30В - выход +-14В - 0,8А Опции

[Stanislav_S]

Собственно возникла тут такая задача, неободим DC/DC - входное напряжение в диапазоне 5 - 30В, выходное напряжение двуполярное +-14 вольт, причем по +14В нагрузка около 0,8Аmax, по -14В нагрузка 0,08Аmax. Гальваническая развязка не нужна, есть ограничение по цене. Собственно вопрос какую топологию тут использовать? вроде бы SEPIC тут годится, но с ним абсолютно незнаком поэтому есть опасения, какие будут советы от уважаемых гуру?

[oles_k76]

У вас С9 и С10 какое ESR имеют на частоте 400кГц? Если это бросовые танталловые то там <1 Ом
Надо поставить керамику.Например Мурату. Там будет уже порядка <50мОм

От этого напрямую зависит устойчивость.

[wim]

У вас С9 и С10 какое ESR имеют на частоте 400кГц? Если это бросовые танталловые то там <1 Ом
Надо поставить керамику.Например Мурату. Там будет уже порядка <50мОм

От этого напрямую зависит устойчивость.

Устойчивость не зависит от значения ESR на частоте коммутации. Нужно смотреть оное ESR на частоте единичного усиления - оно там, как правило постоянное от единиц до десятков кГц.
В сепике частота единичного усиления выбирается раз в 3-5 ниже частоты "правого" нуля, т.е. (1/2*pi)*(Ro/L1)*((1-D)/D)^2. Соотв-но нуль, образованный емкостью конденсатора и ESR должен быть или намного ниже по частоте или намного выше. Вариант с "плохим" ESR конденсатора вполне законный и таки недорогой, если, конечно, устраивает по пульсациям.

[oles_k76]

Устойчивость не зависит от значения ESR на частоте коммутации. Нужно смотреть оное ESR на частоте единичного усиления - оно там, как правило постоянное от единиц до десятков кГц.

Я не буду категоричным, поскольку лишь недавно мне пришлось столкнуться с этим вопросом.
Может быть будет кому нибудь полезна вот этот AN-1286

Прикрепленные файлы

 AN_1286_compensation.pdf ( 200.3 килобайт ) Кол-во скачиваний: 65

 

[Stanislav_S]

Выбросил формирователь отрицательного напряжения, выходную емкость заменил на 47uF особых результатов не дало. Поставил дроссели по 10 мкГн, особо тоже ничего не изменилось. Смущают импкльсы на стоке, они имеют вид колокола ( вернее прямоугольника у которого вершина полукркг), причем каждый второй импульс имеет амлитуду в 2 раза меньше, не думаю что так должно быть.

[wim]

Кстати, с 10 мкГн это режим разрывных токов. Если это так и задумано, то все, что я накатал выше, можно не читать.

[Stanislav_S]

Кстати, с 10 мкГн это режим разрывных токов. Если это так и задумано, то все, что я накатал выше, можно не читать.

Да нет просто стандартная схема из даташита, ну хоть она должна то работать

[wim]

Да нет просто стандартная схема из даташита, ну хоть она должна то работать

Я понял - Вы не любите считать. Тогда действтельно надо искать "правильную" схему. Навскидку - в даташите частота коммутации в два раза выше, выходное напряжение почти в три раза меньше. Т.е. размах пульсаций тока в L1 0,5 А. а у Вас - около трех.

[Stanislav_S]

Я понял - Вы не любите считать. Тогда действтельно надо искать "правильную" схему. Навскидку - в даташите частота коммутации в два раза выше, выходное напряжение почти в три раза меньше. Т.е. размах пульсаций тока в L1 0,5 А. а у Вас - около трех.

Та нет считать люблю, вон на столе гора бумаги с расчетами, а собирать буду на соседней макетке благо макеток много и комплектации то же Просто хочется получить более или мение работающюю схему дабы теже осцилограммы смотреть, да и расчеты можно будет проверить.

[Stanislav_S]

Попробую расчитать под мои параметры. Может я где то неправ?
Дано:
- входное напряжение 6 - 30 В
- выходное напряжение - -+12 В
- выходной ток - 0,7А
- частота преобразования 400 кГц
1) Находим минимальный и максимальный коэфициент заполнения
Dmax = (Vo + Vd)/(Vo + Vd + Vinmin) = (12 + 0.5)/(12 + 0.5 + 6) = 12.5/18.5 = 0.68
где - Vd падение на выходном диоде, принимаем 0,5В

Dmin = (Vo + Vd)/(Vo + Vd + Vinmax) = (12 + 0.5)/(12 + 0.5 + 30) = 12.5/32.5 = 0.38

Падением на транзисторе и шунте пренебрегаем.

2) Находим значение индуктивности L1, L2, для режима неразрывных токов
L1 > (Vinmax - Vq) * (1 - Dmin)/(2 * Fs * io); Vq - падение на транзисторе им пренебрегаем

L1 > (30 * (1 - 0.38))/(2 * 0.7 * 400000) = 18.6/560000 = 33uH

Для L2

L2 > ((Vinmin - Vq) * Dmax)/(2 * Fs * io);

L2 > ( 6 * 0.68)/560000 = 7.8 uH - для двуполярного в 2 раза больше 15,6 -> 22uH

3) Определим токи через дроссели
Средний ток через L1
iav1 = Dmax * io/(1 - Dmax) = 0.68 * 0.7/0.32 = 1.49A

Для L2 средний ток равен выходному = 0,7А

Найдем токи пульсаций

dL1 = (Vinmax * Dmax)/L1 * Fs = (30 * 0.68)/13.2 = 1.54 A

dL2 = (Vinmax * Dmax)/L1 * Fs = 30 * 0.68/8.8 = 2.3A

Найдем ток через транзистор
Isw = io + i1av + dL1/2 + dL2/2 = 0.7 + 1.49 + 0.75 + 1.15 = 4A

Пока вроде как то так.

На макетке эта штука будет работать плохо, если вообще будет. ШИМ-контроллеры с управлением по пиковому току вообще чувствительны к помехам (по этому самому токовому входу). А уж LM3478 - тем более, поелику у нее порог срабатывания почти в 10 раз меньше по сравнению с "классицкими" UC384X.

Ну макетка у меня делалась именно под эту схему, старался разводить согласно рекомендациям производителя.

[wim]

Пока вроде как то так.

Формулы - самые что ни на есть обычные, но зачем считать L1, L2 при разных входных напряжениях? К этим дросселям прикладываются одинаковые напряжения в одних и тех же интервалах коммутации.

[Stanislav_S]

Формулы - самые что ни на есть обычные, но зачем считать L1, L2 при разных входных напряжениях? К этим дросселям прикладываются одинаковые напряжения в одних и тех же интервалах коммутации.

То есть насколько. я понимаю если в формулы для индуктивности будем подставлять Vmin то подставлять надо везде Dmax, если Vmax, то Dmin соответственно?

[wim]

То есть насколько. я понимаю если в формулы для индуктивности будем подставлять Vmin то подставлять надо везде Dmax, если Vmax, то Dmin соответственно?

Таки да. Вообще, формула для расчета пульсаций тока в дросселе одинакова для всех топологий - если в интервале импульса ton к дросселю приложено постоянное напряжение U, ток будет нарастать линейно на величину U*ton/L. Дальше просто смотрите по схеме, какое напряжение к нему приложено и подставляете цыфири в формулу.

[Stanislav_S]

Таки да. Вообще, формула для расчета пульсаций тока в дросселе одинакова для всех топологий - если в интервале импульса ton к дросселю приложено постоянное напряжение U, ток будет нарастать линейно на величину U*ton/L. Дальше просто смотрите по схеме, какое напряжение к нему приложено и подставляете цыфири в формулу.

Ясно, спасибо. собрал схему из даташита, которая на странице 17, дроссели поставил 22мкГн, конденсатор Сс = 0,1мкФ, Cs = 4.7uF - керамика. Включаю на ХХ, дикий ток потребления, смотрю на шунте действительно выбросы за порог срабатывания, транзистор греется. на затворе импульсы управления есть, но длительность 250 нс, такое впечатление что дросселя L1 просто не существует, откуда там может такой огромный ток браться да еще и на ХХ? Ничего не понимаю, наверно пора в дворники идти.

[wim]

... такое впечатление что дросселя L1 просто не существует...

Может, так оно и есть - насыщается и ага. На чем он намотан-то? Вообще, L1 и L2 можно мотать на общем сердечнике в два провода.

Странно, кстати, что на приведенных в даташите на LM3478 схемах нет даже резистора для фильтрации помех на токовом входе.
Емкость, подключенная напрямую к датчику тока - бесполезна для этой цели... Хотя бы RC-цепочка...
То есть она вроде бы имеет blank-out time, но все же...

Ну, они считают, видно, что там будет небольшая емкость сток-исток разряжаться и усе. А если это флай и туда еще межвитковая емкость приплюсуется, то может встроенной фичи и не хватить. Но можно добавить RC-цепочку.

Случись работать на холостом ходу или близко к нему - проблемы из-за такой нелинейности регулировки...

Это не на холостом, а наоборот, когда перегрузка - там два порога ограничения. Сначала при достижении 165 мВ - фикированный коэффициент заполнения, а если выше 325 мВ - тогда уже отключают полностью.

[Guest_orthodox_*]

Это не на холостом, а наоборот, когда перегрузка - там два порога ограничения. Сначала при достижении 165 мВ - фикированный коэффициент заполнения, а если выше 325 мВ - тогда уже отключают полностью.

Ой, да. Ступил я что-то. То есть получается как бы додать немножко еще тока при перегрузке... Ну, разве что при пуске пригодится.
Действительно, не мешает...