Возникла у меня недавно необходимость сделать повышающий преобразователь 3 - 5 вольт, и током 500 мА, причем одними из требований были максимально высокий кпд, так как питание предполагалось от аккумулятора, и доступность элементов в нашей деревне.
Основная задача была правильно рассчитать сам преобразователь, намотать дроссель, а потом проверить рачет на макетке практически, сразу определившись с КПД... И только потом уже подобрать подходящий по параметрам контроллер...
Катушку рассчитал и намотал. Собрал на макетке классическую step-up схему с параметрами максимально приближенными к идеальным. Единственное, что осталось, так это подать на нее импульсы требуемой частоты, погонять под нагрузкой, повариировав длительностью. На роль ШИМ генератора прекрасно подошел attiny13 с ручной регулировкой скважности, тем более что частота требовалась не высокая (контроллер и ключ питались отдельно, от 5 в)
Испытания превзошли все ожидания, с расчетом катушки попал почти в точку, при максимальной скважности держала требуемые 500 мА, 5 в аж от полтора вольта входного напряжения! И не грелось ничего почти, потму что средний КПД получался 90-95% Просто класс!
Осталось прицепить контроллер... Спросил интернет, интернет сказал, что для подобного приложения прекрасно подходит ШИМ(?) контроллер типа 34063, и все его уже давно используют и в хвост и в гриву. Хорошо. Посмотрел даташит - правда, подходит. О PWM правда ни слова, но тогда я разницы особой не видел. Причем использовать его желательно с внешним низковольтным ключом, что как раз меня удовлетворяло... Распаял за 10 минут, включил, заработало сразу. Пять вольт на выходе стояли как железные. Нагрузил, и смотрю что стало греться мое творение. Померил соотношение напряжений на входе и выходе, и офигел! КПД 70%
От чего? Схема преобразователя рабочая, только что ведь все было ок... Посмотрел осциллом - все соответствует букварю по 34063... Опять же не ШИМ, поэтому особой красоты и стабильности на осциллографе не добъешься, но претензий особых нет, остальное все в норме. А где КПД?
Вернулся к тестовой схеме, опять все ок - не менее 90-95%. Мистика!
Решил попробовать другую классику - TL494. Там уж настоящий шим, по питанию не катит правда , но в качестве эксперимента стОит попробовать... Запустил... И вот они мои 90-95%! Все вернулось на круги своя
Но заметил такую весч... При определенном диапазоне нагрузок дроссель начинает свистеть, Сигнал на осцилле подрагивает с частотой свиста, при этом КПД резко падает, остальные параметры остаются в норме. Причину я нашел, поставил побольше емкости по питанию и дроссель в обратную связь(в ущерб быстродействию).
Естественно, это все навело меня на мысль: что любые, даже маленькие периодические девиации скважности ведут к резкому падению КПД. А как работаеет MC34063? Стоит только запомнить и разглядеть историю работы контроллера хотя бы за долю секунды, Там же жуть какая-то на выходе творится! Все изменяется, и скважность и частота и все это в перемешку с непонятным мусором, половина которого периодически почти вгоняет сердечник в насыщение. Отсюда и 70%... Вот…
Короче решил пока остаться поклонником ШИМ стабилизации. Не знаю может быть релейный способ тоже хорош (уж по быстродействию эт точно). Но пока что моя недолгая практика в преобразовательной технике показала немного другое…
Мне предстоит не один раз окунаться в подобную схемотехнику, и хотелось бы использовать распространенную элементную базу. Низковольтные ШИМ контроллеры все-таки дороги, да и частенько не так уж и дотупны. 33063 и им подобные более распространены. Но что-то мои эксперименты не радуют (в микрокапе такой же результат). Отсюда вопросы для знатоков:
1. Принцип релейной стабилизации все-таки хуже чем ШИМ в отношении КПД(Почитал теорию, ничего не нашел, вроде все должно работать как часы)???
2. MC34063 - полное Г, не смотря на всеобщую любовь к ней или я просто не умею ее «Готовить»???
Если Г, тогда есть ли качественная не очень дорогая альтернатива?
А если нет, то в чем секрет ее приготовления?
Кстати, я собрал этот девайс, На прошлой неделе он показал себя на отлично
Не стал применять никакой специализированный контроллер, а оставил attiny13, навесив на него несколько сервисных функций и добавив внешний усилитель ошибки.
И еще после некоторой доработки, получилось неплохое зарядное устройство для мобилы от батареек. съедает их полностю, в любом количестве, до последнего сохраняя 5в на выходе, потом автоматически вырубается) Индицирется процесс насыщения преобразователя при падении напряжения питания или перегрузки на выходе (без тиньки это сделать было бы не просто) Схему могу выложить при желании…
Про MC34063, релейную стабилизацию и прочее....
Jul 25 2010, 12:33
