Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Маленький КПД Step-Down конвертера на м/с LM5116
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Силовая Электроника - Power Electronics > Силовая Преобразовательная Техника
Страницы: 1, 2, 3
Ydaloj
не, не всё
для указанных выше входных-выходных параметров, частоты и указанного дросселя получается dIL=50%
чтобы вывести значения резисторов Rg в плюсовое значение и обеспечить токовому усилителю вменяемые рабочие параметры, предел по току пришлось выставить 100%, а иначе ошибка - Rdson too low for desired current limit, и сопротивления резисторов со знаком минус. Да и то, на схеме указаны 24Ом, а в расчётах - 9, а поднять уже нечем.

что-то более-менее подходящее получается, если уменьшить дроссель вдвое.

но лучше будет, если, как и советовали, увеличить дроссель. Но и заменить транзисторы. пульсации тока снизятся, работать будет легче и всё запоёт и звук заискрится.
_Sergey_
Ну ток то такой же будет.. точно также будет греть мосфеты..
LM5116 быстрее включать/выключать не будет.

По даташиту нижний мосфет может рассеивать 3вт на пятачке меди в 1кв.дюйм. А в данных условиях - там еще один и плюс дроссель греется.

180нс это 3% от 6мкс.
Получается 10вт при 3% duty cycle + потери переключения + омические потери + потери на восстановление диода.
HardEgor
Может быть проще снять осциллографом токи-напряжения на ключевых элементах(транзисторы, дроссели, конденсаторы), выгрузить осциллограммы в csv, перемножить в экселе и понять где рассеивается максимальное значение мощности. Туда и копать. А то такое впечатление что работа идёт методом научного тыка, т.е. простым перебором sm.gif
И да, нагрузка из лампочки очень нехорошая - слишком большая нелинейность. Я обычно набираю из параллельно-последовательного соединения нескольких десятков МЛТ-2.
snowboy
Цитата(snowboy @ Apr 7 2016, 10:14) *
Вечером принесу совсем короткие толстые щупы и ещё уточню эти цифры.

Замерил точнее токи, с совсем коротенькими щупами с "крокодилами":
Uвх=27,5В, Iвх=2,65А, Uвых=19,3В, Iвых=3,63А, КПД=0,96, На плате остаётся: 2,82 Вт.
Это на половинной нагрузке (от той что я до этого экспериментировал).
Теперь задача получить такой-же результат на полной нагрузке...
snowboy
Цитата(HardEgor @ Apr 7 2016, 22:04) *
Может ... понять где рассеивается максимальное значение мощности.

Да где рассеивается мощность и так понятно по нагреву элементов, это мосфеты и дроссель. А такой расчётный метод слишком трудоёмкий.
Да, согласен, резисторы удобнее чем лампочки. Только нет их сейчас у меня. Думаю сделать гибридный вариант - лампочки + большой переменный резистор для варьирования нагрузки.

Цитата(Ydaloj @ Apr 7 2016, 20:18) *
чтобы вывести значения резисторов Rg в плюсовое значение и обеспечить токовому усилителю вменяемые рабочие параметры...т легче и всё запоёт и звук заискрится.

Да, вчера в схеме наблюдал 3 проблемы:
1. Во время включения верхнего мосфета, была наводка на затвор нижнего, и начинался в затворе колебательный процесс. См. файл LO_gate.gif, там синим изображено напряжение на нижнем затворе.
2. Просадка входного напряжения во время включения верхнего мосфета.
3. Малая амплитуда сигнала на входе токового усилителя.

Сделал такие доработки для их устранения:
1. Заменил нижний транзистор на более "тугой" (с большим напряжением открытия затвора и большим сопротивлением канала: IRFH5007 ( http://pdf.tixer.ru/541781.pdf ). Это увеличило токовый сигнал и уменьшило чувствительность затвора нижнего транзистора к помехам.
2. Заменил резисторы датчика тока Rg на 510 Ом.
3. Ставил разные конденсаторы в цепь +24В: электролит Low ESR 470 мкФ (Hitano EXR, 50В, 100 мОм), один тантал 100 мкФ, два тантала по 100 мкФ. В результате, оставил один тантал 100 мкФ (ESR 100 мОм). Когда любой вариант ставится уже раскачка питания убирается, а дальше при увеличении ёмкости уже не меняется практически.
4. Добавил в затвор нижнего мосфета конденсатор 1000 пФ, т.к. уже чувствительность к наводке уменьшилась, но не достаточно, и то появлялся колебательный процесс на затворе нижнего ключа (при включении верхнего ключа) то исчезал. С таким добавочным конденсатором уже не колеблется.

После доработок параметры эффективности следующие:
1. На пол-нагрузке: Uвх=24,9В, Iвх=2,93A, Uвых=19,3В, Iвых=3,68A, КПД=0,97, Нагрев= 1,93Вт
2. На полной нагрузке: Uвх=24В, Iвх=6,15A, Uвых=19,3В, Iвых=7,29A, КПД=0,95, Нагрев= 6,9Вт

Хотелось бы всё-таки догнать эффективность до 98%, причём на 10 А.
Сейчас вижу в схеме проблему что ток в дросселе имеет очень сильный импульс вниз при включении верхнего мосфета, см. CUR_IND.gif. Шунт 0,01 Ом, т.е. 20А/клетке.
_Sergey_
1000пф в затвор нижнего мосфета эквивалентно более медленному закрытию.

Вы фактически уменьшили потери во время Dead-Time.

Кстати, вы можете точно также поиграться с CSD18531.
нищеброд
Цитата(snowboy @ Apr 8 2016, 11:40) *
Сейчас вижу в схеме проблему что ток в дросселе имеет очень сильный импульс вниз при включении верхнего мосфета, см. CUR_IND.gif. Шунт 0,01 Ом, т.е. 20А/клетке.

Что бы так брыкаться током, дросселю нужны киловольты. Скорее всего , это наводка.
_Sergey_
Это ток через паразитные емкости дросселя.
нищеброд
Цитата(_Sergey_ @ Apr 8 2016, 15:17) *
Это ток через паразитные емкости дросселя.

Только полярность импульса другая Нажмите для просмотра прикрепленного файла

А для высокого КПД нужно или снижать частоту , или ставить снаббер для мягкой коммутации. Нажмите для просмотра прикрепленного файла
_Sergey_
Наводок нет, это подскок потенциала истока.
snowboy
Цитата(нищеброд @ Apr 9 2016, 00:35) *
А для высокого КПД нужно или снижать частоту , или ставить снаббер для мягкой коммутации.

Попробовал уменьшить частоту вдвое, до 80 кГц.
КПД - те-же 95% на выходном токе 7,3А
Прикладываю расчёт параметров на 80 кГц, график тока, график напряжений на нижнем мосфете.
NeonS
Вам следует выбирать ток индуктора (ripple current) в пределах 30...40%, но не 80%.
Ydaloj
snowboy, не поймите меня неправильно.
довольствуйтесь 95 процентами КПД. Это более чем прекрасный результат для разработчика, ищущего помощь на форумах.
_Sergey_
Особенно учитывая получившиеся габариты.. sm.gif
snowboy
Цитата(Ydaloj @ Apr 9 2016, 20:26) *
snowboy, не поймите меня неправильно.
довольствуйтесь 95 процентами КПД. Это более чем прекрасный результат для разработчика, ищущего помощь на форумах.

Да, текущего КПД достаточно. Оставляю силовую часть схемы такой как есть.
Сейчас начал подключать к тому самому ноутбуку, для которого это делалось, замерил ток потребления ноутбука в разных режимах. Реально в подавляющем большинстве случаев ток лежит в пределах 2-3А. А 11,8А они похоже совсем на всякий случай написали. А на таких токах схема обеспечивает КПД 97%, что вполне хорошо.

Всем спасибо большое за помощь!
MikeSchir
Цитата(snowboy @ Apr 10 2016, 00:19) *
Да, текущего КПД достаточно. Оставляю силовую часть схемы такой как есть.
Сейчас начал подключать к тому самому ноутбуку, для которого это делалось, замерил ток потребления ноутбука в разных режимах. Реально в подавляющем большинстве случаев ток лежит в пределах 2-3А. А 11,8А они похоже совсем на всякий случай написали. А на таких токах схема обеспечивает КПД 97%, что вполне хорошо.

Всем спасибо большое за помощь!

Читаю тему и не могу понять в какой момент КПД с 80 - 83% поднялся до 94 - 97%? Расскажите. Так в чём была причина "потерь"? Или здесь тот самый случай, когда "дело было не в бобине..." rolleyes.gif
AleksBak
Цитата(MikeSchir @ Apr 12 2016, 16:04) *
Читаю тему и не могу понять в какой момент КПД с 80 - 83% поднялся до 94 - 97%? Расскажите. Так в чём была причина "потерь"? Или здесь тот самый случай, когда "дело было не в бобине..." rolleyes.gif

Кажется в момент когда ТС "поточнее измерил токи и напряжения". 1111493779.gif (ПС - тоже читал тему)
wim
Однако, детальки, похоже, перестали самовыпаиваться - значит потери действительно уменьшились. Я думаю, помог конденсатор 1000 пФ в затворе.
_Sergey_
Замена нижнего мосфета на более медленный.
ursus
Цитата(_Sergey_ @ Apr 9 2016, 18:05) *
Особенно учитывая получившиеся габариты.. sm.gif

Нужно обеспечивать критический режим работы ППН. Сквоздняк дует при открывании верхнего транзистора на открытый диод структуры нижнего ключа...
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.