Разделительный конденсатор выбирается, прежде всего, исходя из рабочего напряжения и допустимого тока пульсаций.

Это не наш SEPIC, это какой-то "модифицированный".

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.


Брать сумму желаемых размахов пульсаций и считать инвертирующий преобразователь:

R <= 2· Uout · (Uin + Uout) / (Uin · ΔI)

Проверяем: Vin.max=14V, Vout=12V, Vdiode = 0.5, TPS61175, dI 6-33%, 1Mhz, Vsw=0.5
Iripple.max = 0.453A
R<= 2 * 12.5V * (13.5V + 12.5V) / (13.5V * 0.453A)
R <= 106.38.
Ir => 12V / 106.38 = 0.113A
Максимальный расчетный выходной ток 1.29А
Получается, что минимальная нагрузка должна быть ок 10% максимальной.
Примерно такой минимум и закладывается обычно сразу, сходится.
Но вообще верные цифры получились?

и что-то сходу не понял, как эта формула получилась. Для Boost, который с одним дросселем, она как выглядеть будет? Также, верно?



Так ведь ток пульсаций и будет зависеть от его сопротивления.
Он включен последовательно с нагрузкой как бы.
То есть если его максимальное сопротивление выбирать как 1/10 минимального сопротивления нагрузки, то вроде как верный расчёт должен получиться.

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.


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.

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?

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?

Да, но мне бы они не пригодились, как и большинству народа, потому что всё, когда-либо создаваемое людьми, рассчитывается по худшему случаю, что для преобразователей означает максимальный входной ток, а поскольку стандартные дроссели подразумеваются под 100 кГц непрерывного тока и 30% пульсаций, именно это подставляется в формулу и пересчитывается под конкретный случай, на чём разработка фактически и заканчивается.

А компоненты, помимо брака, всегда мрут исключительно от неправильного расчёта, и для начала, от непрочтения всех бумажек.

Конкретные грабли здесь — минимальный коэффициент заполнения, на который способен контроллер, и, соответственно, минимальная нагрузка схемы всё в том же худшем для данных условий случае, т.е. при максимальном входном напряжении схемы и паспортно минимально допускаемой индуктивности дросселя, а затем второй предел — при КЗ на выходе.

Вы неправильно поняли. Умирали не микросхемы DC/DC контроллеров, а микросхемы, которые от них питались.

Если Вам непонятен приведенный скрипт матлаб, значит Вашей базовой подготовки недостаточно (не по сепикам-бустам, а просто по теории электрических цепей). Симуляторам Вы не доверяете. Мы можем бесконечно обсуждать, какая формула более "правильная", но ситуация в целом выглядит безвыходной.

Неверно, R <= 2· Uout^3 / ((Uout – Uin) · Uin · ΔI)


Да без разницы, причина всё в том же неверном расчёте, в данном случае на переходные процессы.

Все начинают с 0, когда чего-то не понимают.
Проще написать формулы и объяснить откуда они взялись или порекомендовать то, где это описано и не только россыпями формул, часто с опечатками, а еще и с примером расчёта по этим же формулам.
А то как с TI: открываем доку с обучением по расчету схем, видим расчет, смотрим в доку по этой же микрухе, видим эту же схему, но с отличающимися в разы номиналами.
Как в таком случае чему-то можно научиться и что-то понять?

Прежде чем начинать работать с симулятором, надо понимать, что смотреть и где, и как это соотносится с формулами и полученными цифирками.


Тогда объясните, пожалуйста, что считать и как.

С чего вдруг? Последние две страницы воды начались с того, что Вы зачем-то захотели остаться в непрерывном режиме, и данная формула сугубо выдаёт лишь условие для этого и не более, а минимальная нагрузка по-прежнему зависит исключительно от минимального коэффициента заполнения, на который способен контроллер.

Теперь вы меня запутали.
да, хочу остаться в CCM. Вы вроде бы привели формулу, какая должна быть минимальная нагрузка для этого.
Что не так?

Любую соответствующую бумагу от LT, глава "Checking Transient Response".

Каков смысл вышеприведенных формул?
Это ведь минимальная нагрузка, чтобы остаться в CCM ?
Если их достаточно, в чем смысл отсыла?

Мы на форуме, и ответ был риторический, для остальных участников, пошатнувшихся на фразе "минимальная нагрузка должна быть 10%".

У меня при расчете получилось для максимального тока нагрузки в 2.83А значение в 337Ома или 35.5мА. (1MHz, 10v->12v, Iripple ~400mA)
Это похоже на правду?

Я уже все написал, объяснил и порекомендовал.
Даташиты не предназначены для обучения. Они предполагают, что разработчик уже знает, как разрабатывать источник питания, и описывают особенности конкретных микросхем.
Если хотите изучить основы, качайте с сайта TI семинары Unitrode.

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 ?


Тоже верно. Стоит подумать.

Потому что один из контроллеров подошел по параметрам и прекрасно работает в одном из изделий, поэтому для новой разработки начал с контроллеров LT.
Сейчас уже смотрю в сторону TPS.

Не понимаю с расчетом максимального выходного тока SEPIC.

Формула от LT, LT8582, p.14, step 5
Iout = (Isw - Iripple/2) * (1 - DC) = (Isw - Iripple/2) * Vin / (Vin+Vout)
домножим тут еще на effective

Формула номер 1 от TI
TI, Application Report SLVA337, (3)
Iout = Iswitch / (1 + Vout/Vin * (1 + K) / effective)

Формула номер 2 от TI
TPS55340.pdf, p.23, (44)
Iout = (Iswitch - Iin*K) / (Vout / Vin/ effective + 1)

Какая формула верная?

Вы будете бесконечно кувыркаться в этих формулах, не приближаясь к реальности. Пока не посмотрите работу источника хотя бы в симуляторе. Формула - не заклинание, она просто описывает наблюдаемое. Если вы хорошо вникните в физику работы реального источника, прочувствуете его в железе, то сможете сами рисовать эти формулы, опираясь на увиденное и здравый смысл.
Iout = (Isw - Iripple/2) * (1 - DC) = (Isw - Iripple/2) * Vin / (Vin+Vout)
Iout = Iswitch / (1 + Vout/Vin * (1 + K) / effective)
Iout = (Iswitch - Iin*K) / (Vout / Vin/ effective + 1)
Все три верны, но знать бы когда какую выбрать. Вслепую это не получится.
Желание оставаться в ССМ и на холостом ходу - абсурдное. Это вы сразу увидите на модели.
---
А вот спалили микросхемы нагрузки...
Тогда все дело в отклике источника на сброс-наброс нагрузки. Нужно сначала это внимательно посмотреть, подключая резистивную нагрузку, а не дорогущие микросхемы.
Это вопрос коррекции АЧХ и усиления в петле обратной связи. Точность выходного напряжения должна задаваться разумной. Стремление увеличить усиление в петле обратной связи может привести к автоколебаниям. Плохой отклик будет также при малых выходных фильтрах. Они должны обеспечивать стабильное питание нагрузки хотя бы 15-20 тактов работы ключа. Не должен ШИМ дергаться по каждому миллиамперному скачку нагрузки.
Картинка отклика должна быть апериодической или 2-3 полуволны в крайнем случае.
Прекрасные формулы, диаграммы Боде по этому вопросу есть. Но хорошо с ответом они сходятся, к сожалению, когда ответ уже получен в железе. Они для проверки решения, а не сами решают.

Анализ устойчивости преобразователя SEPIC более сложен по сравнению с базовыми топологиями. В преобразователях buck и boost одна катушка и один конденсатор дают две независимые переменные состояния, поэтому режим управления по току дросселя и выходному напряжению потенциально устойчив, т.к. контролирует обе независимые переменные состояния. В преобразователе SEPIC две катушки и два конденсатора дают четыре независимые переменные состояния, из которых более-менее корректно контролируется только напряжение на выходном конденсаторе. А вот с датчика тока снимается сумма токов двух дросселей, поэтому возможны ситуации, когда сигнал с датчика тока показывает стационарную картинку в каждом периоде, но каждый из токов флуктуирует, один - вверх, другой - вниз и наоборот. Это явление называется бифуркацией и простым расчетом по формуле не вылечивается.

вот еще прекрасная фраза из статьи http://www.kit-e.ru/articles/powersource/2006_9_126.php
"В разных источниках можно найти разные формулы для расчета индуктивностей преобразователя SEPIC. Так, например, в документе
[4] приводятся формулы, аналогичные (13) и (15), но коэффициент 2 в них находится в знаменателе, а не в числителе. Это, очевидно,
дает вчетверо меньшие номиналы индуктивностей. Тем не менее, компьютерное моделирование работы схемы показывает, что
индуктивности, рассчитанные по документу [4], достаточны для работы преобразователя в режиме непрерывных токов. В работе [5]
приводится третий вариант, результаты расчетов по которому ближе к результатам [4]. В настоящей статье полностью приводится
методика расчета из работы [3], так как из всех методик, найденных автором, она наиболее подробна и позволяет рассчитать наибольшее
число параметров."

Если честно, уже достало перевыводить формулы, гуглить как пофиксить нерабочие модели симуляторов и как вообще заставить их работать...

Вы можете здесь тему найти, как мы автору статьи помогали ...

R <= 2· Uout^3 / ((Uout – Uin) · Uin · ΔI) = 2 · 12 В ^3 / ((12 В – 10 В) · 10 В · 0,4 А) = 432 Ом


Да.

ага, спасибо! у меня учитывались еще падения напряжений на диодах и ключе.

не получается смоделировать...
вот попытка для TPS55340EVM-147

По выходному току: почему же формула от LT отличается от формулы (3) на стр. 3 SLVU742A от TI ?
откуда там знаменатель (vout / (vin.min * efficiency) + 1.) ?
и меня это коэффициент 2 связанных индуктивностей изрядно уже запутал.
Ведь ток ключа это сумма токов индуктивностей, значит, из Isw.limit надо вычитать суммарный Iripple?
Почему же формула такая же как для Boost конвертера, а не (Isw.limit - Iripple/2 * 2) ?

Отличаются только степенью упрощения.

Договаривайте уже, где она меньше?
И откуда знаменатель взялся?

[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 .

Егоров, как только появилась возможность, 25 лет применяю LT, все приборы соответствующей категории плотно утыканы их компонентами, заменить до сих пор нечем, на деньги всем моим заказчикам всё это время было глубоко начхать. При этом делал и массовые изделия, там LT естественно никто в здравом уме никогда не ставил.

Согласен.
Давайте исходить из того, что
- жизнь конечна.
- есть люди, потратившие время на изучение физики коверторов и описавшие это формулами.
предполагается, что они должны позволять сделать "реверс", т.е. рассчитать источник по исходным параметрам.
- они рассказывают об это другим людям.
- другие люди опираясь на это двигаются дальше.



Если не сложно, чтоб уж закрыть вопрос, для понижающего она как выглядит?


Проблема была с понижающим ST1S06, а не с LT


Исхожу из вычитанного где-то когда-то, что в DCM идет стремление поддержать выходную мощность, что выливается при изменении тока нагрузки в скачки напряжения.

R <= 2· Uout / ΔI

Спасибо!
Прикидка показывает, что для конвертора из 5В в 3.3В 1А это ок. 0.14А или ок 24 Ом. Похоже на правду?

Данных нет, а моя телепатия сбоит. Ещё неплохо бы напомнить, что у стандартных дросселей допуск 20%.

Исходил из dI ок 30%-40% от входного тока. При чём тут дроссель для такой прикидки?

Это все понятно. Согласен.

Размах пульсаций обратно пропорционален индуктивности, а значит допуск вычисленной минимальной нагрузки тот же.

после добавления потерь удалось запустить симуляцию на идеальных компонентах в ideаlCircuit.
режим: 1МГц, DC=0.5, Vin=10В, компоненты подобраны для Kind=100%.
Формула от LT для максимального выходного тока подтверждается, формулы от TI дают какой-то бред.
Просмотрел доки от TI: они в одной из формул формулу DC неправильно развернули, и потом это потащили в другие формулы и доки.

LM3478 p.26, (53):
Cdc >= L1 * I^2 / (Vin - Vq)^2

Понял так, что L1 - индуктивность для несвязанной индуктивности.
Рассчитанное минимиальное значение ставим в симулятор.
На не связанных индуктивностях модель работает как ожидается
На связанных всё выглядит странно.
Увеличиваем его номинал в 2 раза в схеме со связанным.
Всё начинает выглядеть более правильно, но всё равно токи сильно не такие и пульсации больше, чем в схеме на несвязанных.

Отсюда вопросы:
Как рассчитывать разделительный конденсатор?
Если исходя из пульсаций, то как их выбрать?
Часто встречал значение ок. 0.5В. Допустим, нужен конвертер 3.3 В в 0.5В, какое значение выбрать? Для 110В в 220В какие?
Может, где-то ошибка в схеме/подходе к моделированию?
Прилагаются модели для idealCircut, описание в readme

LTC1871 почитайте.

Потому что на связанных может получиться паразитный колебательный контур:
https://www.eetimes.com/document.asp?doc_id=1278582
Об этом еще в прошлом веке писАли:
http://www.ti.com/lit/ml/slup103/slup103.pdf
Демпфировать надо однако. Ну прочтите же уже хоть что-нибудь по теме, кроме даташитов.

Его не рассчитывают, а выбирают в ближайшем китайском ларьке исходя из рабочего напряжения, которое равно входному напряжению и рассчитанного/смоделированного/измеренного действующего значения пульсаций тока.

см. стр. 29 и 30.
формула среднего тока для разделительного и выходного конденсатора одна и та же.
Они в примере выбирают при этом 10мкФ для разделительного и 47мкФ для выходного.
Исходят, видимо, из соображения, что пульсации на выходе нужны меньшие.
Но тем не менее критерий до конца непонятен.



Спасибо.
Аппноты одно краше другого, не знаешь что читать и чему верить.
Всё прочитать и отделить зёрна от плевел жизни не хватит.
Читаем, например, в указанной статье в eetimes:
A more prudent approach is to INCREASE the leakage inductance, which is easily done when specifying a custom magnetic component.
Interestingly, few vendors have recognized this fact and many have produced inductors with LOW-LEAKAGE inductance for SEPIC applications.

Не на глаз же выбирают и не по цвету?

Если исходить из того, что L2 отдаёт ток либо на выход, либо на землю через разделительный, то возможно, есть какое-то соотношение баланса?

Отчего ж нет - мне красненькие Hitano нравятся. Чем мой вариант выбора конденсатора не устраивает? Конкретно - чем? Или Вы непременно хотите формулу, в которую подставите напряжения, токи, частоту, а формула Вам посчитает емкость? Ну, извиняйте, такой формулы нет. Т.е. можно, конечно, написать формулу расчета емкости, исходя из допустимой величины пульсаций напряжения на конденсаторе, и мы тут же упремся в вопрос - как выбирать эту самую допустимую величину. Не создавайте себе лишних сущностей. В силовой электронике выбор компонентов это обычно набор компромиссов - этот параметр не меньше столько-то, а этот - не больше столько-то. А для проверки схемы есть симуляторы (только не экзотика, которой мало кто пользуется).

Именно это и хочу, хочу знать не менее какой величины должна быть ёмкость.
В TINA-TI у меня ничего моделировать не получается, к примеру. То модель не компилируется, то даёт ошибку решения уравнений, то на выходе бред.
А схему надо как-то нарисовать и как-то сделать рабочей.

Да ладно - базовый курс силовой электроники это два учебных семестра. На сайтах буржуинских университетов можно скачать бесплатно учебные материалы, примеры, модельки для симуляторов и пр.
Начните хотя бы с этого:
https://ocw.mit.edu/courses/electrical-engi...cs-spring-2007/
Повторяю еще раз - даташиты это не учебники, они пишутся для людей, которые уже знают как рассчитывать пульсации тока в дросселе.

Дословно, мало кто (а точнее, всего один) знает толк в SEPIC, что ему нужен дроссель конкретно похуже, а подавляющее большинство продложает толкать под него качественные двухобмоточные дроссели.

Не имею возражений. Я всего лишь предлагаю (в последний раз, больше предлагать не буду) сначала выбрать конденсатор по рабочему напряжению и пульсациям, затем смотреть, какие у него будут пульсации напряжения (если Вам эти пульсации зачем-то нужны). Внезапно оказывается, что такой конденсатор с хорошим запасом перекрывает "минимальные" значения емкости рассчитанные по магическим формулам.

TINA-TI это покоцанная версия платного симулятора, такая "вещь в себе". Силовую часть можно без проблем моделировать в демо-версии ORCAD или в LTSpice. Необязательно сразу цеплять к модели ШИМ-контроллер.

Пульсации как выбрать?
Для преобразователя 5В в 0.5В сколько?
Для преобразователя 110В в 220В сколько?



Поделитесь, пожалуйста.