Здравствуйте все!
Вот структурная схема преобразователя SEPIC.
Не подскажет ли кто, можно ли со стыка Cs, L2 и D1 через диодно-емкостную цепочку получить дополнительный выход отрицательного напряжения?
Очень извиняюсь, если вопрос дурацкий, в теме разбираюсь слабо.
Заранее признателен.

Если стабильность его не важна, то ИМХО можно. Но скажу честно, что я сам не пробовал

Интуитивно чувствуется, что должно быть что-то типа этого..
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
В режиме непрерывных токов L1 L2 L3 выходы(+-), по идее, должны быть одинаковыми. При равной нагрузке (+-) просто равны.

Вообще-то я имел в виду вот такое.
Всяческие контроллеры и конвертеры, например, которые мне понравились, требуют каких-то корректирующих цепей. Не нарушит ли такой довесок устойчивость? Или вообще физику работы преобразователя в данном случае.
Такие диодно-емкостные цепочки часто рисуют в datasheet, например, на LM2622. Но не во всех datasheet. Вот и хочу понять, не изучая теорию , где их можно ставить, а где нельзя. Или везде можно?

Существенный вопрос в соотношении мощностей, и соотвественно конденсаторов. Если оно большое, т.е. работы схемы мало искажается, то можно всегда. Иначе надо считать в каждом конкретном случае.

Нагрузка симметричная, по плюсу и по минусу одинаковая.
А какие могут быть искажения и за счёт чего?
Речь идёт о выходных конденсаторах? Одинаковые будут.
И не подкинете ссылочек или идей насчёт того, как посчитать?

Pump даст амплитудное напряжение шим-а, значительно большее, чем |+V|. Без дросселя не получится усреднить шим.

А что будет в режиме прерывистых токов?

а какие Vin и Vout ?
V- будет по такои схеме плавать где-то от -Vin до -(Vin+Vout).
схема представленная rod гораздо аккуратнее, особенно если L2 и L3 на одном сердечнике.

В режиме непрерывных токов выходное напряжение идеального LC фильтра не зависит от нагрузки. В режиме прерывистых - зависит, как от нагрузки, так и от скважности. Смысл в том, что в режиме прерывистых токов энергия поступает в нагрузку "порциями".

Спасибо огромное. Я понял главное: то, что мне нужно, сделать можно. По схеме rod, а не с диодами и емкостями. Кстати, заглянул в datasheet на ADP3050, а там в конце инвертирующий SEPIC. То есть схема rod - это обычный SEPIC плюс инвертирующий? Патентовать можно
Кстати, при таком раскладе все три катушки должны быть одинаковыми, или первая в два раза больше?
to proba
Входное напряжение, если получится, хочу сделать от +4,5 до +12,5. Выходное нужно +-11, ток от плюса до минуса 20..90 мА.
А если L2 и L3 не на одном сердечнике, тогда что? Мне очень не хочется связываться с трансформаторами, очень жёсткие требования по габаритам, осовбенно вертикальному.
to rod
Но если преобразователь охвачен обратной связью, то оно же не должно мешать?

+ и - включены фактически параллельно. Токи отбирают от входа поровну. Наверное будет правильным взять L2 L3 в два раза больше относительно расчета для одного плеча. Разделительные емкости те же или меньше в два раза.

А где бы взять расчёт? Я нашёл у Maxim AN1051. Может, где есть построже, но не менее понятно?

Инвертирующий довесок - это схема Чука (или Кука).
Индуктивности L1, L2 определяют амплитуду пульсаций тока дросселя: delta(IL)=(Vin*D*Ts) /(2*L),
где delta(IL) - амплитуда пульсаций тока дросселя
Vin - входное напряжение
D - коэффициент заполнения импульсов
Ts - период повторения импульсов
L - величина инуктивности дросселя
Если выбрать индуктивности одинаковыми L1=L2=L3, их можно мотать на общем магнитопроводе тройным проводом. Надо только учесть, что ток каждой обмотки увеличивает напряженность магнитного поля, т.е. надо проверить, не войдет ли магнитопровод в насыщение.

Может это поможет..MIC2141 Micropower Boost Converter

Для расчета силовой части можно посмотреть конспекты лекций американского профессора Эриксона:
http://ece.colorado.edu/~pwrelect/book/sol...ns/solndir.html

Кайф, мужики, спасибо огромное.
Я это дело промоделировал в MicroCap. Будет жить. Осталось схему рассчитать, выбрать детальки... Когда платка заработает, обязуюсь ознакомить общественность с результатами.

rod, а почему вторая и третья индуктивности должны быть в два раза больше первой? Я промоделировал: когда все три индуктивности одинаковые, в схеме возникают низкочастотные автоколебания. Если левая в два раза меньше, то они вскоре после запуска успокаиваются. Но почему? Это интуиция или есть какие-то соображения?

я SEPICom не занимался, но в общем отношение L1 : (L2;L3) зависит от отношения Uin / Uout и скважности управляющего ключевои FET сигнала. если регулятор имеет ограничение на 50:50 то это надо брать за основу для самого низкого Uin. если Uin= 4,5V и Uout = 11 , то в том сучае отношение индуктивности 4,5:11 >> 1:2,4 .
если L2 и L3 на одном сердечнике, то Uout- автоматическии стабилизируется на основе Uout+.
L1 обязательно отделныи индуктивность.

Если выходные напряжения Vo(+) и Vo(-) примерно одинаковы по абсолютной величине, тогда можно мотать все три дросселя на одном сердечнике. Принцип работы очень простой: в первом интервале, когда ключ замкнут, к L1 приложено напряжение Vin, к L2 - напряжение на проходном конденсаторе, которое тоже равно Vin (с незначительными пульсациями), к левому по схеме выводу L3 -(Vin+Vo(-)), к правому выводу L3 -Vo(-), т.е., к L3 также приложено напряжение Vin. Если все три дросселя имеют одинаковую индуктивность, пульсации тока в них будут одинаковы, что и позволяет мотать их на общем сердечнике.
Стабилизировать выход (-) желательно через обратную связь вместе с выходом (+), поскольку средние токи в дросселях L2, L3 могут существенно отличаться друг от друга (при одинаковых пульсациях).
Выходное нпаряжение определяется для SEPIC Vo/Vin=D/(1-D), для Cuk Vo/Vin=-D/(1-D). Если преобразователь должен работать как с понижением, так и с повышением входного напряжения, ШИМ-контроллер должен обеспечивать коэффициент заполнения >50%

На счет автоколебаний не знаю, врать не буду. По идее, обратная связь все должна давить. А соображение на счет индуктивностей простое - сумма токов на выходе при одном плече и при двух (+-) должна быть одинакова, чтобы система "не почувствовала" разницу. Две параллельные (по переменному току) индуктивности в два раза большей величины как раз это и обеспечивают. О своих впечатлениях, когда "игрался", могу сказать, что проблемы появлялись, когда напряжение на разделительной емкости значительно менялось за время коммутации. Т.е., когда частота L1-Cразд. "подбиралась" к частоте коммутации. Представить себе качественно работу довольно просто. Достаточно принять разделительную емкость очень большой. Переменная составляющая на всех дросселях одинаковая. Постояная у дросселей с обоих концов ==. Вольт-секундный баланс на дросселе V1*T1=V2*T2.

Люди добрые, я тут статью написал для журнала "Компоненты и технологии" про SEPIC. Если кому не лень будет - гляньте, пожалуйста, нет ли там какой-нибудь глупости.
А автоколебания ушли, когда я в моделях к идеальным индуктивностям добавил их реальные сопротивления.
Ещё раз всем большое спасибо.

""

Просмотрел статью "по диагонали", в целом нормально для ознакомления. Если подойти критически, то можно и доработать. Вскольз указана едва ли не самая основная область применения SEPIC - коррекция коэффициента мощности. Читателю будет полезно знать, что схема позволяет "тянуть" от сети киловатные синусы с коэффициентом 0.96-0.99 и суммарными гармоническими искажениями <5%. Потом наличие или отсутствие трансформатора определяется нагрузкой: если развязка не нужна, то и трансформатор не нужен, если надо развязаться, то L2 мотаем двумя проводами. Неплохо бы поподробнее указать разницу при намотке L1 и L2 магнитосвязанными или каждая отдельно. Цитата: "На один сердечник можно намотать две обмотки с одинаковым числом витков, и, следовательно, с одинаковой индуктивностью. В противном случае напряжения на обмотках будут отличаться и разница будет замыкаться через Cp" - таким полезным свойством пользуются в корректорах для уменьшения пульсаций сетевого тока за счет энергии в Ср, т.е. при совместной намотке L1 мотают с большим рассеянием относительно сердечника, чем L2 (либо если есть готовый дроссель с одинаковыми обмотками, то L1 искуственно увеличивают).
Далее "Схема Чука" для русского уха забавно звучит, чаще говорят "Кука", хотя буржуи иногда поясняют: Cuk pronounced "chook", as in book.
ИМХО паразитные элементы в схеме можно было не отображать, они только путают неподготовленного читателя.
Ну и чисто косметика - качество (графическое) схем очень низкое, формулы желательно наклонным шрифтом сделать и отцентровать, нумерацию формул в крайнее правое положение сместить. Между главами увеличить интервалы.
Спасибо за статью. Ждем результатов Ваших экспериментов для отрицательного выхода.

to Vokchap
Огромное спасибо. Я даже ещё успею добавить ваши поправки в статью.
А он таки Чук. Слободан Чук, видимо, югослав по происхождению. В оригинале у первой буквы его фамилии должны быть такие маленькие рожкм, но, видимо, у американских наборщиков с этим трудности.

Люди добрые, а не подскажет ли кто, как определить, может ли конкретный boost работать как SEPIC? Часто пишут, что любой может, но вот цитата от TI:
http://www-k.ext.ti.com/srvs/cgi-bin/webcg...,case=32300,new
------------------------
Problem:
Can I use the TPS61120 as a SEPIC converter?
Solution:
No, the TPS61120 can not be used a SEPIC converter. Although the TPS61120 and TPS61130 datasheets are similar, the TPS61120 will not operate in a SEPIC topology due to the internal startup sequencing of the IC. If a SEPIC topology is required, use the TPS61130, which is specifically designed to operate in this configuration.
------------------------
Заранее признателен.

Это связано с алгоритмом начального старта TPS61120. Открывают выходной ключ (в обычной, несинхронной схеме там стоит диод) и ждут, пока напряжение на выходе не поднимется до входного. В топологии SEPIC нет прямого пути прохождения постоянного тока со входа на выход, соответственно, выходной конденсатор таким способом никогда не зарядится. А так принципиальных ограничений нет.

Люди добрые, если кому интересно: вот здесь я положил окончательный текст статьи.
http://www.dsioffe.narod.ru/articles/SEPIC.doc
Она намного больше исходного варианта, рецензент попросил конкретный пример разработки.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Большое спасибо. Попробую заменить в вёрстке, если успею.

Да, интересно, спасибо. Но вот цитата из статьи:

наводит на грустное: в лоб применить эту разработку для питания от USB невозможно? А так хочется. Может где по месту напильником доработать?

А почему невозможно-то? Как раз запросто. Другое дело, что там это не очень нужно: USB выдаёт строго 5В, не надо бороться с изменением входного напряжения. Можно взять другую схему, обойдясь меньшим числом катушек.

Бросок тока при включении даже до 1а вырубит питание USB. Во всяком случае должен.

Чип, если Вы обратили внимание, у SEPICa входной ток непрерывный, в отличие, скажем, от flyback. Т.е, SEPIC для источника питания (USB в данном случае) выглядит как резистор. Единственная проблема - это начальный запуск, но это не связано с топологией преобразователя. "В лоб" к USB даже просто конденсатор нельзя подключать, может вырубить.

Там же у меня написано, что бросок тока будет сглажен контроллером, Вы и сами цитируете это Сейчас плавный старт есть, по-моему, у любого современного контроллера или конвертера, кроме самых простеньких. Специально для таких задач. Почитайте в datasheet про soft start.

"Сглажено" не является количественной характеристикой , а в спецификации USB все конкретно. На форуме повторялось неоднократно - не более 100 ма при конфигурации.

Пробежал по диагонали даташит используемой микросхемы, количественных характеристик работы soft-start не нашел, за исключением времени действия - 4 мсек. То обстоятельство что в Микрокапе использовалась искусственно созданная модель, а не родная от авторов программы для этой микросхемы (которой, к сожалению, нет), является для меня ограничивающим фактором. Можно ли из имеющихся в Микрокапе моделей подобрать замену LM3448MM?

Ага, про 100 мА я не знал, извиняюсь - не занимался этим. Вряд ли soft start может работать с такой точностью. Там есть ещё резистор для ограничения тока, но потом же явно понадобится больше 100 мА, так?
Наверняка же будет какой-то контроллер, питающийся прямо от USB, пусть лучше он занимается общением с шиной и включает преобразователь в тот момент, когда уже можно потреблять больше 100 мА?

Вот это и обидно, что не понадобится. Даже 50ma с запасом хватит.


Нет, мозгов не предусмотрено, рулить некому.

А тогда, может, ограничить стартовый ток разными способами:
1) токоограничивающий резистор в контроллере посчитать
2) фильтрующие ёмкости на выходе преобразователя уменьшить как только можно
3) ещё чего-нибудь придумать

Вопрос - можно ли с дополнительного отвода получать напряжение в 2-3 раза отличное от основного без дополнительных стабилизаторов и преобразователей ?
Например, основное - (+ 36 Вольт), дополнительное - (-12 Вольт) ?


Ну, и заодно ещё вопросик - можно ли сместить верхнюю планку
входного напряжения LM3488 с 40 Вольт до 50 ?

В даташите дают такой диапазон:


И максимальное входное 45 Вольт:


Я вот, опираясь от даташита, пока для себя отвечаю на эти вопросы "нельзя", хотя может есть способы ?

Может просто с помощью параметрического стабилизатора ограничить напряжение Vin на уровне 30-35В? Только после стабилизатора конденсатор достаточной емкости поставить не забудьте. Сама-то м/с потребляет мало (Isupply(max)=2,6мА), а вот импульсный ток управления внешним MOSFET может до 7,2В/16Ом=0,45А достигать.

Здравствуйте все!
Схема, о которой здесь говорили, работает себе. Но вот такой вопрос. Нагрузка импульсная, периодическая: примерно 4 мс до 400 мА, остальные 20 мс периода около 15 мА. При импульсном увеличении нагрузки выходное напряжение источника сильно просаживается, при спаде нагрузки, соответственно, подскакивает.
Посоветуйте, пожалуйста: как сократить до минимума эти переходные процессы?
Заранее признателен.
Схему прилагаю.

А емкость на выходе увеличить пробовали?

"Сильно" это сколько? В Вольтах или процентах.
Как мне кажется, нужно рассмотреть два варианта. Для начала попробовать ввести фазовую коррекцию в цепь ООС. Зачем у вас C10 там впараллель R7 стоит? Логичнее было бы его впараллель R2 включать. Может при этом номинал его чуть уменьшить. Если это не поможет, то придется пересчитать параметры DC/DC на более высокий максимальный ток. Иначе получается, что при импульсном характере нагрузки "скорость накачки" данного SEPIC значительно ниже, чем скорость изменения выходного напряжения. Т.е. в переводе на житейскую аналогию "пьют бидонами, а наполняют стаканами". В крайнем случае видимо придется увеличить номиналы выходных конденсаторов и поставить на выходы по LDO, чтобы скомпенсировать переходный процесс при изменении тока нагрузки..

Какие пути существуют для улучшения динамических характеристик, думаю, понятно: увеличивать выходную емкость и увеличивать быстродействие цепи ОС.

Несложно посчитать величину емкости, которая "держит" напряжение в заданных пределах при заданном токе и времени импульса нагрузки - C=I*dt/dU
Для того, чтобы напряжение на емкости за 4мС при токе 0.4А изменилось не более, чем на 0.2В, емкость должна быть 8000 мкФ.
Если устраивает по масса-габаритам, то это самое простое решение. Если нет - тогда надо оптимизировать (убыстрять) обратную связь.
Но учитывать, что ОС чаще всего отрабатывает выходное напряжение не быстрее 15-20 периодов тактовой частоты. Если частота 500 кГц (из схемы не понял, какая она), время реакции вряд ли будет быстрее 20-50 мкС. Это значит, что выходная емкость должна быть не менее 80-100 мкФ. А имеющихся в схеме 10 мкФ для импульсной нагрузки явно недостаточно.
Так, что для начала нужно увеличить емкость до 100 мкФ, а потом уже смотреть, что можно сделать с ОС.

Для SEPICа в режиме непрерывных токов убыстрения ОС не получится. По сравнению, например, с флаем, у него две индуктивности, две емкости - система четвертого порядка. И еще нуль в правой полуплоскости, который сильно мешает жить. За удовольствие обойтись двумя дросселями вместо одного трансформатора надо платить, вот он и расплачивается быстродействием.

Тогда возможным решением будет установка быстродействующих линейных стабилизаторов по выходу. Средний ток, ведь, сравнительно небольшой.

Большое спасибо всем. Пошёл ковырять. 100 мкФ там есть, только они около нагрузки, поэтому на этот рисунок не попали, извиняюсь.

Какой уровень пульсаций был реально в схеме из вашей статьи при керамическом конденсаторе выходного фильтра на постоянной номинальной нагрузке?

Во-первых, такие схемы считаются не по "типономиналам", а во-вторых, дроссели должны быть двух- и более обмоточные, иначе лучше поставить два стабилизатора.