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?

А какая стабильность нужна? К тому, что SEPIC - хороший вариант, и если нагрузка не меняется в широких пределах, должно получиться несложно.

двуполярный SEPIC? так он вроде хорош для относительно симметричной нагрузки, а тут разница в мощности на порядок отличается

Стабильность нужна невысокая нужна. поскольку нагрузка практически постоянная по +14, а по -14 нагрузка практически нулевая на 2 - 3 секунды до 80 мА, поэтому стабильность в 10 - 15 % вполне устроит.

Я к тому, что если нагрузка сильно не меняется, то ОС можно брать только по каналу +14В. А -14В оставить нестабилизированным.

В принципе такой вариант вполне устроит. Теперь вопрос на чем собирать? Какой контроллер выбрать?

МАХ15004 можно попробовать. Да, в принципе, и что-то более традиционное подобрать...

Спасибо, посмотрел вроде подходит, но корпус мелковат, а вот LM3478 подойдет?

Думаю, должен. Даже интересно стало: можно ли обойтись без дополнительного дросселя (и без дополнительной обмотки)? Нет, наверное, не получится... gyrator бы уже смоделировал.

В преобразователях с повышением может понадобиться ограничение максимального коэффициента заполнения. Товарищ DSIoffe с этим изрядно помучился.
Поэтому я предпочитаю UCC3807, например, вот:
http://focus.ti.com/docs/toolsw/folders/print/pmp2289.html

Посмотрел, но по цене не проходит, да и двуобмоточный дроссель производитель не осилит. Собственно хотелось бы схему от ув. DSIoffe адаптировать под свои требования, если конечно это возможно.

Двухобмоточный необязателен - SEPIC может работать с двумя отдельными дросселями.

Ясно, попробую на LM3478 если не получится буду пробовать на UC.

Сразу возник вопрос, для расчета SEPIC топологии в ДШ на LM3478 используется параметр Vin, однако из оаписания непонятно какое Vin брать, минимальное максимальное или V = Vmax - Vmin?

Собрал преобразователь по данной схеме.
Сейчас L1 = 47uH, C10,9 = 330uF, R6 = 0, R7,8 = 0.01
Запускается (на ХХ) где то от 4 - х вольт, после увеличения напряжения больше 5 вольт переходит в режим работы пачками.
Частота работы в "нормальном" режиме 400 кГц.
Собственно прошу помощи клуба, куда копать и что делать? Я с такими топологтями не работал, поэтому и терзают всякие сомнения.

Для начала С11 включают не параллельно датчику тока, а параллельно 1-й ноге.
А далее - копайте ОС. Тут работа с заполнением более 0.5, нужна, наверное, слоп-компенсация.

Законы Кирхгофа и правила баланса от топологии не зависят.
Поэтому прежде чем копать, хорошо бы посчитать. Например так:
1) Коэффициент заполнения - минимальный, максимальный. Это потом понадобится в расчетах.
2) Средний ток дросселя и пульсации. Все считается вполне традиционно - для L2, например, средний ток равен току нагрузки Io, для L1 - Io*D(1-D) (для идеального варианта без потерь). Есс-но, ничего не должно насыщаться и вообще бахать.
3) Максимальное напряжение на датчике тока - тут все по закону Ома (сумма токов дросселей на сопротивление). Сравнить с порогом защиты от перегрузки по току - может там просто не к месту защита срабатывает.
4) И т.д. - если статические параметры в норме, смотрим динамические. Если все должно работать, но не работает, тогда это вероятнее всего помехи, топология платы и т.п.
Собс-но, можно сразу начать с помех и топологии платы, но предварительный расчет позволяет устранить лишние неопределенности.

Макетку разводил (во всяком случае старался) согласно фирменному апликейшену, там С11 включен именно параллельно шунту. Насчет заполнения, действительно максимальное расчетное заполнение порядка 0,65.


Минимальный максимальный коэфициент посчитал - 0,28 - 0,7 соответственно, считал по методике ув Дмитрия Иоффе - http://dsioffe.narod.ru/articles/SEPIC.doc, насчет токов по расчету так и не понял какой коэфициент заполнения подставлят в формулы для расчета токов в дросселях. При запуске возникает характерный писк, так должно быть? Еще смущает один момент, пользовался параллельно калькулятором производителя, там расчетные значения для дросселя получились 3,3 мкГн у меня расчетные по выше указанной методике, получиллось в 10 раз больше.

Оба - для минимального и максимального входных напряжений. В одном случае будет максимальный средний ток и минимальные пульсации тока, в другом случае - наоборот.

При запуске. т.е. в самый момент запуска - может, конечно пищать, хотя и нежелательно это. А в процессе работы - таки не должен.

А они там считают для двухобмоточного дросселя, что эквивалентно одиночным дросселям с индуктивностью в два раза больше, т.е. по 6,6 мкГн. Но все равно странно - при максимальном входном напряжении получается режим разрывных токов.

Ясно в принципе я тоже так предполагал.
Тогда еще немножко помучаю вопросами, если можно.
В формулах по расчету индуктивностей
L1 > (Vin - Vq) * (1 - D) / (2 * Iout * Fs)
D - минимальный, а вот какое входное напряжение подставлять?
Аналогично для второй катушки
L2 > (Vin - Vq) * D / (2 * Iout * Fs)
D - максимальный, а входное какое подставить?

В установившемся режиме минимальному коэффициенту заполнения соответствует максимальное входное.

Соответственно максимальному кэфициенту минимальное входное напряжение, так?

Ну да. Это так для всех преобразователей с ШИМ.

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.

как то раньше об этом незадумывался. подставлял в формулы и все, правда для понижающего и инвертирующего.

Конденсаторы EXR Hitano, не ахти конечно, но думаю лучше чем простой Chang Конечно попробую поменять, правда керамики нет такой емкости, но танталы какието на складе должны быть.

Я не уверен что алюминиевые конденсаторы способны иметь низкий ESR на 400кгц, как и танталловые ширпотреб(AVX например, там указано <1Ом).
Я покупал в вдмаисе керамику мурата 47х16в и параллелил.Она стоит относительно недорого.

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.

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

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.

Там то же самое. Это правило действует для всех обратноходовых топологий в режиме непрерывных токов:

Собс-но, там и график есть, для сепика он качественно будет такой же. wz1 - нуль, образованный емкостью конденсатора и ESR, wz2 - "правый" нуль. Они оба поднимают усиление, но "правый" нуль добавляет запаздывание фазы. Если они, действуя вместе, поднимут усиление до единицы, получится вторая частота единичного усиления, но уже с отрицательным "запасом" по фазе - там оно все и засвистит. Поэтому в данном примере частота ESRистого нуля в 40 раз ниже частоты "правого", чтоб уж наверняка.
Альтернативный вариант, например, вот:
No need to fear: SEPIC outperforms the flyback
Там на выходе стоят керамические конденсаторы, для них wz1>wz2 - там усиление уже намного меньше единицы.


Если C5, C6 - керамика, попробуйте поставить туда электролит. Они могут давать резонанс, поэтому их обычно демпфируют. Собс-но, электролит с "плохим" ESR - это и есть демпфер.

Да керамика Х7R, вечером попробую продолжить мучения

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

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.

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.

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.


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

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?

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.

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...


Однако вот это:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Мне гораздо меньше понравилось.
Случись работать на холостом ходу или близко к нему - проблемы из-за такой нелинейности регулировки...

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.


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.

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.

Это конечно проверю, вчера вечером просто не успеел. Дроссели стоят такие - RB0914

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...

Вроде как запустил, работает - вооружившись Design a SEPIC Converter - AN1484 и горой бумаги и ручек пересчитал под конкретный выходной конденсатор, вроде как получилось запустить, перепаять пришлось цепочку коррекции - дроссели пока по 10uH - LQH55D от Мураты. На данном этапе возникли такие вопросы сейчас потребление примерно 3Вт, посчитал КПД получилось примерно 75%, не ахти, как попробовать побороться за более высокий КПД, или это издержки топологии? Еще на всякий случай выложу топологию, может где то неправильно развел.