Приветствую всех!

Прошу помочь с DC-DC преобразователем (подскажите куда двинуться ).

Основные требования:
Входное напряжение 11..16В
Выходные напряжения +5Вх2А, -12Вх0.5А, +24Вх0.1А
Главное минимум шума (нужно ОЧЕНЬ тихий преобразователь).

КПД в принципе не критичен (>70%), хотя хотелось бы побольше (порядка 90% было бы идеально ).

Изделие единичное, так что к технологичности требований тоже нет.

Заранее спасибо!

Я бы выполнил преобразователь из двух частей: на 5В - обычный степ-даун с полностью стандартными комплектующими, а на -12В и 24В - обратноход, которому пришлось бы намотать транс самостоятельно. Думаю, КПД получился бы неплохой.

Спасибо за ответ!


Ну это почти что стандартный вариант, но сильно смущает, что два импульсника наверное дадут больше грязи, чем один (у изделия есть ОЧЕНЬ чувствительные аналоговые узлы, работающие в диапазонах <100кГц и, самое неприятное, 1.5..30МГц). Понимаю, что есть фильтрация и экранирование, но, ИМХО, лучше постараться меньше создавать проблем, чем потом их героически преодолевать .

Немного уточню ТЗ - напряжение -12В может быть нестабилизированным (-11..16В), по +24В всеравно будет стоять линейный стабилизатор, так что здесь тоже достаточно получить +30..40В.

Видел как-то AppNote у National где дополнительные +-12Вх0.1А получали с дополнительных обмоток дросселя обычного стабилизатора на LM2596 основного канала +5В - хотелось бы узнать мнение о таком варианте (нагрузка по +5В будет минимум 0.6-0.8А)?

Не факт, ведь коммутируемая мощность останется той же. Кроме того, хороший стандартный дроссель и компактный монтаж для более мощного степ-дауна позволит минимизировать помехи, чего сложно будет добиться при комбинированном варианте, с самодельным многообмоточном дросселе и связанных с такой конструкцией издержках монтажа.

Тогда тем более есть смысл разделять. И для -12 и 24 сделать нерегулируемый пуш-пулл на кольце. Помех от него будет минимум.

Очень тихий преобразователь почти фантастика. В любом случае, потребуются хорошие фильтры.
На этот путь должны вдохновить древние искрящие вибропреобразователи в радиостанциях. И ничего, отфильтровывали, приемник 1.5 микровольта работал...
Ну, можно УНЧ на килогерц 20-30 соорудить с корявым синусом....Однако ни о каком КПД тогда лучше не вспоминать.
Я бы 5 вольт прямоходовиком сделал, а остальное - по Герцу...

для +5 рекомендую : очень доботно сделанный модуль PTH08080W (можете образец себе заказать у тишников , бесплатно )
http://focus.ti.com/docs/prod/folders/print/pth08080w.html

Идеально вставлятся на плату и очень грамотно можно развести доп.фильтрацию входа -выхода.

с учётом претензий по "палкам" ниже 120дБн (из другой темы) У Вас только 1 вариант (имхо) . Экранировать и относить на расстояние полметра . Мне хватило и 15 см. Локальные экраны на одной плате с ФАПЧ не спасают , разве что сугубо толстостенные по несколько мм толщиной , но толстые я не пробовал. Самое чувствительное место - HMC_фильтр PLL_ГУН . Магнитное поле дросселя преобразователя прет через экран на 1-й гармонике очень хорошо (что очень плохо вобщем-то) . Электрическое поле и пупьсации в питании - гораздо меньшая проблема и легко решается.

Остальные напруги - отдельными преобразоватем\телями , палок больше но зато будут ниже .

ознакомьтесь с http://electronix.ru/forum/index.php?showt...=67300&st=0

Спасибо за ответы!


Нее - не нравится идея - КПД никакой, и не факт что это решит проблемы все...

Есть окно 4.35..4.45МГц при этом гармоники не попадают в рабочие участки девайса, но преобразователь на такие частоты это что-то очень уж экзотическое (разве что усилитель класса Е?)...

Читал, что преобразователи с ZVS/ZCS дают меньше помех - стоит ли посмотреть в их сторону?


Спасибо! Посмотрел - хорошая штука и в наличии вроде есть - купить можно Как крайний вариант можно поставить линейный стабилизатор на +5В, но вряд ли имеет смысл, т.к. -12 и +24 всеравно импульсником делать...


Наиболее ВЧ блоки в отдельных экранах и в отдельном отсеке (между отсеком с БП экран 2мм дюраль), расстояние до БП порядка 10-15см. Чувствую, что закончится все запихиванием БП в какой-нить глухой алюминиевый корпус...


Платы естественно разные. Впрочем у меня DC-DC не только синтезатору может мешать (например, ADS10H-S своей 10гармошкой попадает как раз в ПЧ около 5МГц и его слышно и видно, не смотря на два экрана).


Почитал, но так и не понял, что в итоге решили, или просто смирились с тем что есть?

Это так, но всё зависит от готовности потратить определённые ресурсы для этого.
При желании можно прикрутить вот это Нажмите для просмотра прикрепленного файла с линейными стабилизаторами, если надо. В любом случае требуется
минимум внешних полей от моточных и отсутствие паразитных контуров. Это конструктив.
Не уверен, что эти сложности оправданы. Напряжения маленькие, особых причин для звона не наблюдается за исключением выходного
выпрямителя - можно (нужно) применить гасящие демпферы.
Насколько надо тихий источник и насколько традиционный не подходит сложно судить. Чтоб зря не усложнять, видимо надо эксперимент провести.

Если 5Вх2А не нужны с гальваникой, то можно синхронный понижающий поставить.

Спасибо за ответы!


Наверное все моточные стоит сделать на кольцах...


Наверное это будет правильно. Для начала наверное соберу преобразователь на +5В и посмотрю что получается по помехам, а там станет ясно что городить дальше... Ипользую что-то распространенное и требующее минимума внешних деталей => компактный монтаж, меньше физические размеры => меньше паразитных излучений...


гальваническая развязка не нужна вобще нигде.

Я бы посоветовал обратить внимание на multiresonance back DC-DC с LC фильтром на выходе (+5В), поскольку во всех SMPS основные помехи - от коммутации ключа и диода. А здесь и диод, и ключ переключаются в zero voltage mode. По остальным возможны варианты, самый простой, наверное - это доп. обморки на дросселе.

Так это же ж совсем другой коленкор!
Степдаун и вспомогательная обмотка на дросселе для +24.
Хм, с -12 не уверен, но если особо точная стабилизация не нужна, то тоже можно.
Кольца? А что в них хорошего, кроме того, что упадут и катятся под стол?
Я бы ЕЕ взял и голову не морочил. И мотать проще и зазор организовать любой можно.
Посчитайте ЕЕ20 и сендастовое кольцо килогерц на 100. Будет видно.

Вынесли в отдельной коробке за пределы СВЧ блока. Унификация по универсальному питанию 12V для всех блоков не оправдалась.


есть в них и хорошие моменты - например за счет повышенных собственных потерь на гармониках в распыленном железе или типа МП140 , меньше паразитное излучение этих самых гармоник. КПД здесь не в первую очередь .

А не подкинете ссылочку по теме, а то кроме массы патентов что-то ничего не находится ...


Так у меня такая идея была изначально (см. сообщение #3 в конце), но что-то поддержки не нашла у общественности...

По -12В в блоках устройства стоят линейные стабилизаторы у каждого свой (на -8В), на +24В также (здесь будет достаточно +30..40В), так что в этих каналах можно без стабилизации - профильтровать получше только надо.

Напрямую некоторые цепи питаются только по каналу +5В, но тут со стабильность как я понимаю проблем не будет.


Ну намотка меня не пугает (тем более не так уж много там мотать, да и изделие единичное). Кольца вроде имеют меньше поле рассеивания=меньше наводок от него будет... Кроме того если запихивать все в фрезерованный корпус-экран-радиатор, то с кольцом плата будет ниже=проще корпус сделать...

Пока план взять LM2596 (из доступных еще есть LM2676 и LM2679 - что лучше взять из этих трех?) и попробовать преобразователь на +5В с дросселем и доп. обмотками. А тогда будет видно...


Понятно.

Спасибо! Интересно - изучаю...

Вобщем посчитал для LM2596 (150кГц) дроссель на Е20 и на кольце Т94-26. По виткам почти одинаково в обоих вариантах (на кольце 19/50/100, на Е20 чуть меньше), потери в варианте на кольце ~0.7Вт (провод Ф1.0/0.5/<0.25).
Принимаю критику (импульсными БП никогда не занимался, так что прошу сильно не пинать )...

Тут еще подумал, если степдаун накроется , это что ж с логикой будет (там дофига всего )... Наверное есть смысл добавить предохранитель и защитный диод...

Только не диод, а мощный стабилитрон, а ещё лучше - тиристор и примитивный компаратор.

Тогда лучше вообще отказаться от понижающего и ипользовать что-нибудь с трансом (fly или multiresonance forward). + С доп. обмотками нет проблем. Стабилизация по 5В.

Ну под диодом имелся ввиду P6KE6.8A - логика которая питается напрямую (74НСхх) 7В выдержит, а то что на 3.3/1.8/1.0В питается через LDO, самый нежный из LDO (тот что на 1.0В) тоже 7В переварит...

Насчет флая можно подумать, но пока степдаун больше привлекает...

Олег, высокое для варикапов, я бы все-таки подумал сделать, как у фоксов в ПДФ-ке, т.е генератор прямоугольника (правда не на 555 таймере) с умножителем - импульсные токи можно попробовать получить меньше, чем в схемах со стандартными микросхемами, причем прямо со входного, ну и фильтростабилизатор как в аппликухе Максима. Очень больное место. Как и опер в этой цепи (в ФАПовом фильтре). AD820 заметно шумит, но спуры минимальны, OP27 шумит меньше, но спуры из-за большего входного тока также намного больше. Ток по 27В вообще-то можно и 10мА задать. Хотя Орион без опера - свой чарч памп в ФАПе - тоже выход. (Для народа, что мы не с дуба упали, - это отголоски темы http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=72120 ). Но спуры все равно на минус 70-80 от несущей. ЗЫ сейчас 7.5В, скрученый до 6.8В Минвелл, довольно далеко отдельно стоящий на шасси, включен через всякие фильтры, на ВЧ плате лоудропы. Но все равно Эзернет Моксовский и преобразователь для варикапов видны на гетеродинах. Минвелл не виден. Еще гляньте http://cds.linear.com/docs/Application%20Note/an85.pdf и http://www.linear.com/pc/productDetail.jsp...042,C1034,P1615

Приветствую, Виктор!

"Фильтростабилизатор" запланирован (на плате синтезатора), а есть ли смысл делать отдельный преобразователь на +24В? Ведь на -12В всеравно придется ставить импульсник, да и логику питать, которая может до 2А кушать линейным стабилизатором не охота (только не подумайте это не для той логики, которая в синтезаторе )... Если бы требовалось только для варикапов получить, то сделал бы примерно как у фоксов, а так...

Думаю основная проблема будет поле от дросселя (или трансформатора). Помехи по питанию, в принципе, достаточно реально отфильтровать (как крайний вариант выфрезеровать корпус-радиатор и упрятать БП туда, входы-выходы хорошо развязать и через проходные фильтры пустить)...


10ма может не хватить - там два синтезатора будет и еще кое что, возможно, потребует +24В. ОУ планирую ОРА227 (в принципе тоже самое что и ОР27).


С учетом деления -87дБн на выходе ГУНа было бы отлично, будучи реалистом допускаю наличие нескольких палок с уровнем на 20дБ выше. Насчет своей чарч памп она и так фактически своя, но из-за особенностей ФД разгонять уровень прямо с нее пока не хочу (да и не так легко это там сделать)...


Синтезатор еще не готов, но MeanWell на 13.5В который лежит рядом прохладен и тих (по крайней мере он не оказывает влияния на уже готовые блоки, в отличии от ASD10H-12S12, который я подумывал использовать вначале для -12В).


Интересно, спасибо!

Стоп. Шумы при делении уменьшаются, со спурами ничего хорошего не происходит, кроме появления дополнительных палок, пусть и гораздо более низких, при биении в делителе, пока его элементы находятся в активном режиме (фронты переключения). В одной из головок самонаведения, в свое время, мы с этим накувыркались.

Позволю не согласиться. Неоднократно в литературе встречал правило, что уровень спуров также падает на 20 log N. При этом отстройка от основной частоты до "спура" не меняется после деления. Дополнительные спуры появляются не только вследствии неидеальностей делителей, но и из-за эффектов наложения (ничего авторитетного из литературы как то сразу в голову не приходит, разве что http://books.google.ru/books?id=90HZD71Ac9...;q=&f=false стр. 40-41).

Тема интересная. Если появится свободное окошко по времени попробуем помоделировать(где-то через недельку). Вживую не видел увеличения спуров при умножении на такой коэффициент. Имеет смысл задать вопрос в радиочастотной ветке.

Таки да, сгенерил исходный многотоновый сигнал в районе 4кГц, потом сбросил в ноль(почти ) и возвел в квадрат (обратно вернуть нечем, так и остался комплексным) - палки подросли ровно на 6 дБ

Это радует

Тут подумал, а может если основная проблема поле дросселя, просто избавится от него . Сейчас смотрю на DC-DC на переключаемых конденсаторах - есть интересные варианты...

Я тоже ищу. Не могу найти нужное сочетание выходное напряжение/ток, тем более, у меня входное напряжение меньше . Смотрел даже вариант двухступенчатого умножения на 7660 или каком-нибудь MAX232

А сколько надо?

Тут еще мысль (мне она наверное не подойдет, но озвучу ). Можно взять синхронник какой-нить и на вход синхронизации подать ПСП с определенными параметрами. Как я понимаю если все аккуратно сделать дискретных спуров от БП не должно быть. Естественно уровень шум может немного подняться, но возможно в контретном прменении это будет не столь важно... По идее такое можно и с DC-DC на переключаемых конденсаторах сделать...

20мА 27-30В с 7В входного, потом фильтростабилизатор на 24В.

С ПСП было такое - получили вместо палок на 370кГц бугры с уровнем на 10дБ ниже на расстоянии 350-400кГц от первого гетеродина, но для нас это оказалось хуже из-за характера сигналов, с которыми мы работаем (широкополосные фазовые). Еще интересны двухтактные лайнеровские преобразователи - обещают тоже уменьшеные шумы. Но больше всего достает MOXA эзернет-COM, которую сдуру влепили на плату дауна. Устойчивые болтающиеся спуры на расстоянии до 10кГц от гетеродина с уровнем до минус 40дБ/н. При вынимании сетевого кабеля спуры мгновенно исчезают. Пока не удалось подобрать правильный ритм и громкость бубна.

Стоит отметить успехи фирмы Linear Technology в области малошумящих импульсных преобразователей Ultralow Noise Regulators

+8

Приветствую все!

Не прошло и пол года, как дошли руки до воплощения обсуждаемого DC-DC в железо. Заодно требования за это время немного изменились - теперь канал на 24В не нужен , и детальки все лежат передо мной - к-ры AVX TPS (кстати, найти нужные оказалось совсем не просто), фильтры BNX023, LMка, колечки, ну и прочее.

Делаю stepdown на LM2596 c дополнительной обмоткой на дросселе (для -12В). Появился вопрос, а что будет с каналом -12В, если потребление тока по основному каналу +5В упадет (есть ли какое-либо ограничение по минимальному току основного канала в таком варианте, и можно ли посчитать примерно в каком диапазоне будет меняться напряжение в этом канале)?

Для улучшения помеховой обстановки на входе и выходах преобразователя поставлю фильтры BNX023 (надеюсь они вместе с доп. Г-образными фильтрами и правильной топологией платы помогут).

Канал -12В будет отыгрывать все вариации падений на диодах выпрямителя обоих каналов. Т.е. с повышением нагрузки по 5В напряжение -12 увеличится и при изменении нагрузки по каналу -12 напряжение будет гулять на 0.3-0.4 вольта.
Желательно такие вспомогательные каналы делать не более 20-25% от основного. Этот вспомогательный канал полезно нагрузить хотя бы на 10% его мощности резистором.

Microwatt, спасибо за ответ!



Нагрузить можно (по крайней мере предусмотреть на плате место для нагрузки, а нужна ли она будет можно посмотреть потом, на готовой конструкции). Этот канал в основном идет на питание разных ОУ (с доп. стабилизаторами до -8В/-5В "по месту" в каждом блоке где требуется питание "по минусу"), поэтому нагрузка в 20-30% от макс. мощности будет более-менее постоянная, остальные 70% идут на питание мощного ОУ УНЧ (здесь нагрузка на БП будет меняться в довольно широких пределах, но на плате НЧ тоже стоит LDO стабилизатор на -9В).

Вначале собирался поставить еще один LDO стабилизатор на -12В в самом DC-DC преобразователе, но потом подумал - наверное смысла нет - и так в каждом блоке есть свой стабилизатор - пусть этот канал гуляет -10..-16В - надеюсь такую нестабильность реально получить в планируемом варианте.

Еще возник вопрос по емкости входного конденсатора. В дащите как-то туманно написано о выборе. Как я понимаю главный критерий для входного допустимый ток через конденсатор? В моем случае планируется TPSV107K020R0060 - на 100кГц допускает ток более 2А - по датащиту получается, что достаточно, но смущает емкость 100мкФ, которая намного меньше приводимой в примерах в датащите (с Al электролитами)...хотя если прикинуть энергии в этом конденсаторе даже при такой емкости будет запасаться в 60раз больше, чем может потребоваться за один период работы преобразователя с макс. нагрузкой - т.е. как я понимаю одного такого достаточно?

Если действительно вам были важны очень маленькие шумы от преобразователя, то непонятен ваш выбор в пользу LM2596.
ВЧ-звон, который возникает при быстрых переключениях транзисторов и диодов, вывести фильтрами очень трудно и дроссели на выходе вам не помогут.
Магические ZVS и ZCS сами по себе проблемы не решают.
Действительно маленький шум можно получить только на резонансных преобразователях. Более простое решение, но практически такое-же эффективное это преобразователи с трапециоидальной формой тока и напряжения. Последнее очень хорошо получается в уже предложенной вам серии от Linear Technology (сам регулярно использую в прецизионной аналоговой измерительной эелектронике).

А что здесь непоняного? Наиболее чувствительные блоки устройства работают в диапазонах <50кГц и 1.8..30МГц. Используя более-менее стандартные комплектующие (я не являюсь гуру в области построения преобразовательной техники) я вижу два варианта - работать с частотой преобразования в районе 100..150кГц (LM2596 и подобные) или перейти на пару синхронников с внешней синхронизацией (и выбрать частоту, чтобы гамоники по возможности не попали в наиболее важные участки). В любом случае придется фильтровать и экранировать. Смогу ли я получить хороший результат? Ответ даст только эксперимент - здесь как говорится надо с чего-то начать, вариант на LM2596 самый простой, детальки для него в наличии и что-то мне подсказывает, что бороться с 12й и выше гармониками легче, чем с 1й, 2й и т.д. в синхроннике... Ну и в подобных девайсах весьма успешно используются подобные преобразователи (например, на LM2594) - это тоже вселяет надежду...


Несмотря на то, что эта технология у всех на слуху, найти "букварь" по которому можно сделать подобный БП весьма проблематично (я не нашел - может конечно искал плохо).


Оно может и хорошо, но здесь возникает проблема доступности элементной базы.

Здравствуйте, Шаманъ! Пути господни неисповедимы, увидел здесь Вас - решил зайти!
До того, как заняться СВЧ, делал управление и питание приёмников и изучал, как это делают профессионалы.
Вся концепция построения питания ИМХО неверная! Может и много на себя беру, но с буржуями не поспоришь...
Сначала расскажу, как делается питание у них:
1. Сначала ставится AC/DC или DC/DC-преобразователь на напряжения с запасом 1В относительно необходимого.
2. На выходе все каналы фильтруются и экранированными витыми парами передаются на блок линейных стабилизаторов.
3. Линейные стабилизаторы формируют необходимые каналы питания и также содержат фильтры по входу и выходу.
4. Модули AC/DC или DC/DC и блок линейных стабилизаторов конструктивно разнесены.
В Вашем же случае всё в Ваших руках, нужно только добавить линейные стабилизаторы, которые лучше разместить в вашей радиостанции.
DC/DC конверторы лучше оставить в салоне машины (или что у Вас там). И не забудьте о защите от помех генератора автомобиля!
Как я понимаю, у Вас приёмо-передатчик (трансмиттер), это тоже надо учесть, так как возможны перекрёстные наводки между DC/DC и RF.
P.S.: Всю тему не прочитал, бросил после того, как дошёл до обсуждения малошумящих DC/DC-преобразователей. Они все шумят слишком сильно!

Добрый вечер!

На самом деле все совсем не так просто. Поясню - устройство должно работать от источника питания с номинальным напряжением +13.5В, реально 11..15В. Что там стоит снаружи, откуда эти 13.5В берутся, это в принципе не интересно. Из этого надо получить три канала: +11..15В, -10..16В, +5В (стаб.). Первый канал это и есть входное напряжение, второй и третий придется делать импульсниками (второй чтобы минус был, а третий по соображеним КПД).

Линейные стабилизаторы стоят в каждом блоке - т.е. из канала +12В делается +10/+8/+5 (исключение составляет блок РА и питание реле), из -12В делается -8/-5, из +5 делается +3.3/+1.2/+1.0 (исключение составляет очень незначительная часть логики, которая питается напрямую от +5В).

DC-DC преобразователь это отдельная плата, которая экранирована от остальных узлов (вынести ее за пределы устройства не могу). Надеюсь, теперь это все более-менее вписывается в Вашу концепцию Насчет сильно шумят - все относительно - те же буржуи используют их и оно работает.

Отчасти да, но это же не мне нужно! Вам судить, пройдут ли помехи +5V в соседние каналы или нет.

Они их используют очень осторожно, с мощными фильтрами и экранированием. Иногда это чисто резонансные DC/DC, работающие только на усилители. Очень важно знать, каков первичный источник, в отличии от Ваших предубеждений?

ИМХО, здесь только эксперимент даст ответ...


В том то и дело, что последние "веяния" меня немало удивили. Посмотрев, например, на то как решает проблему Icom, обнаружил обычные степдауны (в том числе LM2594, причем даже в канале 1.2В не синхронники, ну и количество до 6 шт. разных не синхронных импульсников ), запитку многих (по цифре вобще всех) узлов без дополнительных линейных стабилизаторов, а также отсутствие серьезных фильтров и спорные моменты с землей. Так что надеюсь нынешний вариант на LM2596 имеет все шансы стать окончательным. Если же не выйдет попытаюсь сделать на двух синхронниках (например, ST1S10).


В моем варианте использования это либо MeanWell S-350-13.5 (99% времени), либо аккумулятор 12В (не совсем понимаю почему это столь важно?). В любом случае БОЛЬШОЕ СПАСИБО за участие в теме! ИМХО, любое замечание или мнение здесь может оказаться очень полезным...

P.S. Если ничего не помешает, то надеюсь в течении недельки-двух будет какой-нить результат с LM2596...

Собрал сегодня блок DC-DC. Дроссель-трансформатор намотал на колечке Т94-26. На удивление (это мой первый импульсник ) все сразу заработало (без фейерверков, взрывов и т.п.). Работает стабильно, ничего не греется (правда и нагрузка пока невелика).

По каналу +5В вопросов нет совсем - все очень стабильно и красиво, по каналу -12В тоже все нормально, естественно при наличии нагрузки по основному каналу +5В. Учитывая, что минимальная нагрузка по +5В будет более 1А, все должно быть хорошо . По каналу -12В пульсации померять вобще не могу (определенно менее нескольких mV), по +5В немного менее 50mVр-р при токе 2А. Кстати фильтры BNX023 оказались очень эффективными.

Кстати, спасибо Microwatt - предусмотрел нагрузку по каналу -12В - она действительно нужна.

Следующий этап сделать экран и устроить проверку на уровень помех в реальной схеме...

Вот так он выглядит (кое что правда еще не закончено) - можно покритиковать

А отверстия под дросселем для крепления? Специально с тем расчетом, чтобы закрепить его двумя хомутами, создав короткозамкнутые витки?

да

крепление пластиковыми затяжками - сейчас не закреплено т.к. прокладка не готова под дроссель