Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Просадка напряжения питания при импульсной нагрузке
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Сайт и форум > В помощь начинающему > Схемотехника
Страницы: 1, 2, 3
ViKo
Цитата(yakub_EZ @ Mar 2 2011, 16:37) *
Берем симулятор

А что за симулятор, и где берется? Поделитесь названиями.
Alt.F4
Цитата
Меня схеме заинтересовала ножка ENA. Наверное, ее можно куда-нибудь повесить, а не просто оставить в воздухе. Хотя, не сомневаюсь, что можно и так.
Из даташита: The ENA pin has an internal pullup current source, allowing the user to float the ENA pin.
Цитата
По разводке - это у вас такой длиннющий дроссель?
Нет нет, дроссель обычный, "квадратный" sm.gif SRR1208-330YL. Просто было удобно развести его на обратной стороне ПП.
Цитата
Насчет земли - земли мало не бывает (есть, правда исключения). Стоит добавить, хоть проводом.
Если бы это решило проблему...
Цитата
Так Вы сравните с рекомендованными полигонами (дорожками) от производителя (моя картинка)
Возможно дорожки и узковаты. Но при нагрузке 500мА дорожки не нагреваются вообще, а у меня падение напряжения 1.8В от стартовых 4,1В! (При 3А нагрев дорожки 0,8мм до 30градусов. С учетом того, что такая нагрузка кратковременно, я посчитал, что ширина достаточна.)
Цитата
Ухты, конденсатор - защита от перенапряжения. biggrin.gif У Вас же супрессор (VD2) стоит на 22В, он мгновенно импульсы (похоже это имелось ввиду) питания поглотит.
Я не сказал, что один конденсатор используется от перенапряжения. Супрессор открывается максимум за 1мкс, с учетом этого были добавлены дроссель на входе и конденсаторы.
Цитата
Кстати С4 - рекомендован минимум 4,7мкФ!
Такая строка действительно есть. Но у нас не продается керамика такой большой емкости. Но что интересно, что программа SwitcherPro от TI, рассчитывающая обвязку стабилизатора, не ругается на входную керамику 1мкФ. Только если ее пытаешься убрать совсем. Значит достаточно и 1мкФ.
sera_os
 
Цитата(Alt.F4 @ Mar 2 2011, 22:44) *
Супрессор открывается максимум за 1мкс, с учетом этого были добавлены дроссель на входе и конденсаторы.
Не очень по теме, но если Вы так тонко "понимаете" природу вещей (1мкс открытия), то как Вы себе представляете помеху, способную зарядить 1мкФ (С4 же остается в любом случае) с 12В до 36В (максимальное для TPS5430), за 1мкс (пока "спит" супрессор)??? wacko.gif  Если я правильно рассчитал, нужен ток 24А/1мкс!  
Цитата
Но что интересно, что программа SwitcherPro от TI, рассчитывающая обвязку стабилизатора, не ругается на входную керамику 1мкФ. Только если ее пытаешься убрать совсем. Значит достаточно и 1мкФ.

Жаль что SwitcherPro не умеет "смотреть" трассировку, от матов было бы smile3046.gif .
Alt.F4
Цитата
Не очень по теме, но если Вы так тонко "понимаете" природу вещей (1мкс открытия)
Это время взято из даташита на супрессор.
Пусть перенапряжение 150В (столько ожидается), тогда ток за 1мкс вырастет до: (e / L )* dt = ((150В-12В) / 100мкГн) * 1мкс = 1,38А
Емкость получается: С = I * dt / dU = 1,38A * 1мкс / 2В = 0,69мкФ
Конденсатор выбираем по допустимому Ripple current = 1,38А.
Цитата
Жаль что SwitcherPro не умеет "смотреть" трассировку, от матов было бы
Вот в этом по ходу и проблема. Никогда не использовал импульсные преобразователи. Будет уроком.
Теперь бы придумать, как запустить стабилизатор с такой разводкой, ведь ПП уже готовы в количестве 20шт. (50$ однако)
yakub_EZ
Цитата(ViKo @ Mar 2 2011, 22:37) *
А что за симулятор, и где берется? Поделитесь названиями.

Это LTSpice4. Бесплатный симулятор от Linear Technology, просто так, "за спасибо" берётся с официального сайта. Больше всего в нём предполагается "крен" на ключевые преобразователи, в честь этого имел первоначальное название SwitcherCAD III. Фирмой разработчиком заточен он под аналоговые микросхемы этой фирмы. Очень распространен и не только для продуктов от LT, есть англоязычная группа на yahoo с почти 30-ю тысячами участников в которой есть база данных на большое количество элементов.
По нему выпущено несколько русскоязычных книг. Употребляем во многих русскоязычных форумах электронной направленности. Отличается простотой в управлении и освоении.
Microwatt
Та ни к черту разводкка волосяными дорожками. Так и не понял куда там дроссель включен. В источнике плата должна быть разведена волосяными промежутками, остальное - медь.
Не плата разведена зеркально, а схема нарисована навыворот и вообще нечитаемо. Ну почему не взять схему и разводку из того же даташита? Хоть грубых ошибок бы не случилось.

"Квадратный" дроссель - ни о чем не говорит. Но такое ощущение, что великоват по номиналу, а значит и активное сопротивление может быть большим.
Кто напугал помехами 120-150 вольт по входу? Автомобилисты? Понаворочено там защит как на случай ядерной войны....Возможно, на 100мкгн входном дросселе много падает.
Плат жалко? Так надо ж было макет прогнать, потом ведро плат заказывать. Заклинаниями теперь дело не поправишь...
Трудно тут что-то вслепую угадать и чем-то помочь. нужно смотреть осциллограммы и тогда можно сказать где причина.
А Вы даже десяток резисторов для фиксированой нагрузки найти не можете. Так врукопашную приборы не разрабатывают.
=AK=
Цитата(ViKo @ Mar 2 2011, 23:04) *
Ток ведь с источника берется, а не только с конденсаторов на входе. Вот когда не хватит источника, тогда с конденсаторов потекёть.

Источника "не хватит", когда его импеданс окажется выше, чем импеданс кондеров. То есть, практически всегда в начальный момент включения ключа. В этот момент весь ток берется со стоящих рядом входных кондеров, а не от бог весть где расположенного источника, соединенного со стабилизатором скорей всего длинными проводами и (в схеме топикстартера) через дроссель.
maugli
Вот два проекта на скорую руку для TINA-TI .
Загрузите программу . Установите . Откроите проект . Запустите расчёт переходных процессов Analysis->Transient.

1. Нагрузка скачком меняется с 5кОм до 5 Ом - провал выходного напряжения 1 В Нажмите для просмотра прикрепленного файла
2. Нагрузка скачком меняется с 50 Ом до 5||50 Ом - провал выходного напряжения <0.1 ВНажмите для просмотра прикрепленного файла

Вводите ( добавляете ) свои неидеальные компоненты и симулируете .
=AK=
Цитата(Microwatt @ Mar 3 2011, 01:57) *
Состыкуйте входной и выходной ток и получите ток в дросселе. Понятно, что там будет постоянная составляющая, но амплитуда тока - вовсе не размах пилы по вершинке. Эта пила - пульсации тока. В нормально сделанном стабилизаторе это 20-40% от амплитуды.

Через конденсаторы постоянный ток, как известно, не течет. Поэтому, рассуждая о величине импульсного тока, протекающего через входные и выходные конденсаторы, постоянную составляющую следует исключить. И в сухом остатке будет, что через входные кондеры течет импульсный ток с двойной амплитудой порядка 3 А, а через выходные - треугольный ток на порядок меньшей амплитуды.

Цитата(maugli @ Mar 3 2011, 08:55) *
1. Нагрузка скачком меняется с 5кОм до 5 Ом - провал выходного напряжения 1 В Нажмите для просмотра прикрепленного файла
2. Нагрузка скачком меняется с 50 Ом до 5||50 Ом - провал выходного напряжения <0.1 ВНажмите для просмотра прикрепленного файла


Совершенно верно. В первом случае регулятор должен перейти из режима прерывистых токов дросселя в режим непрерывных токов. Во втором он все время работает в режиме непрерывных токов.
Microwatt
Цитата(=AK= @ Mar 3 2011, 02:28) *
И в сухом остатке будет, что через входные кондеры течет импульсный ток с двойной ампритудой порядка 3 А, а через выходные - треугольный ток на порядок меньшей амлитуды.

Ток не в самих конденсаторах возникает. Это - пассивные элементы. Баланс "в одну трубу вливается, в другую выливается" должен соблюдаться.
Тут просто Вами смешиваются понятия тока в дросселе и пульсаций в конденсаторах фильтра. Отсюда и недоразумение.
В понижающем преобразователе от источника дросселем берется ток и отдается в нагрузку тот же самый, только скорость нарастания и спада разные за счет разных времен. Вольсекундные в амперсекундные площади равны.
Как тут разравнивают потребление конденсаторы зависит от их емкости, уровня пульсаций по входу и выходу. Но энергию они не изменяют. Уберите конденсаторы совсем и убедитесь.
=AK=
Цитата(Microwatt @ Mar 3 2011, 09:29) *
Тут просто Вами смешиваются понятия тока в дросселе и пульсаций в конденсаторах фильтра.

Ну, я-то как раз никакие понятия не смешиваю. Речь была именно о величине импульсных токов в конденсаторах. Для выходных кондеров она равна величине изменений тока дросселя в течении периода. Не величине тока дросселя, а величине изменений его тока. А для входных кондеров импульсные токи в пределе примерно равны величине среднего тока дросселя. Не изменений тока, а именно величине тока нагрузки. Отсюда следует, что входные кондеры вообще говоря работают в гораздо более тяжелом импульсном режиме, чем выходные. Это и есть та мысль, которую я стремился донести до ТС.
Microwatt
Ладно, похоже мы о разных сторонах одного явления частную дискуссию затеяли. Оттого и не приходим к согласию.
У Вас источники работают? У меня тоже.
Давайте ТС поможем чем сможем....
ViKo
Цитата(Microwatt @ Mar 3 2011, 00:59) *
В понижающем преобразователе от источника дросселем берется ток и отдается в нагрузку тот же самый, только скорость нарастания и спада разные за счет разных времен. Вольсекундные в амперсекундные площади равны.

В том-то и дело, что не тот же самый! При всем моем уважении к вам, вы заблуждаетесь! И не равны ни вольтсекундные, ни амперсекундные площади. А равны площади ваттсекундные. За вычетом к.п.д. Берем тока меньше от большего напряжения, а отдаем тока больше, но меньшего напряжения.
P.S. признать свою ошибку - не позор.

для ТС
Если микросхема нагревается, значит нужно приделать ей теплоотвод. Какой бы ни был ключ, падение на нем есть. 3A тока - это не хвост собачий. То же относится и к диоду. 3A тока...
Alex255
Цитата(Alt.F4 @ Mar 2 2011, 19:39) *
Выкладываю схему и разводку ПП.
Разводка в зеркальном виде!
Ошибки быть не должно...
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Ужас!!! Это же импульсник! Удивительно что завелся, видимо частоты не слишком велики.

Основные контура по которым течет импульсный ток - а это
при включенном ключе:
земля - Вх емкость - ключ - индуктивность - выходная емкость - земля
при выключенном
земля - диод - индукт. - вых емкость - земля
должны быть минимальны.
Далее, дорожки этих контуров должны быть максимально широкими дабы не вносить лишнюю индуктивность.
Далее, очень желателен земляной слой на другой стороне для локализации ЭМ полей и минимизации взаимодействия.

А где же охлаждение? к чему крепится thermal pad? к площадке величиной с сам thermal pad? А зачем тогда вообще его крепить?

Настоятельная рекомендация сделать так или примерно так как рекомендует производитель


Цитата(ViKo @ Mar 3 2011, 11:33) *
В том-то и дело, что не тот же самый! При всем моем уважении к вам, вы заблуждаетесь! И не равны ни вольтсекундные, ни амперсекундные площади. А равны площади ваттсекундные. За вычетом к.п.д. Берем тока меньше от большего напряжения, а отдаем тока больше, но меньшего напряжения.
P.S. признать свою ошибку - не позор.

для ТС
Если микросхема нагревается, значит нужно приделать ей теплоотвод. Какой бы ни был ключ, падение на нем есть. 3A тока - это не хвост собачий. То же относится и к диоду. 3A тока...

+1
Alt.F4
Сделал дома ПП как в даташите, с огромными полигонами земли, но падение напряжения при включении большой нагрузки как было, так и осталось.
В качестве нагрузки две лампочки, соединенные параллельно, с холодным сопротивлением 1,2Ом (для розжига необходимо 3,3А. Стабилизатор в импульсе может отдать 4А, если верить даташиту). В общем лампочки загораются и напряжение проседает до 2В во время включения, затем восстанавливается до 4В.
Такое же поведение и на моей плохо разведенной ПП.
P.S. в прошлом опыте с лампочкой была допущена ошибка при монтаже.

Решил добавить на выход электроилт 2200мкФ. При подключении лампочек, тестер засек просадку до 0,9В...
Куда копать, ведь ПП теперь из даташита?
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Цитата
Вот два проекта на скорую руку для TINA-TI .
Загрузите программу . Установите . Откроите проект . Запустите расчёт переходных процессов Analysis->Transient.
1. Нагрузка скачком меняется с 5кОм до 5 Ом - провал выходного напряжения 1 В Прикрепленный файл tps5430_1mA_1A.zip ( 30.89 килобайт ) Кол-во скачиваний: 3
2. Нагрузка скачком меняется с 50 Ом до 5||50 Ом - провал выходного напряжения <0.1 ВПрикрепленный файл tps5430_0.1A_1.1A.zip ( 30.89 килобайт ) Кол-во скачиваний: 2
Вводите ( добавляете ) свои неидеальные компоненты и симулируете .
Скачал, просимулировал. Падения напряжения на выходе не наблюдается...
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Microwatt
Цитата(ViKo @ Mar 3 2011, 11:33) *
И не равны ни вольтсекундные, ни амперсекундные площади. А равны площади ваттсекундные. За вычетом к.п.д.

Хорошо, пусть ваттсекундные., если это помогает понять суть. Заряжаем дроссель 1мГн до 1А за 1 мкс и отдаем энергию за 10мкс. Остается только посчитать вольты, амперы и площади.
Энергия получится 0.5мДж. Напряжение 1000 и 100 вольт. Ток средний 0.5 и 0.05А (амплитудный 1А!). Мощность средняя 500ватт и 50 ватт. Все три площади равны?
Или что-то не так?
Вы попробуйте трансформатор заставить работать без абсолютного равенстива вольтсекундных площадей - войдет в насыщение немедля. А дроссель просто невозможно по-другому , это вытекает из определения самой индуктивности.
maugli
Цитата(Alt.F4 @ Mar 3 2011, 15:31) *
Скачал, просимулировал. Падения напряжения на выходе не наблюдается...


1. Точка - узел электрической цепи . Если в месте пересечения двух линий на электрической схеме поставлена точка , то в этом месте есть электрическое соединение двух линий, в противном случае его нет.
2. Почему диод на 1 А ?
3. Почему ток 500 нА на нагрузке 1.4 Ом при 4В ? Включите логику .
Нельзя менять всё сразу !

Исправил за вами - Нажмите для просмотра прикрепленного файла Все как и раньше - провалы выходного напряжения .
Добавьте входную цепь из реальных компонентов .

Нагрузка из лампочек в параллель 0.6 Ом (нет слов - бедный стабилизатор).
Наберите нагрузку из резисторов . И обратитесь за помощью в своём городе к кому-нибудь у кого есть осциллограф . А то вы всё топчетесь на месте .

ViKo
Цитата(Microwatt @ Mar 3 2011, 16:49) *
Все три площади равны?
Или что-то не так?

Ну, "зарядили" мы дроссель до 1A за 1us. Накопили в нем энергию 0.5mJ. А "разрядили" за 10us со значения 1A до 0. Ток спадал медленнее, потому как не надо нам больше тока. Где ж площади равны? Вторая площадь в 10 раз больше.
Вы ж про дроссель говорили в сообщении №60?
А если взять входной и выходной токи и напряжения преобразователя целиком, то там да, площади будут равны.
Естественно, ток в напряжение не превратить sm.gif или превратить? что-то я путаюсь sm.gif
И куда девается спадающий ток в дросселе? Заряжает выходной конденсатор, поддерживает на нем постоянное напряжение. Который нагрузка норовит разрядить своим током.
yakub_EZ
Цитата(ViKo @ Mar 3 2011, 18:49) *
Естественно, ток в напряжение не превратить sm.gif или превратить? что-то я путаюсь sm.gif
И куда девается спадающий ток в дросселе? Заряжает выходной конденсатор, поддерживает на нем постоянное напряжение. Который нагрузка норовит разрядить своим током.

Да возьмите уже поиграйтесь в симуляторе. Большинство вопросов сразу отвалится. Равенство площадей наблюдается только в ватсекундной характеристике. Если брать энергию поля дросселя пропорциональную квадрата тока, то тоже не получатся.
На картинке дроссель 1 мкГн, "заряжаем" его постоянным напряжением 1 вольт 1мкс, "разряжаем" 0.1 вольт 10 мкс. Баланс ватсекундной характеристики (красная кривая полученная перемножением тока на напряжение) и больше никакой другой характеристики, видно невооруженным глазом.
Модель в архиве, если кому интересно
Alt.F4
Цитата
2. Почему диод на 1 А ?
Там в библиотеке нету на 3А. Пытался сам исправить, но тогда при симуляции выбивает ошибку.
Кстати у Вас тоже диод на 1А
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Цитата
Нагрузка из лампочек в параллель 0.6 Ом
Я забыл добавить слово: "с холодным СУММАРНЫМ сопротивлением 1,2Ом".
Цитата
Все как и раньше - провалы выходного напряжения .
Но в симуляторе провалы всего не ниже 2,5В. В реале мне удалось засечь 0,9В! crying.gif
Цитата
Добавьте входную цепь из реальных компонентов .
Добавил 4700мкФ, провалы остались на том же уровне...
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Цитата
И обратитесь за помощью в своём городе к кому-нибудь у кого есть осциллограф . А то вы всё топчетесь на месте .
Можно спросить на городском форуме, но что дадут осциллограммы? И что щупать?
Спасибо.
ViKo
Цитата(yakub_EZ @ Mar 3 2011, 18:45) *
Да возьмите уже поиграйтесь в симуляторе.

Так и сделаю. Растерялся я, отвечая Microwatt.
Еще один "аргумент" - можем же мы в течение 1s от источника 10V взять тока 1A, а выдать с регулятора 5V и 2A (примем кпд 100%)? Можем. И площади вольтов или амперов не сохранятся.

для TC
может, все-таки дроссель виноват? Индуктивность его показана в даташит на частоте 1kHz. Замените чем-нибудь другим.
Microwatt
Цитата(ViKo @ Mar 3 2011, 20:42) *
Так и сделаю. Растерялся я, отвечая Microwatt.
Еще один "аргумент" - можем же мы в течение 1s от источника 10V взять тока 1A, а выдать с регулятора 5V и 2A (примем кпд 100%)? Можем. И площади вольтов или амперов не сохранятся.

Да, если опустить КПД, то брать со входа 10В мы можем 1А, получая на выходе 5В при 2А. или 1В при 10А. Но это средние значения. В импульсе нам для 2А дроссель на 2А же и нужно будет зарядить, для 10 - до 10А
Но на том и работает импульсный стабилизатор, что произвольно изменить ток разряда нельзя. При разряде дросселя напряжение подстроится автоматически.
При коротком замыкании теоретически ток будет спадать вечно. На холостом ходу напряжение будет расти неограниченно, пока где-то дугой не замкнется.
Конечно, если мы все-таки трансформируем входное напряжение, то одновременного постоянства токов, напряжений и мощностей не будет. Только ватт-секундная площадь. Уменьшение напряжения компенсируется увеличением тока.
В понижающем стабилизаторе это напоминает чем-то продавливание комка пластилина через калиброванное отверстие. При стабильном сечении отверстия выходная колбаса тем длиннее, чем тоьнше отверстие. Если отверстия нет - давление будет расти неограниченно, до разрыва пресс- формы.
Если отверстие бесконечно большое, то все, что втолкнули - немедленно на выходе, неограниченный ток, без напряжения.
Но масса пластилина не меняется, это точно.
Да. если есть под рукой симулятор - проще всего там посмотреть. Я на полноту изложения и ясность тут не претендую.
ViKo
Цитата(yakub_EZ @ Mar 2 2011, 19:00) *
Вот, понижающий 5 вольт 1 ампер на LT1074. На первой картинке показан его "взлёт" и уровень пульсаций на выходе - порядка 50 мВ.
На второй токи - Ix - это потребляемый стабилизатором ток.

Можете выложить этот проект, или скажите название, если он есть среди архива LTSpice? А то пока там найдешь... одни цифры в названиях sad.gif
Сам сделал. Приложил. У меня пульсации, ужас, какие. Пока не разбирался, осваиваюсь с программой.
Alt.F4
Народ, что можете подсказать по моей проблеме?
Сведу факты:
1. Разводка как из даташита
2. На выход подпаивал 2200мкФ - проблема не решилась.
3. В симуляторе на вход ставил 4700мкФ - провалы остались
4. Дроссель вне подозрений, т.к. у человека работает с худшими характеристиками.
Если просить на городском форуме поюзать осциллограф, то какие цепи смотреть и какие варианты осциллограмм возможны?
Спасибо.
схема
Microwatt
Схема должна рисоваться не по арабоеврейски справа налево, а как принято в схемотехнике: вход слева, выход- справа.
Понижающие стабилизаторы имеют какие-то традиционные компоновки изображения, диод и силовой дроссель не на потолке.
Так, как оно нарисовано, крайне затрудняет чтение и вообще работу со схемой.
ViKo
Цитата(Alt.F4 @ Mar 3 2011, 22:03) *
Народ, что можете подсказать по моей проблеме?

А без L2 пробовали?
Теплоотводы?
Если в симуляторе провалы, так осциллограф пока не нужен sm.gif
Alt.F4
Microwatt, схемы вырезал из всей большой, и там для лучшей компоновки на листе А4 пришлось входные разъемы (включая питание) разместить по центру, поэтому так и получилось справа налево. Рисункам нигде не учили, поэтому пока только так...
Что можете сказать по поводу работы стабилизатора?
Цитата
А без L2 пробовали?
Вообще не стартует.
Цитата
Теплоотводы?
Не нагревается до тех температур пока. Да и с новой разводкой теплоотвод не хилый (подложка соединена с полигоном земли)
Цитата
Если в симуляторе провалы, так осциллограф пока не нужен
В симуляторе правда не такие больше, там напряжение ниже 2,5В не падает, мне же удалось засечь 0,9В...
ViKo
С меньшей нагрузкой добиться, чтобы работало.
В симуляторе, на картинке вижу, и времена провалов совсем другие.
Диод тоже греется. На разводке вижу малюсенький диод. Он пропускает 3A и может рассеять мощность, что на нем выделяется?
Подложка, наверное, должна быть электрически соединена с полигоном. TI советует еще и на обратную сторону вывести землю.
L2, я имел в виду, дроссель на входе. Без него не стартует???
yakub_EZ
Цитата(ViKo @ Mar 3 2011, 22:18) *
Сам сделал. Приложил. У меня пульсации, ужас, какие. Пока не разбирался, осваиваюсь с программой.

Нормально wink.gif . Главное начать.
Есть там несколько нюансов. И связаны они уже с запуском ШИМ контроллера. Стартовать он должен с нуля. А примеры моделек открываются по правой кнопке когда наводите на интересующий контроллер
Alt.F4
Цитата
Диод тоже греется. На разводке вижу малюсенький диод. Он пропускает 3A и может рассеять мощность, что на нем выделяется?
Ну он не такой уж и маленький. Его корпус значительно больше, чем на разводке. Это в библиотеке программы какая-то ошибка. Завтра сфотографирую, если надо.
Цитата
Подложка, наверное, должна быть электрически соединена с полигоном. TI советует еще и на обратную сторону вывести землю.
Вы наверное не на ту картинку смотрите. Вот разводка. Подложка соединена "электрически". Двустороннюю же я дома не смастерю. Да и не нужна она, не те температуры, по условию нагрузка в 3А кратковременна.
Цитата
L2, я имел в виду, дроссель на входе. Без него не стартует???
Упс, ошибся. Я без него пока пытаюсь завести стабилизатор.
=AK=
Цитата(Alt.F4 @ Mar 4 2011, 07:10) *
Что можете сказать по поводу работы стабилизатора?

Для того, чтобы быстро реагировать на мгновенное изменение тока нагрузки, стабилизатор должен все время работать в непрерывном режиме. При индуктивности дросселя 33 мкГн режим непрерывного тока будет при токе нагрузки примерно 100 мА и более. Вот на 100 мА тока и нагрузите выход на холостом ходу.

Даже в даташите они не демонстрируют скачок нагрузки от 0 до 3 А, а всего лишь с 0.75А до 2.25А
maugli
Ну всё за вас нужно сделать и всё разжевать !

Проект Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Через 15мс подключается постоянная нагрузка 100 мА - провалы существенно уменьшились , но остались выбросы в моменты коммутации нагрузки из-за большого ESR ваших конденсаторов .
Через 20мс ESR ваших конденсаторов уменьшилось до 60мОм - амплитуда выбросов упала с 1В до 0.2В . Замечательно !

Что вам нужно сделать в жизни ?
1. Подгрузить источник постоянной нагрузкой .
2. Купить конденсаторы с LowESR ( Что явно указано в описании микросхемы . Причём ёмкость конденсаторов не столь критична - поэтому большие емкости с большим ESR вас не спасали . Кстати товарищ alexnet продаёт подобные - 10SVP330M 10В 330мкФ ESR 17мОм ) ,
или воспользоваться рекомендациями TI Using TPS5410/20/30/31/50 w/Aluminum/Ceramic Output Capacitors (Rev. C) для расчёта компенсационной цепочки ( надеюсь сделаете сами )
3. На вход керамику - желательно . Хотя может быть не критично . Моделируйте . Пробуйте в железе . Проверяйте осциллографом напряжение на входе TPS5430 и на нагрузке . Тестер мало пригоден для исследования импульсных цепей .

По поводу сопротивления лампочек. Чем вы его меряли , и насколько достоверны ваши измерения .
К сведению замкнутые щупы китайского тестера дают сопротивление 0.7 Ом . И больше ни слова о лампочках - неудачный пример нагрузки .

По поводу сожжённых симок в соседней ветке . На графике выходного напряжения наблюдаются выбросы до 5В и это в симуляторе , а что реально - покажет осциллограф . Вот ими и сожгли симку , но никак не провалами .

По поводу диода . Все вопросы к TI . Поставлен честный 3А диод. ВАХ диода определяется током насыщения см. HELP . А параметр max forward current похоже не кретичен , хотя и его удалось увеличить до 5А.
halfdoom
Цитата(maugli @ Mar 4 2011, 06:53) *
По поводу сожжённых симок в соседней ветке . На графике выходного напряжения наблюдаются выбросы до 5В и это в симуляторе , а что реально - покажет осциллограф . Вот ими и сожгли симку , но никак не провалами .


Заострю внимание ТС на этом моменте - если меняется режим работы дросселя при скачкообразной смене нагрузки, то необходимо наличие минимальной нагрузки, в противном случае будут иметь место как выбросы, так и провалы.
Alt.F4
Цитата
При индуктивности дросселя 33 мкГн режим непрерывного тока будет при токе нагрузки примерно 100 мА и более. Вот на 100 мА тока и нагрузите выход на холостом ходу.
Цитата
1. Подгрузить источник постоянной нагрузкой .
Вот это класс! Нагрузил 130мА, и при подключении нагрузки тестер вообще не засекает просадку.
Я думаю использовать в качестве нагрузки на холостом ходу два резистора 1206 по 15Ом соединенных последовательно. На каждом будет выделяться около 0,26Вт, что они в принципе выдержат, тем более время работы их будет довольно коротким. Эту нагрузку после старта модема буду отключать транзистором.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Цитата
Ну всё за вас нужно сделать и всё разжевать !
Проект Прикрепленный файл tps5430_4.03.zip ( 30.52 килобайт ) Кол-во скачиваний: 2
Через 15мс подключается постоянная нагрузка 100 мА - провалы существенно уменьшились , но остались выбросы в моменты коммутации нагрузки из-за большого ESR ваших конденсаторов .
Через 20мс ESR ваших конденсаторов уменьшилось до 60мОм - амплитуда выбросов упала с 1В до 0.2В . Замечательно !
Без Вас бы никогда не додумался так просимулировать sad.gif
Спасибо огромное!
Цитата
Купить конденсаторы с LowESR (Что явно указано в описании микросхемы . Причём ёмкость конденсаторов не столь критична - поэтому большие емкости с большим ESR вас не спасали . Кстати товарищ alexnet продаёт подобные - 10SVP330M 10В 330мкФ ESR 17мОм )
У нас продают LowESR только от 100мОм и выше...
А этот дядька alexnet продает в Москве и рассылает только по России, а я живу в Минске.
Интересно, только что по формулам из "Using TPS5410/20/30/31/50 w/Aluminum/Ceramic Output Capacitors" для моего случая получается ESRmax = 1Ом (Правда там написано, что формулы относятся к алюминиевым, а не танталовым конденсаторам... (п.2.2))
Цитата
или воспользоваться рекомендациями TI Using TPS5410/20/30/31/50 w/Aluminum/Ceramic Output Capacitors (Rev. C) для расчёта компенсационной цепочки
Там используются два вида цепочек, для цепи с алюминиевыми конденсаторами по выходу и с керамическими. Если к алюминиевым можно приравнять танталовые, тогда буду использовать данную цепочку. Буду искать осциллограф, и попробую посмотреть, как себя поведет выходное напряжение с компенсационной цепочкой и без нее.
Цитата
3. На вход керамику - желательно . Хотя может быть не критично .
Нашел 2,2мкФ. Буду ставить ее.
Цитата
По поводу сожжённых симок в соседней ветке . На графике выходного напряжения наблюдаются выбросы до 5В и это в симуляторе , а что реально - покажет осциллограф . Вот ими и сожгли симку , но никак не провалами .
Так ведь питание симки идет от модема, разве он мог выдать больше чем нужно?
Модем по-моему сразу 1,8В подает на сим-карту и пытается с ней "пообщаться", если она молчит, то подает 3В и в конечном итоге, если симка не определена, питание отключается.
maugli
Цитата(Alt.F4 @ Mar 4 2011, 22:15) *
Эту нагрузку после старта модема буду отключать транзистором.

Если вы уверены , что модем обеспечит должный уровень постоянной нагрузки , то отключайте .

Цитата(Alt.F4 @ Mar 4 2011, 22:15) *
Там используются два вида цепочек, для цепи с алюминиевыми конденсаторами по выходу и с керамическими. Если к алюминиевым можно приравнять танталовые, тогда буду использовать данную цепочку. Буду искать осциллограф, и попробую посмотреть, как себя поведет выходное напряжение с компенсационной цепочкой и без нее.

Исходя из величены ESR ваших конденсаторов они ближе к алюминиевым .
Проверите стабильность вашей схемы опираясь на статью - Simplifying Stability Checks .

Цитата(Alt.F4 @ Mar 4 2011, 22:15) *
Нашел 2,2мкФ. Буду ставить ее.

Ставьте парочку . И учтите , что при симуляции на входе стоял идеальный источник ЭДС ( Rser=0 Om ) . Оцените возможную величину сопротивления и задайте его при моделировании .

Цитата(Alt.F4 @ Mar 4 2011, 22:15) *
Так ведь питание симки идет от модема, разве он мог выдать больше чем нужно?
Модем по-моему сразу 1,8В подает на сим-карту и пытается с ней "пообщаться", если она молчит, то подает 3В и в конечном итоге, если симка не определена, питание отключается.

Почитайте статью "ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ АЦП" из Журнала по применению аналоговых компонентов 1 кв. 2010 . Не знаю , что стоит у вас в модеме , но как видно из статьи LDO-регулятор плохо ослабляет высокочастотные выбросы .
Проверите осциллографом напряжение на разъёме SIM карты до её подключения .

Почитайте Creating GSM Power Supply from TPS54260 может найдёте что нибудь полезное для себя .
Alt.F4
Цитата
Если вы уверены , что модем обеспечит должный уровень постоянной нагрузки , то отключайте .
Да, в режиме ожидания он потребляет около 20мА. Но тогда устройство получится ни разу не экономичным. Делаю в авто и потребление лишних 100мА недопустимы.
Наверное придется выбирать другой стабилизатор... sad.gif

maugli, статьи прочту. Спасибо большое!
Но как быть с лишней нагрузкой? Может посоветуете другой стабилизатор, который не требует для режима постоянного тока начальной нагрузки?
Спасибо.
maugli
Цитата(Alt.F4 @ Mar 5 2011, 10:35) *
Может посоветуете другой стабилизатор, который не требует для режима постоянного тока начальной нагрузки?

Для GSM ничего не делал , так что посоветовать нечего , кроме рекомендованной TI TPS54260 .
Обращайтесь к общественности . Наверняка у кого-то есть реальный опыт .
ViKo
Что-то не пойму совета подгрузить регулятор дополнительно, чтобы избежать режима разрывных токов. Это такой же рабочий режим для регулятора. Какие бы ни были пульсации, их можно сгладить потом. Например, LC фильтр поставить. Если они вообще на что-то влияют. Нагрузка ведь не работает, пусть себе пульсирует питание.

sera_os
Кажись я понял где собака зарыта. В DS в характеристиках генератора, есть такая строка: "Minimum controllable on time" typ=150ns, max=200ns. Оказывается что это минимальное управляемое время открытого ключа, и эту перекачиваемую энергию нужно куда то девать. laughing.gif На будущее, хоть сам буду обращать на это внимание.
ViKo
Думаю, нужно взять бОльшую индуктивность. Тогда зубцы пилы тока будут небольшими, колебаться около среднего (выходного) тока. При малой индуктивности зубцы будут больше, и на вершине может наступить ограничение тока ключа. Если индуктивность будет мала, может оказаться, что зубцы будут на весь диапазон, от 0A до предела (который по даташиту от 4A до 6A). Тогда больше 2A (средний ток пилы) с регулятора не получить.

Alt.F4
Цитата
Кажись я понял где собака зарыта. В DS в характеристиках генератора, есть такая строка: "Minimum controllable on time" typ=150ns, max=200ns. Оказывается что это минимальное управляемое время открытого ключа, и эту перекачиваемую энергию нужно куда то девать. На будущее, хоть сам буду обращать на это внимание.
А я ничего не понял...
Цитата
Думаю, нужно взять бОльшую индуктивность.
В даташите применяется 15мкГн. Я думаю не в этом дело.

TPS54260 есть в наличии на дигикей, рекомендуемый maugli и av-master в другой ветке форума. Попробую его заказать через своего поставщика.
Интересно, чем он отличается от TPS5430, кроме частоты?
ViKo
Цитата(Alt.F4 @ Mar 5 2011, 14:14) *
В даташите применяется 15мкГн. Я думаю не в этом дело.

А также 22uH, 18uH, и формула дана для Lmin
Проверьте на симуляторе.
Alt.F4
ViKo, поставил 100мкГн и пульсации стали больше.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

maugli, =AK=, скажите, как Вы узнали, что для перехода в режим непрерывного тока необходимо нагрузить стабилизатор 100мА?
Спасибо.
maugli
Режим непрерывного тока - это не моя версия . И она похоже ошибочная . Я говорил о необходимости нагрузить стабилизатор.

А вот по всей видимости правильный ответ ( взятый из описания LM22673 от NATIONAL- функционального аналога TPS5430 . Кстати у них есть совместимые pin-to-pin корпуса (проверьте обязательно не ошибаюсь ли я ) ) .

At loads less than 5 mA, the boot capacitor will not hold enough charge to power the internal high side driver. The
output voltage may droop until the boot capacitor is recharged. Selecting a total feedback resistance to be below
3 kΩ will provide some minimal load and can keep the output voltage from collapsing in such low load conditions. (стр.11)

Честные ребята не то что TI - молчуны .

Можно попробовать уменьшить суммарное сопротивление делителя у TPS5430 ( вдруг поможет ) . Просимулировал не помогло .

Ещё серия LM2267x
1. Stable with low ESR ceramic capacitors .
2. Имеет режим Pulse skipping - required to maintain proper regulation and overcurrent protection under the full
range of operating conditions .

Короче обратите внимание на серию LM2267x от NATIONAL .
Просимулируйте выбранный стабилизатор в National’s WEBENCH ® design tool .
Возможно не придётся переделывать платы .
maugli
А вообще нечего гадать .
Озадачьте лучше Texas Instruments данной ситуацией .
Alt.F4
maugli, у меня с английским туговато, не поймут.
Не понятно только одно, почему у человека все работает, а у меня нет?
Моя катушка: SRR1208-330YL (Irms Max. = 2,8А; Isat Typ. = 3,8А)
Катушка у человека: SDR0805-150ML (Irms Max. = 1,8А; Isat Typ. = 2,7А)
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
У меня на входе больше емкости (470мкФ х2, хотя по сути критерий здесь больше в импульсном токе) плюс керамика 2,2мкФ х2.
У меня на выходе 100мкФ х2 (Вот не спросил правда у человека про lowESR). Хотя по расчетам из даташита мои кондеры подходят.

Если выбирать другой DC-DС преобразователь, то на что смотреть, чтобы не попасть в такую же ситуацию?

Спасибо.
=AK=
Цитата(Alt.F4 @ Mar 6 2011, 00:38) *
как Вы узнали, что для перехода в режим непрерывного тока необходимо нагрузить стабилизатор 100мА?

Где-то в начале топика я приводил прикидочный расчет вашего преобразователя. В предположении, что индуктивность вых. дросселя равна 15 мкГн, двойная амлитуда пульсаций тока в нем получалась 360 мА, а граничный ток нагрузки, после которого стабилизатор переходит в режим непрерывного тока дросселя, равна половине этого, т.е. 180 мА. Для дросселя 33 мкГн величины токов, соответственно, будут равны примерно 160 мА и 80 мА. При меньших токах нагрузки ток в дросселе на какое-то время будет прерываться. При этом характеристика регулирования перестает быть линейной и, соответственно, стабильность петли регулирования уменьшается.

В непрерывном режиме напряжение на выходе силового ключа PH принимает только два значения, или +Vin, или -Vшоттки. В режиме прерывистых токов на выходе PH появится еще одно состояние, +Vout, когда ключ еще закрыт, а ток через дроссель уже закончился.

При дальнейшем уменьшении тока нагрузки в какой-то момент регулятор перестает включать силовой ключ в каждом периоде, он начинает пропускать периоды. В частности, при нулевом токе нагрузки регулятор находится в этом очень невыгодном режиме: включение силового ключа даже на очень короткое время вызывает заметный впрыск заряда в выходные кондеры, которому некуда деться - напряжение на выходе поднимается и надолго "затыкает" регулятор. При этом импульсы на выходе PH микросхемы надолго исчезают и, как верно заметил ув. maugli, цепь "подброса" напряжения для затвора силового ключа BOOT перестает правильно работать. Соответственно, n-канальный силовой ключ при этом перестает полностью открываться. Если теперь нагрузить регулятор, то должно пройти довольно большое время, прежде чем кондер С913 (на вашей схеме) зарядится и силовой ключ опять начнет работать как положено.
Alt.F4
=AK=, на что, в таком случае, обращать внимание при выборе другого стабилизатора?
1. Частота работы?
2. ?
Спасибо.
=AK=
Цитата(Alt.F4 @ Mar 6 2011, 19:05) *
на что, в таком случае, обращать внимание при выборе другого стабилизатора?

На то, какой в нем силовой ключ. Если p-канальный MOSFET или pnp транзистор, то этой проблемы не возникнет, потому что для них не требуется создавать дополнительное напряжение, большее, чем напряжение питания.
Alt.F4
Решил использовать L5973. Там в качестве ключа используется P-Channel D-MOS transistor. К тому же этот стабилизатор некоторые используют для питания SIM300.
Жаль только, что в онлайн симуляторе от ST "SMPS @ eDesign Studio" нельзя увидеть графики поведения выходного напряжения при импульсной нагрузке (там ползунок изменяет только постоянную).
Как по Вашему, могут быть проблемы с этим стабилизатором?
Спасибо.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.