Доброго времени суток.
В преобразовательной технике соображаю слабо, поэтому прошу у вас помощи.
Необходим преобразователь на LM2586 http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm2586.pdf

- изделие предназначено для работы на электромагнит в импульсном режиме.
- входное напряжение от 6 до 7,2 В (два Li-Po аккумулятора 2200мАч соединенные последовательно)
- выходное 40-60 В.
- нагрузкой является электролитический конденсатор емкостью около 20 000 мкФ.


собственно вопросы:
1. Возможен ли на одной этой ИМС преобразователь вверх, с таким коэффициентом преобразования? (К=6,6...10)
Схема бестрансформаторная, как на странице 10 pdf.
2. какой ток на выходе сможет отдать эта ИМС ? (при указанных напряжениях). Например: при 40 В максимальный ток на выходе 2А
3. посоветуйте простую методику расчета таких преобразователей.

Спасибо.

С 6 вольт поднять до 40 при 80ваттах?
Задачка нереальная или для очень хорошо подготовленных реалистов.
Зто не дохлым однотактником "на микросхеме" делается и, боюсь, даже не в одно преобразование.

1. Возможен, конечно.
2. Расчёт простой. З-н сохранения энергии. Микросхема содержит трёхамперный ключ. Стало быть, при К=10 выходной ток может быть (в идеале) вдесятеро меньше. Умножаем ещё на КПД и получаем максимум четверть ампера.
3. Литература по ИИП. Её море.

Кстати, там все схемы бестрансформаторные. Но с однообмоточным дросселем, "как на странице 10 pdf", может не получиться - не хватит "Maximum Duty Cycle".
И Вам, судя по нагрузке, нужен источник тока, не напряжения?

Задача такой топологией решаема, но подход к задаче неверный.

Первое же требование — не перегрузить источник питания — с выбранной ИС выполнить невозможно, потому что её рабочий ток жёстко задан внутри.

Тут надо ставить не монолитный преобразователь, а контроллер, т.е. чтобы ключ и датчик тока были отдельными компонентами.

Спасибо за ответы.

Только почитав их, понял какую ерунду я написал 40В, 2А
80 Вт это обычно очень немаленький пребразователь.

Значит максимальный ток на выходе 0,2А и ИМС сама имеет защиту от КЗ, ограничивая ток в ключе на уровне 3А.
Получается что микросхема и так являтся неким стабилизатором тока.

Т.е. в принципе работать будет, но быстрого заряда конденсаторов за 5 сек с нуля до 40-50 В не получится.
Для опытов хватит.

Не совсе понял почему "не хватит Maximum Duty Cycle" ? Не получится получить такие высокие выходные напряжения?

http://schmidt-walter.eit.h-da.de/smps_e/aww_smps_e.html вроде бы неплохой сайт для понимания процесса.
Если я правильно понял то Duty Cycle при токе 200мА на выходе и напр. 50В составит 85%, вроде хватает.

Может стоит поднять входное напряжение да 15-25 В? Применить 4-6 лития последовательно... Проще будет реализация

Без трансформаторный !
Будьте осторожны. При подключении Vin к вашей "батарейки" выходной конденсатор (20000мкФ) начнет заряжаться через L и D. При этом ток заряда будет ограничен только внутренним сопротивлением "батарейки" и сопротивлением проводников. Как результат дроссель насытится, Диод может сгореть .........
Лучше реализовать Flyback.

Преобразователь на этой микросхеме зарядит конденсатор меньше чем за 1 секуду до 40 В. Подумайте, может быть Вам будет достаточно?


А если "обвести" эти цепи "мощным" диодом, как это обычно и делается? Да и время заряда конденсатора до 6 - 7 В малО при пике тока ~30А. Диод выдержит, может, конечно сработать защита аккумулятора. Выход - не отключать устройство от аккумулятора.
Флай однозначно сложнее.

W^W
Может стоит поднять входное напряжение да 15-25 В? Применить 4-6 лития последовательно... Проще будет реализация

Да думаю и так сойдет Понимаю что изначально поднять напругу будут лучше, но не так у меня много места, буду мучатся с этим.

vao
Без трансформаторный !
Будьте осторожны. При подключении Vin к вашей "батарейки" выходной конденсатор (20000мкФ) начнет заряжаться через L и D. При этом ток заряда будет ограничен только внутренним сопротивлением "батарейки" и сопротивлением проводников. Как результат дроссель насытится, Диод может сгореть .........
Лучше реализовать Flyback.

хм...да думаю батарейка сразу не сдохнет, а диод поставлю потолще.

MikeSchir
Преобразователь на этой микросхеме зарядит конденсатор меньше чем за 1 секуду до 40 В. Подумайте, может быть Вам будет достаточно?

Так конечно достаточно ! просто мой глазуальный расчет показал, что при токе 200мА и емкости 20 000 мкФ, время заряда будет никак не меньше 5 секунд, но по всей видимости при начальном нулевом напряжении на кондере ИМС сможет отдать тока больше чем 200мА. Да и с первого включения кондер зарядится сразу до "напряжения питания акумуляторов - потери на диоде", т.е. до 5,5 В как минимум.

Все больше и больше устраивает эта схема

Спасибо всем участвующим, направили заблудший разум на пусть истинный.
Сомнений было много, теперь все развеялись, понял что схема подходит чуть более чем полностью.

Используйте для цитирования стандартные средства встроенного редактора!
Модератор.

Батарейка может и не сдохнет, а вот ваш контроллер будет стартовать с "насыщенной индуктивностью". Что это значит ? - пока ток в индуктивности не снизится до рабочего - это означает, что ваша схема работает, как будто индуктивности вообще НЕТ. Здесь нужно прикинуть время работы в таком режиме и выдержит ли контроллер такое насилие, и как долго(сколько включений).
Но если все же решитесь рискнуть, то совет - поставьте самовосстанавливающийся предохранитель на максимальный ток ключа контроллера. Он вообще там не помешает. Спасете "батарейку" от взрыва в случае чего, да и схема может выживет после такого насилия .

Спасибо vao, думаю предохранитель тут точно не помешает. Задача вроде бы простая, но смотрю что-то заморочек в ней слишком много

Спасибо всем, советы помогли.
Сделал я преобразователь на LM2577 (LM2586 не смог купить), все отлично заработало, время заряда емкости 20 000мкФ до напряжения 50В получилось 2,1 сек.

Захотелось развится в этом направлении и решил я сделать то же самое но на LM3488. Долго искал, разрабатывал плату, заказывал в производстве, промазал с посадочным местом под эту ИМС. Сделал под SOIC8 а у неё корпус оказался MSOP-8.......

На LM3488 работает замечательно, но есть некоторые вопросы.
1. Электрические характеристики преобразователя вверх
- входное напряжение 7,8...8,2В
- выходное 50,2В
- частота преобразования 166кГц
- нагрузка преобразователя практически отсутствует. Из нагрузки только резисторы ОС и накопительный конденсатор 22 000мкФ х 50В.

Проблема в следующем:
При входном питании 8В преобразователь потребляет значительный ток (около 44мА), как его снизить?
- Сначала думал что сам электролитический конденсатор имеет утечку, заменил - не помогло. Убрал вообще его - не помогло.
- Потом думал что на плате где-то небольшое загрязнение. промыл плату не помогло.
- Изменил тактовую частоту на 300кГц - ток только увеличился, до 60мА.
- пробовал подпаивать дополнительные танталовые конденсаторы по питанию для ИМС - не помогло
- установил конденсатор 1мкФ х 50В (керамика) в цепь ОС - не помогло.
- на затворе силового транзистора присутствуют импульсы из за чего он очень слабо греется (это в отсутствии нагрузки)
- нагрузил преобразователь сопротивлением 680 Ом. Мощность на выходе 3,67 Вт - работает отлично, мне даже показалось что силовой транзистор стал слабее греться.
- посмотрел внимательно pdf на ИМС - максимальный потребляемый ток её около 3мА

Вопросы:
- почему преобразователь при отсутствии нагрузки потребляет энергию? (схема питается от Li-Po аккумулятора)
- почему на затворе силового транзистора присутствуют импульсы, когда выходной конденсатор давно уже зарядился до номинального напряжения?

Схему прилагаю:
(силовой транзистор на факте другой - IRLR3110ZPbF)

LM3478 и LM3481 то же самое.


А сколько в числах делитель на выходе?

910 Ом на массу и вверху делителя два резистора последовательно 2,4к + 33к

На схемке R12...R14.

Динамические потери преобразователя прямо пропорциональные частоте, увеличили частоту - увеличились потери

Полностью согласен, но !!! нагрузки то нет практически, кроме резисторов ОС. Т.е. нагрузка 33к+2,4к+910 = 36 310 Ом. На напряжении 50 В
Получается что мощность в нагрузке 0.068 Вт.
Пусть даже КПД на такой слабой нагрузке 50%.
Следовательно входной ток никак не более 17мА + ток ИМС 3мА = 20мА. а уменя 40. Откуда он берется?

Силовой транзистор не греется, он еле еле тепленький. Но ведь нагрузки то практически нет, а ИМС зачем-то на затвор подает импульсы.
с другой стороны раз подает, значит нагрузка все таки есть.

так там небось коэффициент заполнения 1% от силы... чисто емкость Миллера перезарядить

Делитель на выходе и есть нагрузка. Вы еще не учли перезарядку ёмкости затвора полевика. Судя по приросту тока (на 20мА) при увеличении частоты вдвое Баланс сходится.

Колеги про динамику правду говорят. Если Вас беспокоят потери на холостом ходу, а режим отдачи максимальной мощности (заряд конденсатора) случается редко, то возьмите транзистор с меньшими ёмкостями, пусть даже с большим сопротивлением канала. Ну хоть IRF530N - почти вдвое можете уменьшить потребление на ХХ.

Ребята вы все оказались правы !

добрался я до осциллографа и тут то меня озарило. Схема работает так как и должна.
Оказалось что у ИМС есть минимальное время включения (от 230 до 550нс), а так же я зря применил этот полевой транзистор с большой емкостью затвора 4000пФ. http://www.irf.com/product-info/datasheets...rlr3110zpbf.pdf Применил этот транзистор с целью унификации, т.к. в плате есть ещё один такой же.

Поставил следующие опыты:
1. С другого источника питания подал на выход преобразователя напряжение больше чем он должен выдавать. а на вход преобразователя питание 8В. Вместо 50В я подал 53В, соответственно ИМС почувствовав перебор уменьшила импульс на выходе до минимальных пределов, согласно ПДФке.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

2. тот же опыт как и в п.1. но питание НЕ подано на вход преобразователя. Смысл опыта - измерить ток. Вдруг там что-то на плате потребляет. Потребляла только цепь обратной связи на ИМС.

3. Форма импульса на затворе плоховата, слишком затянутые фронты, по всей видимости транзистор стоит применить более слабый, с меньшей емкостью затвора.
Длительность фронта около 350нс, спада около 100нс.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

4. Верхний синий график напряжение на затворе, нижний желтый на стоке транзистора - работа преобразователя на холостом ходу. Вроде бы похоже на правду.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла

5. Думаю что необходимо заменить резисторы в цепи ОС на более высокоомные, что по идее должно немного уменьшить потребляемый ток. А также заменить ключевой транзистор на менее мощный, с емкостью затвора около 500пФ.

Вопрос: купить IRF530N не могу, не продают его у нас, но могу купить IRFR120N, не нравится то что ИМС может выдать на его затвор только 7,2В, а судя по ПДФке транзистору нужно около 10В. Не получится ли так что транзистор IRFR120N будет все время "не дооткрыт" ?

Вопросы полностью сняты.

заменил ключевой транзистор на IRLU024NPBF (55V, 17A, 65mR, емкость затвора 480пФ). По максимальному напряжению запас слабоват, но работает.

Входной ток сразу упал до 28мА, при питании 8,2В.
Причем, с учетом КПД на холостом ходу не более 50%, около 17мА из 28мА - это ток который тратится на цепь обратной связи (910 Ом + 33к + 2,4к на 50В).
Соответственно чтобы ещё снизить холостой ток надо увеличить сопротивления в ОС.

всем ОГРОМНОЕ СПАСИБО !