Понижающий DC-DC 1...26В,100Вт

Изготовление / ремонт / переделка БП
Ответить
Аватара пользователя
Volag
инженер, читатель
инженер, читатель
Сообщения: 250
Зарегистрирован: 19 апр 2010, 03:53
Откуда: Симферополь

Понижающий DC-DC 1...26В,100Вт

Сообщение Volag »

Хочу разработать для себя схемку преобразователя из радиохлама с такими характеристиками:
Напряжение
Входное: 5... 28В.
Выходное:1...26В.
Ток: 0,1...10А
Мощность: 100Вт

Нашёл два преобразователя, от которых думаю отталкиваться:
1) http://ru.aliexpress.com/item/DC-DC-Buc ... 09920.html#!
Изображение
Изображение
2) http://www.dx.com/p/10a-dc-cnoverter-bu ... w_vTt9-PIV
Изображение
Изображение

С ними есть вопросы.
1. Дроссель.
Судя по виду оба преобразователя - однотактные синхронники. Значит кольца однозначно не ферритовые, а из материала с распределённым зазором.
Какой может быть тип и параметры сердечника дросселя второго преобразователя? Если сопоставлять с известным размером подстроечного резистора, то размер кольца примерно соответствует T68 (OD:17,5мм, ID:9,4мм, HT:4,83мм).
Цвет покрытия - чёрный, такие поиском находятся кольца на основе сендаста (KS068125) и амидона (T68-10). Но частота преобразователя указана 150кГц, а KS068125 вроде предназначен для низкочастотных применений, ниже 100кГц. T68-10 - наоборот, для высоких частот порядка 15...100 мГц.
Что же это тогда?
На первой плате дроссель имеет размеры T106: 26,9/14,7/11,2 и судя по цветам (зелёный с синим) это T106-18. Насколько хорош этот материал на частоте в 300 кГц, которая указана для данного преобразователя? Габариты больше чем у дросселя на второй плате, число витков тоже. И это несмотря на то, что частота в 2 раза выше.
2.Силовые транзисторы на второй плате.
Скромные люди зачем-то затерли подписи на микросхеме и ключах в корпусах D-PAK. Интересно, что бы это могли быть за транзисторы работающие на такую нагрузку без радиаторов и микросхема, управляющая верхним ключом без бутстрепной цепочки?
3.Регулировка тока.
Как реализована регулировка тока на второй плате, токоизмерительного шунта что-то не видно.
4.Микросхема на первой плате. Что это может быть - в корпусе TO-220 с 5 выводами, работающее на частоте 300кГц, с выходным током до 10А и синхронным выпрямлением? К сожалению с нужного ракурса не сфотографировали, а ведь хотелось бы знать.

Если есть готовые схемы подобных преобразователей, буду рад их увидеть.
Аватара пользователя
rhf-admin
администратор, спонсор, писатель, дизайнер, инженер, программист, идеолог
администратор, спонсор, писатель, дизайнер, инженер, программист, идеолог
Сообщения: 3060
Зарегистрирован: 25 авг 2009, 23:19
Откуда: Уфа
Контактная информация:

Re: Понижающий DC-DC 1...26В,100Вт

Сообщение rhf-admin »

1) На цвет колец вряд ли можно ориентироваться. Он у всех производителей разный. Да и зачем эта информация по большому счёту? Лучше ориентироваться на известные параметры (частоту/мощность) преобразователя-донора. Если заявлено, что он работает на 300 кГц и при этом рассчитан на ток до 3А, - значит и в твоей схеме на этой же частоте он примерно такой же ток сможет тащить. Завышать габариты дросселя производителю особого смысла нет.
Сможет ли кольцо работать на частоте выше, чем в доноре? Ну, тут только эксперименты остаются.
2) Это могут быть любые полевики. Почему ты решил, что бутстрепной цепочки нет? Видно очень плохо, но над микрухой явно есть два достаточно больших кондёра и диод. Вполне может быть, что один из этих кондюков и есть бутстреп.
3) А почему регулировка тока вообще должна быть. Где-то в описухе что ли написано, что она есть?
4) Я бы подумал на LM2596, но она на 100 кГц. А вообще "техассцы" любят делать такие корпуса, у них на сайте много подобных вариантов, с 7-ю, 5-ю ногами с одной стороны в корпусе как от транзистора.

Вот здесь была была тема с разными схемами понижаек. В том числе полюбившийся всем образец на ADP3418.
С уважением, администрация сайта.
Аватара пользователя
Volag
инженер, читатель
инженер, читатель
Сообщения: 250
Зарегистрирован: 19 апр 2010, 03:53
Откуда: Симферополь

Re: Понижающий DC-DC 1...26В,100Вт

Сообщение Volag »

1.Ну как зачем? Надо же от чего-то отталкиваться.
Вот, к примеру нашёл я донора - сгоревший БП компьютера.
Изображение
В нем есть дроссель на кольце, в другой цепи и по чём знать, подойдёт-ли он для моей цели? Размеры его 20,1 x 11,8 x 6,2, покрытие - жёлтый/белый. Мне же нужно как-то рассчитать идуктивность, иметь ввиду магнитную проницаемость, индукцию насыщения и т.д. Или указать тип материала для расчёта в программе.
Поиск выдает инфу, что жёлтый/белый - это может быть материал -26. А размеры примерно соответствуют T80. Значит можно предположить, что это сердечник T80-26. Для него есть такой параметр, AL=46,0nH/N^2, где N- число витков. Индуктивность тогда можно посчитать по формуле: L(mkHn)= (46,0*Turns^2)/1000. Число витков на этом дросселе - 34, значит L=53,176 мкГн. Это можно проверить.
Действительно, измеренная индуктивность похожая: 53,24 мкГн.
Изображение
Можно воспользоваться программой Drossel_Ring зная тип сердечника. В ней данные показывают, что для преобразователя на ток 10A этот сердечник мало подходит. Но 5A вполне потянет, хотя мощность потерь и составит 1,486 Вт.
Изображение

Кстати в теме про ADP3418 лучше всего результаты вроде получались на сердечниках салатовый/голубой - это материал -52. Он похож на -26, но обладает меньшими потерями и может работать на более высоких частотах. Микросхема ADP3418 наверное не подойдёт, ведь чтобы рулить верхним полевиком при входном напряжении 28В на затвор нужно подавать импульс с амплитудой 38В, а там до 36В ито при длительности импульса не более 200нс.

2. Неужели этих блошек размером всего 0805 достаточно для нормального бутстрепа? Если схема работает со входным напряжением до 30В, то бутсрепная цепочка должна выдать все 40В, и какой может быть керамическая ёмкость при таких размерах? Навряд-ли больше 1мкФ.

3. Ну резистора же 2. Если одним регулируется напряжение, второй-то для чего еще может быть?

4. Ага, спасибо за наводку. Пошарился на сайте TI, заодно на onsemi и ST. Именно такого не нашёл, но интересные вещи есть, например LM25085 - синхронник со входом до 40В, током 10A и внешним p-канальным транзистором, такому бутстрепная цепочка и не нужна. Есть и n-канальный вариант: LM25088. Но это всё не радиохлам и непонятно где у нас достать. А если заказывать, то это и ждать долго и получится наверное не дёшево, а надо чтобы получилось дешевле прототипов.

И насчёт полевиков еще вопрос. Частота - 300 кГц, нужно выбрать оптимальный вариант исходя из потерь на проводимость при максимальном токе и потерь на переключение.
Pconduction=Iout^2 x RDS(on) x Vout/Vin
Pswitch=Vin x Vout x 0,5*(t_rise+t_fall) x f_sw.
С первой формулой всё понятно. Во второй t_rise и t_fall - это, наверное время за которое импульс от низкого до высокого уровня сформируется по фронту и по спаду.
Какой реалистичной величиной t_rise и t_fall можно задаться и как ее определить исходя из параметров конкретного транзистора?
Мощность рассеиваемую на транзисторе хорошо бы получить не более нескольких ватт.
Аватара пользователя
rhf-admin
администратор, спонсор, писатель, дизайнер, инженер, программист, идеолог
администратор, спонсор, писатель, дизайнер, инженер, программист, идеолог
Сообщения: 3060
Зарегистрирован: 25 авг 2009, 23:19
Откуда: Уфа
Контактная информация:

Re: Понижающий DC-DC 1...26В,100Вт

Сообщение rhf-admin »

1. Ну, согласен, эти данные нужны. Но найти их порой очень трудно.
2. Бутстрепная цепочка должна выдать заряд, чтобы затвор зарядить. Причём очень небольшой , но быстро. Например, для FDS4542 (хоть там и N/P и ему такое не нужно, просто доки другой под рукой нет) заряды затворов по 30-40 нано Кулон. Заряд, накопленный кондёром 0,1 мкФ с напряжением 5В получается 5*0,1=0,5 микро Кулона. Так что его за глаза.
3. :-? Логично, конечно.
4. Ну да, это время самих фронтов. Самое точное конечно тупо их измерить сцилом.
С уважением, администрация сайта.
Аватара пользователя
Volag
инженер, читатель
инженер, читатель
Сообщения: 250
Зарегистрирован: 19 апр 2010, 03:53
Откуда: Симферополь

Re: Понижающий DC-DC 1...26В,100Вт

Сообщение Volag »

Нашёл микросхему, на которой, вероятно, собран преобразователь на первой картинке (корпус TO-220 c 5 выводами).
Это XL4016 фирмы XLSEMI. Катайская штуковина с такими характеристиками:
Входное напряжение: 8V ~ 40V, ток: 8A, частота: 180KHz, выходное напряжение регулируемое 1.25V-36V.
Документация
Пример включения
Что интересно, товарищи указывают в описании преобразователей на этой микросхеме выходной ток 10А и даже 12А. :?
Сердечник использован на основе материала Sendust или еще его называют KoolMu, обычно это кольца окрашенные в чёрный цвет.
Взяв всё это за основу сделал свою схему с регулировкой выходного напряжения от 0.7 В до 30.8В и регулировкой выходного тока до 10А.
Всё, что для этого понадобилось - добавить LM324. Токоизмерительный шунт выполнен в виде дорожки на плате.
Для дросселя использовал сердечник T106-125A (OD:27.7mm, ID:14.1mm, 11.99mm, AL:157), обмотка - 18 витков 2 жилы ПЭТВ-2 1,45.
Вот что получилось:
Изображение
Держит выходную мощность до 100Вт.
КПД при 31В на входе в зависимости от выходного напряжения и тока нагрузки получается таким:
3.3В: 70%
5В: 79%
8В: 80%
10В: 86%
15В: 88%
24В: 85%
Схема и печатная плата для ЛУТ(PDF), исходники в формате DipTrace, таблица тестирования
Аватара пользователя
Volag
инженер, читатель
инженер, читатель
Сообщения: 250
Зарегистрирован: 19 апр 2010, 03:53
Откуда: Симферополь

Re: Понижающий DC-DC 1...26В,100Вт

Сообщение Volag »

Собираюсь развить тему к программируемому понижающему преобразователю с аналогичными параметрами.
В качестве образцов нашёл такие платы:
1) RD DP30V5AL
2) RD DPS3012
Пока что сделал двухканальный цифровой индикатор, один канал будет выводит напряжение, второй - ток. Значения будут отображаться на 4 сегментном дисплее поочерёдно.
Вот что получилось:
Изображение
В основе - микроконтроллер ATMega8, дисплей - SMA420364, выполненный по схеме с общим катодом.
Схема и печатная плата для ЛУТ, исходники в DipTrace
В архиве две версии печатной платы. Одну развёл автоматически DipTrace, вторую по исходному варианту доработал автоматически TopoR.
Ответить