Buck-конвертер, обсуждение статьи
Buck-конвертер, обсуждение статьи
Здравствуйте.
Сама статья находится здесь
http://radiohlam.ru/teory/buck1.htm
Оффтоп.
Я не шибко шарю в электронике и электротехнике, но периодически ваяя простенькие девайсы привык разбираться в том как они работают.
В этот раз мне нужен был переходник 4pin to 3pin для компьютерного вентилятора с поддержкой регулировки по ШИМ и работающим тахометром.
Поскольку в комповых вентелях не все так просто
тобишь питание в 4pin вентеле раздельное и просто дергать его не получиться, то для переходника идеально подходит Buck-конвертер.
Собственно разбираясь в принципах его работы и расчета я и попал на ваш сайт:)
Статья очень понравилась, написана доступным языком для таких баранов как я:)
Но начав считать я столкнулся с проблемой и некоторым непониманием, посему есть пара вопросов.
- У меня меняется скважность, можно ли использовать формулы в статье для расчета в таком случае?
- Если можно, то как определить наихудшие условия? Эмпирическим путем установил что такие наступают при минимальном выходном токе и напряжении равном половине питающего, если с напряжение все понятно, то как определить минимальный выходной ток? если:
-ШИМ 25кГц, с коэф. заполнения где то от 20 до 100%.
-Uпит 12В
-нагрузка 30 Ом
ЗЫ: здесь у меня появился еще один нубский вопросик, почему чем меньше Iвых тем больше должна быть L? Не могу никак связать сие логически:(
И отсюда опять вытекает вопрос, не полыхнет ли мой преобразователь если вдруг вентель выйдет из строя и сопротивление нагрузки увеличится значительно выше расчетного, ну а Iвых соответственно снизится ниже расчетного? Если да, то как предусмотреть защиту?
Ну и еще вопросик, верно ли это уравнение для расчета максимального ESR?
ESR=Vp-p/(LIR*Iout)-1/(8*C*f)
А то у меня получаются не правдоподобные значения да еще и с минусом:)
Прилепил пример своих расчетов, посмотрите пожалуйста, может ошибся с вводом формул?
Заранее спасибо всем за ответы.
Сама статья находится здесь
http://radiohlam.ru/teory/buck1.htm
Оффтоп.
Я не шибко шарю в электронике и электротехнике, но периодически ваяя простенькие девайсы привык разбираться в том как они работают.
В этот раз мне нужен был переходник 4pin to 3pin для компьютерного вентилятора с поддержкой регулировки по ШИМ и работающим тахометром.
Поскольку в комповых вентелях не все так просто
тобишь питание в 4pin вентеле раздельное и просто дергать его не получиться, то для переходника идеально подходит Buck-конвертер.
Собственно разбираясь в принципах его работы и расчета я и попал на ваш сайт:)
Статья очень понравилась, написана доступным языком для таких баранов как я:)
Но начав считать я столкнулся с проблемой и некоторым непониманием, посему есть пара вопросов.
- У меня меняется скважность, можно ли использовать формулы в статье для расчета в таком случае?
- Если можно, то как определить наихудшие условия? Эмпирическим путем установил что такие наступают при минимальном выходном токе и напряжении равном половине питающего, если с напряжение все понятно, то как определить минимальный выходной ток? если:
-ШИМ 25кГц, с коэф. заполнения где то от 20 до 100%.
-Uпит 12В
-нагрузка 30 Ом
ЗЫ: здесь у меня появился еще один нубский вопросик, почему чем меньше Iвых тем больше должна быть L? Не могу никак связать сие логически:(
И отсюда опять вытекает вопрос, не полыхнет ли мой преобразователь если вдруг вентель выйдет из строя и сопротивление нагрузки увеличится значительно выше расчетного, ну а Iвых соответственно снизится ниже расчетного? Если да, то как предусмотреть защиту?
Ну и еще вопросик, верно ли это уравнение для расчета максимального ESR?
ESR=Vp-p/(LIR*Iout)-1/(8*C*f)
А то у меня получаются не правдоподобные значения да еще и с минусом:)
Прилепил пример своих расчетов, посмотрите пожалуйста, может ошибся с вводом формул?
Заранее спасибо всем за ответы.
- Вложения
-
- понижающий преобразователь.xlsx
- (14.65 КБ) 790 скачиваний
Re: Buck-конвертер, обсуждение статьи
Спасибо, с драйвером я рано или поздно разберусь, мне бы понять как конвертер считать
Ну а что касается той схемы, то она мне не подходит, датчик холла должен питаться постоянным напряжением, а не импульсным))
Ну а что касается той схемы, то она мне не подходит, датчик холла должен питаться постоянным напряжением, а не импульсным))
-
- инженер, читатель
- Сообщения: 246
- Зарегистрирован: 07 май 2013, 11:29
- Откуда: Тульская область
Re: Buck-конвертер, обсуждение статьи
Тогда делай как на рисунке с 4пин там только полевик добавить!
-
- инженер, читатель
- Сообщения: 246
- Зарегистрирован: 07 май 2013, 11:29
- Откуда: Тульская область
Re: Buck-конвертер, обсуждение статьи
попробовал сейчас на 4 пин вентилятор подать питание, крутиться на максимальных оборотах, значит схема для 4 пин вентилятора не совсем верная!
Re: Buck-конвертер, обсуждение статьи
То схема можно сказать с даташита:), так сделать не получиться ибо нужно переделывать обвязку двигателя, а для новогоэлемента там обычно места нету:)Rus_lan писал(а):попробовал сейчас на 4 пин вентилятор подать питание, крутиться на максимальных оборотах, значит схема для 4 пин вентилятора не совсем верная!
Ну и вопрос собственно не в том как сделать переходник, а как считать Buck-конвертер
- rhf-admin
- администратор, спонсор, писатель, дизайнер, инженер, программист, идеолог
- Сообщения: 3060
- Зарегистрирован: 25 авг 2009, 23:19
- Откуда: Уфа
- Контактная информация:
Re: Buck-конвертер, обсуждение статьи
Что-то я нифига не уловил как это работает и где тут buck-конвертер. Хотелось бы подробностей.
Короче опиши конкретнее в чём идея.
Преобразователь при обрыве нагрузки не полыхнёт, поскольку грубо говоря просто выключится. Больше энергии, чем запасено в катушке за один цикл, выходному кондёру не достанется и ток ключа тоже не сможет вырасти больше, чем это возможно за один цикл. Пока напруга на выходном кондёре не упадёт ниже требуемой - он будет пропускать циклы, а падать выходная напруга будет очень долго, поскольку упасть может только за счёт токов утечки.
Уравнение для ESR верно. Просто на пульсации влияет две составляющих - одна определяется реактивным сопротивлением конденсатора (ёмкостью и частотой), а вторая - активным (ESR). И если пульсации, определяемые первым компонентом уже больше заданных, то ESR получится отрицательным.
З.Ы. Блин, файл посмотрел, походу формулу надо переписать, а то уже не ты первый так скобочки сам додумывает.
Правильно не вот так: ESR=(Vp-p/(LIR*Iout)-1)/(8*C*f) и не так ESR=Vp-p/((LIR*Iout)-1)/(8*C*f),
а вот так ESR=(Vp-p/(LIR*Iout)) - (1/(8*C*f)) Тогда получается ESR=0,48 Ом
Какое напряжение равно половине питающего?...при минимальном выходном токе и напряжении равном половине питающего
Короче опиши конкретнее в чём идея.
Не чем меньше Iвых, а чем меньше максимальный Iвых. Чем меньше размах пульсаций тока - тем легче его сглаживать. Поэтому стараются, чтобы при максимальном токе преобразователь работал в непрерывном режиме. А при меньшем выходном токе чтобы попасть в этот режим - нужна индуктивность больше.почему чем меньше Iвых тем больше должна быть L?
Преобразователь при обрыве нагрузки не полыхнёт, поскольку грубо говоря просто выключится. Больше энергии, чем запасено в катушке за один цикл, выходному кондёру не достанется и ток ключа тоже не сможет вырасти больше, чем это возможно за один цикл. Пока напруга на выходном кондёре не упадёт ниже требуемой - он будет пропускать циклы, а падать выходная напруга будет очень долго, поскольку упасть может только за счёт токов утечки.
Уравнение для ESR верно. Просто на пульсации влияет две составляющих - одна определяется реактивным сопротивлением конденсатора (ёмкостью и частотой), а вторая - активным (ESR). И если пульсации, определяемые первым компонентом уже больше заданных, то ESR получится отрицательным.
З.Ы. Блин, файл посмотрел, походу формулу надо переписать, а то уже не ты первый так скобочки сам додумывает.
Правильно не вот так: ESR=(Vp-p/(LIR*Iout)-1)/(8*C*f) и не так ESR=Vp-p/((LIR*Iout)-1)/(8*C*f),
а вот так ESR=(Vp-p/(LIR*Iout)) - (1/(8*C*f)) Тогда получается ESR=0,48 Ом
С уважением, администрация сайта.
Re: Buck-конвертер, обсуждение статьи
Сейчас попробую объяснить, есть на материнской плате разъем 4pin, для подключения вентилятора, с такими выходами, |ШИМ|+|-|таходатчик|.rhf-admin писал(а):Что-то я нифига не уловил как это работает и где тут buck-конвертер. Хотелось бы подробностей.
Мамка меняя скважность ШИМ может управлять вентилятором, но, нужен специальный вентилятор 4pin (второй на схеме в стартпосте), выбор таких вентиляторов не особо велик и чаще всего встречаются вентили 3pin, которые при подключении к такому разъему работают на полную катушку и никак не управляются.
Чтобы управлять таким 3pin вентилем посредством ШИМ нужен переходник, самая простая схема, примерно такая
не подходит, поскольку датчик будет питаться импульсным напряжением и будет работать не корректно, а микра считывая сигнал с датчика будет некорректно управлять вентилем, в 4pin вентилях эта проблема решена раздельным питанием.
Для 3pin вентилей можно использовать такую схему
в которой 5В ШИМ превращается в изменяющееся постоянное напряжение.
ШИМ имеет такие характеристики
Взято отсюда http://formfactors.org/developer%5Cspec ... Public.pdfPWM Control Input Signal
The following requirements are measured at the PWM (control) pin of the fan cable connector:
PWM Frequency: Target frequency 25 kHz,
acceptable operational range 21 kHz to 28 kHz
Maximum voltage for logic low: VIL = 0.8 V
Absolute maximum current sourced: Imax = 5 mA (short circuit current)
Absolute maximum voltage level: VMax = 5.25 V (open circuit voltage)
Duty Cycle может изменяться от 20 до 100%, но реально ниже 50% вряд ли опустится, поскольку вентиль просто остановится.
Вентиль 12В/0,35А тобишь приблизительно 35 Ом.
Как то так.
Ну более-менее понятно, у меня наверное проблемы со сбором исходных данных, смотри, я рассуждал так, поскольку у меня меняется скважность, то нужно сделать два расчета, один для Duty Cycle =100%, второй для Duty Cycle =50% (ниже вряд ли будет).rhf-admin писал(а): Не чем меньше Iвых, а чем меньше максимальный Iвых. Чем меньше размах пульсаций тока - тем легче его сглаживать. Поэтому стараются, чтобы при максимальном токе преобразователь работал в непрерывном режиме. А при меньшем выходном токе чтобы попасть в этот режим - нужна индуктивность больше.
При Duty Cycle =100% данные будут следующие (по моим соображениям)
Uпитания =12В
Uвыхода =11В (-1В на потери, приблизительно)
Iвых=0,31А (11/35 приблизительно)
А при Duty Cycle =50% данные будут такими (опять же по моим соображениям)
Uпитания =12В
Uвыхода =5,5В (приблизительно)
Iвых=0,16А (5,5/35 приблизительно)
Сделав эти два расчета получается что для того чтобы моя схема в диапазоне Duty Cycle =50-100% работала в непрерывном режиме мне нужна индуктивность 2500мкГн/0,4А при LIR=0.3, многовато как то, может я где то ошибся или не правильно собрал исходные данные для расчета?
Или можно увеличить LIR? На сколько допустимо увеличение LIR в моем случае?
Спасибо большое, все получилось :пиво:rhf-admin писал(а): З.Ы. Блин, файл посмотрел, походу формулу надо переписать, а то уже не ты первый так скобочки сам додумывает.
Правильно не вот так: ESR=(Vp-p/(LIR*Iout)-1)/(8*C*f) и не так ESR=Vp-p/((LIR*Iout)-1)/(8*C*f),
а вот так ESR=(Vp-p/(LIR*Iout)) - (1/(8*C*f)) Тогда получается ESR=0,48 Ом
-
- инженер, читатель
- Сообщения: 246
- Зарегистрирован: 07 май 2013, 11:29
- Откуда: Тульская область
Re: Buck-конвертер, обсуждение статьи
По моему Вы слишком заморачиваетесь, хорошие матери умели рулить и 3пин вентиляторами! Админ поправь если ошибаюсь!
Re: Buck-конвертер, обсуждение статьи
Умеют, но далеко не все, моя P8Z77-V LX не умеет и видеокарта моя не умеет, а на ней тоже нужно сменить вентель.Rus_lan писал(а):По моему Вы слишком заморачиваетесь, хорошие матери умели рулить и 3пин вентиляторами! Админ поправь если ошибаюсь!
Ну и схема не шибко сложная, все го то 8 элементов стоимостью 1$, ну либо вообще практически даром, полевики можно взять со старых мамок, просто у меня недостаточно знаний и опыта чтобы подобрать элементы:(
Ну и плюс мне просто интересно, а эта схемка пусть будет как наглядный пример:)