Buck-конвертер, обсуждение статьи

Всё, что касается преобразователей напряжения, стабилизаторов и регуляторов напряжения и тока
Аватара пользователя
G-E-K
Читатель
Читатель
Сообщения: 6
Зарегистрирован: 26 сен 2013, 12:37
Откуда: kh.ua

Сообщение G-E-K » 30 сен 2013, 23:10

Все, вроде бы разобрался, нашел очень классную програмку по расчету различных типов импульсных преобразователей
http://www.ti.com/tool/powerstage-designer, от TI.
Если нажать на подсвеченный элемент на схеме, появятся очень наглядные графики, прога требует установленную джаву.

В общем как я понял, мне нужно было просто подобрать индуктивность для того чтобы схема работала в непрерывном режиме в нужном мне диапазоне, не обращая внимание на LIR.

В общем взял 1200мкГн/0,46А.
С такой индуктивностью при (Uпитания =12В, Uвыхода =11В, Iвых=0,31А) LIR=10%, пиковый ток 0,33А.
А при (Uпитания =12В, Uвыхода =6В, Iвых=0,16А) LIR=60%, пиковый ток 0,21А.
Кондера достаточно 100мкФ с низким импедансом.

Вроде так, поправте пожалуйста если не правильно :пиво:

Аватара пользователя
Fahivec
писатель, читатель
писатель, читатель
Сообщения: 118
Зарегистрирован: 30 дек 2014, 02:17
Откуда: Из-за речки
настоящий радиохламер

Re: Buck-конвертер, обсуждение статьи

Сообщение Fahivec » 03 окт 2018, 02:31

Подымаю эту тему, т.к. не хочу плодить сущности. Тем более название - почти в точку моих вопросов.

Итак, как я понял скважность переключения ключа преобразователя зависит от разницы входного и выходного напряжений.
Т.е. получается при неизменном токе нагрузки (сетевой светодиодный драйвер) скважность окажется порядка десятка и выше, в зависимости от батареи СИДов.

Подобной скважностью обладают простые блокинг-генераторы.
Собственно, у меня работают уже несколько лет драйверы по схеме https://www.rlocman.ru/shem/schematics.html?di=107259.
Так, как схема изображена, это и есть модифицированый блокинг-генератор. Но когда я ее развернул и добавил нагрузку, то увидел классический Step-Down негативного напряжения (его силовую часть). Из-за этого я и обратился к теме расчета Buck-конвертера.

Вопрос: могу ли я применить приведенный в статьях материал для пересчета элементов драйвера на другие токи нагрузки?

Другой вопрос: что нужно изменить, чтобы применить MOSFET в качестве ключа?
Тест пройден! :geek:

Аватара пользователя
rhf-admin
администратор, спонсор, писатель, дизайнер, инженер, программист, идеолог
администратор, спонсор, писатель, дизайнер, инженер, программист, идеолог
Сообщения: 2973
Зарегистрирован: 25 авг 2009, 23:19
Откуда: Уфа
фанатичный радиохламер
Контактная информация:

Re: Buck-конвертер, обсуждение статьи

Сообщение rhf-admin » 07 окт 2018, 12:06

могу ли я применить приведенный в статьях материал для пересчета элементов драйвера на другие токи нагрузки?
Речь видимо идёт о дросселе? Да, я думаю это вполне возможно, расчёт универсальный.
что нужно изменить, чтобы применить MOSFET в качестве ключа?
Ничего, просто применить MOSFET в качестве ключа. Мне кажется, единственное, что изменится при замене VT2 на N-MOSFET, так это то, что мосфету для открытия нужно большее напряжение на затворе, чем биполярнику на базе. Соответственно, наверное лучше взять logic-level мосфет и возможно уменьшить R2 для более быстрой зарядки C2.

Надо пробовать. Попробуешь - отпишись.
С уважением, администрация сайта.

Аватара пользователя
Fahivec
писатель, читатель
писатель, читатель
Сообщения: 118
Зарегистрирован: 30 дек 2014, 02:17
Откуда: Из-за речки
настоящий радиохламер

Re: Buck-конвертер, обсуждение статьи

Сообщение Fahivec » 07 окт 2018, 21:12

Да, отпишусь.
Только думаю - есть ли "logic level MOSFET"-ы на напругу от 400 вольт?

Наверное, надо базовую затворную обмотку мотать бóльшим числом витков.
Только сколько - вот вопрос.
Тут я на германском ресурсе прочитал, что коэф. трансформации выбирается исходя из напряжения питания и необходимого для открытия транзистора напряжения базовой цепи.
Предполагаю, что для полевика надо выбирать напряжение не менее VGS(th).

Увы, я ВУЗов не заканчивал - так, самоучка-паятель. Поэтому и спрашиваю, может быть, наивно :)
Тест пройден! :geek:

Аватара пользователя
rhf-admin
администратор, спонсор, писатель, дизайнер, инженер, программист, идеолог
администратор, спонсор, писатель, дизайнер, инженер, программист, идеолог
Сообщения: 2973
Зарегистрирован: 25 авг 2009, 23:19
Откуда: Уфа
фанатичный радиохламер
Контактная информация:

Re: Buck-конвертер, обсуждение статьи

Сообщение rhf-admin » 08 окт 2018, 22:52

Хм, я вот так сходу тоже не смог найти logic-level высоковольтный. Видимо они если и есть, то это не ширпотреб, а значит и недешёвые.
Остаётся использовать обычный высоковольтный MOSFET, но тогда его затвор нужно качать вольт до 15-20, не меньше. :-?
Для первого эксперимента я бы оставил всё как есть и посмотрел сциллом, что получится. Ну кроме VD5. Он то однозначно при таком раскладе под замену. А дальше уже по ситуации.

З.Ы. Ну и в качестве нагрузки что-нибудь, чего не жалко (электронную или просто резисторы). :lol:

З.Ы.Ы. Возможно потому в этой схеме и биполярник, что с ним проблем меньше. ;)
С уважением, администрация сайта.

Аватара пользователя
Fahivec
писатель, читатель
писатель, читатель
Сообщения: 118
Зарегистрирован: 30 дек 2014, 02:17
Откуда: Из-за речки
настоящий радиохламер

Re: Buck-конвертер, обсуждение статьи

Сообщение Fahivec » 18 окт 2018, 01:52

"Изучаю" макет преобразователя с самовозбуждением (блокинг-генератор, как по ссылке, но без R4/VD5)
со следующими компонентами и данными:

- Дроссель от КЛЛ (наверное 7 ватт) с небольшим зазором и замеренной индуктивностью 2,9 мГн
- Ключ - BUF644, в эмиттере которого шунт 1 Ом
- Диод - UF4007
- Конденсатор - 22 мкФ
- Нагрузка - 47 Ом (25 ватт на радиаторе)
- Vin=137 V DC (привет от недавно собраного разделительного транса :))

Получилось:
- Vout=14,7 V
- Пиковый ток ключа = 0,667 А (VT1 ограничивает с шунта R6)
- Частота переключения ~ 8333 Гц
- Ton ~ 16 µS
- Toff ~ 104 µS

По форме напряжения на шунте насыщения дросселя не наблюдается. Схема собрана на беспаечной макетке.

Собственно, вопрос: получится ли такая индуктивность с приведенными исходными данными по твоим расчетам?
Сам я собрал в экселе табличку по формулам из статьи, но мог и ошибиться, и она с приведенными параметрами выдала мне индуктивность почти 14 мГн :shock:
Тест пройден! :geek:

Аватара пользователя
rhf-admin
администратор, спонсор, писатель, дизайнер, инженер, программист, идеолог
администратор, спонсор, писатель, дизайнер, инженер, программист, идеолог
Сообщения: 2973
Зарегистрирован: 25 авг 2009, 23:19
Откуда: Уфа
фанатичный радиохламер
Контактная информация:

Re: Buck-конвертер, обсуждение статьи

Сообщение rhf-admin » 18 окт 2018, 21:36

У меня получилось чуть больше 16 мГн для LIR=30% и около 5мГн для порогового режима. В общем того же порядка цифры.
Ну это и логично при такой большой скважности и низкой частоте. Даже старые импульсные БП на TL-ках и то работали на частотах 30-40 кГц, а сейчас вообще меньше сотни не модно.
Для уменьшения индуктивности нужно или повышать частоту (хотя это в любом случае), или уменьшать скважность... но это будет видимо уже не блокинг-генератор.
С уважением, администрация сайта.

Аватара пользователя
Fahivec
писатель, читатель
писатель, читатель
Сообщения: 118
Зарегистрирован: 30 дек 2014, 02:17
Откуда: Из-за речки
настоящий радиохламер

Re: Buck-конвертер, обсуждение статьи

Сообщение Fahivec » 18 окт 2018, 22:24

Ну так он ведь сам на такой частоте заводится. :)

Я во вчерашнем посте не написал, что просчитывал время накачки/отдачи при приведенных параметрах.
У меня почти такое время накачки получилось.
А с временем отдачи сразу не сообразил и указал средний ток нагрузки, так результат дал примерно половину экспериментального Toff.
А ведь считать надо по пиковому току, как я Ton считал.

Надо с другим дросселем попробовать и сравнить.

PS. А что такое "пороговый режим"? Я что-то упустил в статьях?
Тест пройден! :geek:

Аватара пользователя
rhf-admin
администратор, спонсор, писатель, дизайнер, инженер, программист, идеолог
администратор, спонсор, писатель, дизайнер, инженер, программист, идеолог
Сообщения: 2973
Зарегистрирован: 25 авг 2009, 23:19
Откуда: Уфа
фанатичный радиохламер
Контактная информация:

Re: Buck-конвертер, обсуждение статьи

Сообщение rhf-admin » 18 окт 2018, 22:52

Я имел ввиду границу между непрерывным и прерывистым режимами токов через катушку. То есть режим, при котором ток в дросселе в конце очередного цикла падает до нуля и тут же начинается новый цикл и ток снова начинает расти.
С уважением, администрация сайта.

Аватара пользователя
Fahivec
писатель, читатель
писатель, читатель
Сообщения: 118
Зарегистрирован: 30 дек 2014, 02:17
Откуда: Из-за речки
настоящий радиохламер

Re: Buck-конвертер, обсуждение статьи

Сообщение Fahivec » 19 окт 2018, 00:04

Понял.
пограничное состояние .... "критический" режим.
Я уверен. что так оно и есть в этой схеме - начало нового цикла обусловлено же отсутствием тока дросселя.
Ну, по крайней мере в идеале :)

Сейчас попробовал с приличным (намотан литцендратом!) готовым дросселем из какого-то старого ЕПРА индуктивностью 1,2 мГн.
Полученый результат:
- Uin = 304 V DC
- Uout= 35 V @ 47Ohm . . . (Iout = 0,745 A)
- Ion pk= 1,45 A . . . . (пиковый ток эмиттера ключа)
- Ton ~ 10 µS . . . . (по картинке ослика)
- Toff ~ 45 µS

Родная катушка связи дает при этом импульс в 22,5 вольта - надеюсь опробовать с полевиком :)
Тест пройден! :geek:

Ответить

Вернуться в «Преобразователи / стабилизаторы / регуляторы»