Convertor DC-DC cu TPS54302

[Blacksmith]

As vrea sa fac un covertor cu integratul asta. De la 17V la 13.8V/1.5A.

Nu am mai facut asa ceva pana acum, e prima data. As vrea sa ma ajutati si pe mine sa aleg piesele potrivite... care trebuie sa se gaseasca pe site-ul asta: https://www.lcsc.com/.

In special bobina, aia ma ingrozeste cel mai rau. Pentru ca e cu ferita, iar eu n-am inteles niciodata ferita. Eu cand aud de ferita mi se blocheaza creierul.

Cel mai mult am vazut prin convertoare din astea: https://www.lcsc.com/product-detail/Power-Inductors_SXN-Shun-Xiang-Nuo-Elec-SMDRI127-150MT_C40000.html. O fi buna asta ? Nu ma pricep la ce trebuie sa se potriveasca... Frecventa, curent ? Daca o supradimensionez in curent, are ceva ?

Apoi conzii de intrare am inteles din datasheet ca pot fi smd-uri din alea ceramice. Asa este ?

 

 

 

 

Editat Decembrie 23, 2023 de Blacksmith

[cristi7521]

Bobina este buna, cred ca poti pune chiar si SMDRI125-150MT, este putin mai mica.

La bobina trebuie sa verifici in special curentul (cel de saturatie si cel pentru care temperatura creste) sa fie mai mare decat curentul de lucru al convertorului. Bobina o poti supradimensiona fara probleme. Dar o bobina mare te incurca la pcb, toate celelalte componente sunt mici. Eu as alege un convertor ce lucreaza la frecventa mai mare, poate 1MHz, pentru a folosi o bobina mai mica. Condensatorii ceramici sunt foarte buni pe iesire , vad ca acolo se recomanda 2x 22uF/25V pe iesire, la intrare poti folosi un electrolitic in paralel cu unul sau mai multi ceramici. Sa respecti recomandarea cu plasarea componentelor pe pcb.

Poti folosi si TPS54202, vad ca la acesta bobina recomandata este 22uH pentru 12V.

Eu nu am calculat daca valoarea 15uH scrisa mai sus iese din calcul pentru 17V intrare si 14V iesire, ai in fisa tehnica metoda de calcul. In general nu se intampla nimic daca nu pui bobina cu valoarea calculata, valoarea poate fi diferita cu 30-40% fara probleme.

Editat Decembrie 23, 2023 de cristi7521

[modoran]

Ai vreun motiv anume pentru care nu folosesti ceva gata facut ? Gen MP1584 sau altele ce sunt sub forma de module. Sau ai vreo manie din asta sa te complici cat mai mult posibil ?

[BRANCA]

 Uite aici un pcb făcut numai cu smd-uri.

https://www.reddit.com/r/PrintedCircuitBoard/comments/zsyf5r/pcb_review_request_tps54302_buck_converter/?rdt=57130

 Dacă nu te încurcă dimensiunile poți lucra cu THT.Inductorul de 10uF îl poți găsi de-a gata sau să-l bobinezi pe un miez tip hanteră sau chiar toroid,pentru minim 3A.

Clar conzii pe ieşire trebuie low esr.

[Blacksmith]

@cristi7521 Cand zici ca o pot supradimensiona te referi la curentul de saturatie sau si la valoarea inductantei ? In datasheet se recomanda 15uH pentru Vout = 12V. Valorile mai mari stiu ca imbunatatesc riplul, dar nu stiu daca modifica cu ceva functionalitatea schemei. As fi pus 33uH, ca doar e custom made convertorul.

 

@modoran Am manie.

 

@BRANCA Vad ca ala a pus acolo 470uH la bobina. In datasheet se recomanda 15uH. De ce asa mare diferenta ?

[UDAR]

Nu e nicio problemă dacă supradimensionezi bobina în curent, totul e să nu exagerezi pentru a nu cheltui inutil bani și spațiu pe PCB. În cazul tău, la 1.5A, va trebui să alegi o bobină care are curentul limitat de saturație de minimum 3-4A respectiv curentul limitat de încălzire de minimum 2-3A. Se poate pune de obicei o valoare mai mare decât cea minimă recomandată totuși, la schemele astea cu compensarea integrată, e bine să punem cât mai aproape de valoarea recomandată. În cazul tău se recomandă o valoare de 10µH (subînțeles pentru 3A) . Poți pune deci 10-22µH la 1.5A. 

În ce privește frecvența pentru bobină. Ea trebuie să aibă frecvența proprie de rezonanță ( SRF) de câteva ori mai mare decât frecvența de lucru. Din păcate foile de date nu prea menționează această valoare așa că ne orientăm după frecvența la care s-a  măsurat Q. Dacă e mai mare decât frecvența de lucru în general e OK. 

 

Și acum condensatorii. Se recomandă ceramici multistrat SMD de tip X7R sau X5R. Se pot folosi și alte formule dar unele chestii devin imprevizibile adică nu poți face corect o alegere doar ”pe hârtie”, ar trebui testat și măsurat , experimentat. Ori nu cred că e cazul să luăm câte 100 de condensatori din fiecare ca să facem teste deci vom merge pe cei mai previzibili. O mare problemă la acești condensatori este dependența capacității de tensiunea DC prezentă la borne. Unii dintre ei mai au la tensiunea maximă 10-20% din capacitatea nominală. Vom alege deci condensatori cu tensiunea de lucru de câteva ori mai mare decât cea aparent necesară - în cazul tău minim 50V la intrare și 25V la ieșire. Vom alege condensatori cu gabarit cât mai mare (cu măsură, cei mari sunt scumpi). La același gabarit vom alege condensatorii cei mai înalți. Oricum e bine să căutăm datele caracteristice pentru ei. Pe la Samsumg, Kemet, etc. le-am găsit pe siturile lor. Posibil și la alții să se găsească.

[BRANCA]

 Privitor la alegere inductor este în fişă "Inductor selection".

[Blacksmith]

Mersi mult, @UDAR !

In datasheet-ul de la bobina pe care am pus-o in primul post, apar 2 frecvente specificate:

- 100KHz, frecventa la care s-a testat... inductanta (!?)

- 1MHz, frecventa la care s-a testat Q-ul

Dar integratul asta cica merge pe 400 KHz...

Asta inseamna ca si bobina trebuie sa fie la 400 KHz ?

Adica bobina aia are 15 uH la 100 KHz si daca eu o pun la 400 KHz o sa aiba alta valoare ?

(Probabil zic o tampenie, dar la inductante stau foarte prost).

 

[UDAR]

La 100kHz s-a măsurat valoarea inductanței . (Multe punți RCL, chiar profesionale,  au un set fix de frecvențe plus că există niște valori standardizate sau recomandate la care să se măsoare.) Asta poate fi ușor diferită la alte frecvențe dar nu considerabil. Dacă factorul de calitate Q s-a măsurat la 1MHz bobina ar trebui să fie OK la 400kHz . Nu ar fi sigur că e la, să zicem, 4MHz.  Deci bobina e OK pentru aplicația ta. 

[Blacksmith]

Am introdus datele in aplicatia lor de calcul si mi-a dat schema asta:

TPS54302DDCR ‑ 16V-18V to 14.00V @ 1.5A

 

Deci bobina de 15uH si cond de 10uF (l-au mai scazut de la 20, probabil ca pentru 1.5A e de ajuns si 10)...

Riplul il estimeaza la 10mV cu astea. Mie nu-mi vine sa cred ca e nevoie doar de 10uF sa filtrezi o sursa. : )

 

[sesebe]

Acum 4 ore, modoran a spus:

Ai vreun motiv anume pentru care nu folosesti ceva gata facut ? Gen MP1584 sau altele ce sunt sub forma de module. Sau ai vreo manie din asta sa te complici cat mai mult posibil ?

Ai ai nimerit-o. Așa-i place lui sa se complice și sa se bage în chestii pe care nu le înțelege și nu le stăpânește. 

 

@Blacksmith de asta se prefera acum sursele în comutație, pt ca le poți filtra și doar cu ceramici care au o durata de viata mult mai mare.

Da, sint suficienți doar 10uf dar din cauza ca tu nu ai condesatorii ideali (au ESR și ESL) riplul final va fi mai mare decit în calcul. Poți pune 2 condesatorii sau chiar 3 in paralel si tine cont și de ce a spus @UDAR ca le scade capacitatea pe măsură ce creste tensiunea. Un condesator de 10uf/25V X7R sau X5R pus la 12V va mai avea poate doar 6-7uf, depinde de producător. X7R poate fi folosit pina la 125gr iar X5R pina la 105gr, pt home use este suficient și X5R. 

 

Editat Decembrie 23, 2023 de sesebe

[merck]

Acum 25 minute, Blacksmith a spus:

Mie nu-mi vine sa cred ca e nevoie doar de 10uF sa filtrezi o sursa. : )

Poti apela la un program de simulare si te convingi imediat.

[Blacksmith]

Se pare ca pe iesire sint 3 bucati de 10uF ! Scrie acolo "Qty=3"

Si mai explica acolo ca, capacitatea totala "DC bias derated" este de 16uF.

Editat Decembrie 23, 2023 de Blacksmith

[merck]

In 2014 ai scris acest mesaj:

 

Ce se intampla daca f creste si C scade? 

[Blacksmith]

Merk, eu am niste probleme cu memoria. Ce stiam acum 10 ani nu mai stiu acum. Am facut o pauza mare de electronica, cand am zis ca ma las odata. Si s-au cam sters multe... De aia intreb pe aici ca un incepator, desi fac electronica de la 18 ani...