Convertor DC-DC cu TPS54302

[cristi7521]

@Blacksmith pe intrare poti sa pui condensatori de capacitate mare, nu esti limitat, poti sa pui si 10000uF. Limitarea poate apare din modulele puseinaintae convertorului buck.

Deci poti pune linistit electrolitic de 100uF sau cat vrei tu plus ceramic. ESR-ul mare de la electrolitic ajuta la amortizarea oscilatiilor. Sau pui TVS unidirectional intre GND si Vin.

@UDAR oscilatiile apar doar cu cabluri mai lungi si doar daca conectezi brusc alimentarea.

In simulare inteleg ca s-a folosit ESR de 20mohm, deci nu este condensator ideal.

1uH este echivalent cu un cablu de 1m, deci nu ar fi obligatoriu ce am scris mai sus pentru cabluri de 10cm.

Pentru cei care vor mai multa informatie, pot citi documentul de mai jos

https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/application-notes/an88f.pdf

Editat Decembrie 24, 2023 de cristi7521

[Blacksmith]

Pai am setat in simultor ESR-ul, care la cel ceramic e pe la 10 mOhm, fata de sute la electrolitic... Si cand am doar ESR mic, imi apar spike-urile alea. Cand e mare, nu mai apar.

 

Editat Decembrie 24, 2023 de Blacksmith

[Blacksmith]

Acum 32 minute, cristi7521 a spus:

Sau pui TVS unidirectional intre GND si Vin.

 

Nu trebuie bidirectional ? Ca vad ca apar spike-urile si cand se intrerupe alimentarea brusc.

[UDAR]

Dacă nu te interesează pulsația la intrare e OK. Problema se pune în felul următor - ai cablul ăla de 1m-3m (ca în Nota de aplicație) ; la capătul lui alimentezi buck-ul ăsta care va genera o pulsație de câteva sute de mV la intrare (aproximativ δI*ESR). Dacă nu mai alimentezi altceva din punctul ăsta e OK, buck-ul va funcționa fericit. Dacă însă mai alimentezi o chestie mai sensibilă la zgomote tot de aici, nu e OK. Chestia sensibilă trebuie să facă față la un riplu de sute de mV/400kHz pentru care nu era poate pregătită - un LM7805 de pildă care are o rejecție a riplului de doar circa 40dB la 400kHz față de 80dB la 100Hz.

Deci da, soluția optimă e cu ceramic de 10µ + ELCO de 47-100µ.

Va funcționa foarte bine doar cu ELCO de 47µ cum vrei tu să pui dar tensiunea de riplu la bornele lui va fi de sute de mV.

Va funcționa tot foarte bine cu ceramic de 10-20µ (efectivi nu nominali) dar cu spike-uri mai mari - poți să le limitezi cu TVS sau poți să le ignori (În cazul tău concret. Tu decizi dacă distanța de la sursa din amonte e mare sau nu). 

 

PS Tu ceri prea mult de la proiectarea ”pe hârtie” , mai ales făcută de la distanță. Nu toată lumea a citit cu atenție ce ai tu acolo sau nu a reținut; chiar dacă a reținut unele informații nu sunt prezente; chiar dacă ar fi prezente nu pot fi toate cuantificate matematic în tema de proiectare.

În concluzie mai trebuie și experimentat. Succes! 

 

PPS Cel mai bine e să asculți producătorul :

If the input supply is located more than a few inches from the device or converter, additional bulk capacitance may be required in addition to the ceramic bypass capacitors. An electrolytic capacitor with a value of 47 µF is a typical choice.

Editat Decembrie 24, 2023 de UDAR

[cristi7521]

Acum 28 minute, Blacksmith a spus:

 

Nu trebuie bidirectional ? Ca vad ca apar spike-urile si cand se intrerupe alimentarea brusc.

Poti sa adaugi TVS in simulator ?

Un TVS bidirectional limiteaza neagativul la tensiunea -TVS, unul unidirectional la -0.7V, cum e mai bine?

Plus ca ai si protectie la conectare inversa.

[Blacksmith]

Acum 32 minute, UDAR a spus:

Deci da, soluția optimă e cu ceramic de 10µ + ELCO de 47-100µ.

 

Tot tu ai spus mai inainte ca "Dacă pui ceramic de la câțiva µF în sus pui electroliticul degeaba." Ca mare parte din curent va trece prin ceramic.

[UDAR]

Nu scoate din context, am spus-o în privința repartiției curentului de riplu . ELCO de mai sus, prin combinația capacitate mare - ESR mare amortizează spike-ul, nu contribuie și la preluarea curentului de riplu. Mă rog, contribuie neglijabil.

[Blacksmith]

Ok, am incheiat cu condensatorul de intrare. Va multumesc mult ca mi-ati explicat tot ce era de explicat.

 

Acum as vrea sa va mai intreb altceva. 

Acest convertor va trebui sa aiba si limitare de curent (neaparat pe bara de plus).

Si am gasit schema asta cu operational... Ce parere aveti ?

In simulator imi merge testat cu un LM2596, ca nu am model pentru integratul asta.

Cand sarcina ajunge la 1.5A, cad 150mV pe rezistenta inseriata. Opamp-ul ii amplifica si ii transforma in 1100 mV. Cad 500mV pe dioda de pe iesirea opamp si 600mV compenseaza pentru tensiunea de referinta. Si cand se trece de tensiunea asta, incepe sa curga curent in pinul de feedback, modificand factorul de umplere si scazand tensiunea ca sa ramana curentul constant la 1.5 A. Mie mi se pare chiar tare. De mult visam la asa ceva... 

Acum, singurul lucru de care nu sint sigur este, daca am procedat corect cum am facut sa variez amplificarea opamp-ului ca sa reglez limita de curent, cu semireglabilul ala U4 de 10K de jos ? In schema originala R4 era egal cu R5 si R6 cu R7. Daca variez rezistenta R7, nu ar trebui modificata si R6 (sper sa nu) ? Ce se poate intampla daca sint putin diferite ?

 

[sesebe]

Daca vrei si limitare de curent atunci alege un convertor ce are aceasta limitare deja integrata in el, ca banuiesc ca nu vrei sa fie sursa de curent.

 

Si uitati colegi, in spiritul clasic al lui Dudikov, o problema ce necesita o solutie rezolvabila din 10 piese ajunge sa ocupe o suprafata cit o foaia A5 si poate chiar sa treaca de 100 de piese.

 

Si apropo, schema aia de limitare a curentului va da pulsuri de tensiune la iesire.

[cristi7521]

@Blacksmith alimentarea lui U2 trebuie sa fie din V1, nu de la iesire. 

[Blacksmith]

Hmm... acum inteleg ceva...

 

Eu am luat schema asta dintr-un document de la TI. Acolo, tensiunea de alimentare a operationalului era luata chiar dupa dioda de iesire, adica exact de pe baterie. O tensiune care este ON tot timpul si operationalul este pregatit in orice moment sa reactioneaze. Si asta pentru ca la intrare nu se poate lega, pentru ca acolo, tensiunea este mai mare decat suporta operationalul (15V fata de 16-17V).

 

De fapt... daca ma gandesc mai bine... nu cred ca e chiar asa de important sa fie pus dupa dioda si nici nu pot sa-l pun acolo pentru ca nu vreau sa am chestii care consuma din baterie tot timpul si nu pot fi controlate...

 

Tu te gandesti ca pe iesire poate sa scada tensiunea prea mult si nu mai functioneaza operationalul ? Sau din alte motive ? In cazul meu, tensiunea de iesire nu va scadea niciodata mai putin de 11V. Pentru ca nu este o protectie la scurt. Chiar si daca operationalul ar fi alimentat de la intrare tot nu ar face fata la scurturi ca convertorul nu poate sa aduca tensiunea chiar pana la zero. Dar ma gandesc ca pentru asta e protectia aia a lui interna care e pe la 5A...

 

 

SNVA532.pdf

Editat Decembrie 25, 2023 de Blacksmith

[Blacksmith]

La 24.12.2023 la 8:24, cristi7521 a spus:

Daca vrei riplu mai mic la iesire poti sa mai adaugi un filtru LC, de exemplu 1-2uH cu 10uF

 

Si filtrul asta trebuie inclus in bucla de reactie sau lasat afara ?

[cristi7521]

Legat de alimentarea la operational nu am tinut cont de baterie si am considerat ca tensiunea de la iesire poate sa scada spre 0, daca nu scade sub 11v poti sa il lasi asa.

Legat de filtru, daca il pui in bucla de reactie poti sa strici stabilitatea deci in afara ei, daca se pune in bucla de reactie trebuie calculat:

https://www.ti.com/lit/ta/sszt824/sszt824.pdf?ts=1703594646983&ref_url=https%3A%2F%2Fwww.google.com%2F

[Blacksmith]

O sa-i fac o mica stabilizare cu zener si o sa-l alimentez de la intrare...

Cred ca o merge alimentat de la 6V, nu ? Ca nu scoate mai mult de 1.1V pe iesire.

Dar curentul o fi de ajuns sa-i dau 3 mA ? Cica consuma 0.5 mA, dar nu stiu cat va mai trage si din iesire, ca nu pot sa simulez schema ca nu am model pentru integratul ala.

[cristi7521]

Poti sa folosesti si alt operational in simulare, nu trebuie obligatoriu acela. Tensiunea trebuie mai mare si decat tensiunea pe intrari, deci cred ca trebuie minim 12V-13v. 3mA ar trebui sa ajunga, iesirea are nevoie de curent mic, sub 1mA..