SCC cu LM3401

[Cristiano]

Prin inductanta parazita. Cand se lucreaza cu frecvente mari, inductantele parazite ale cablajului si ale componentelor sunt foarte importante. Prin frecvente mari nu ma refer la frecventa de comutatie a regulatorului, ci la spectrul pe care il are semnalul dreptunghiular - cu cat e mai "drept", cu atat frecventele incluse sunt mai mari. Regulatoarele cu mosfeti au timpi de comutatie foarte mici si prin urmare semnalele contin componente de frecventa foarte mare.Orice inductanta parazita situata in bucla de curent (aia desenata cu albastru in nota de aplicatii de la Texas Instruments, pe care am indicat-o mai sus) va genera un varf de tensiune V = L*di/dt. L se poate estima (2.5mm de traseu inseamna cam 1nH) si cand di/dt este foarte mare, si varfurile de tensiune pot deveni maricele. Energia acestor varfuri in general nu e transferata catre iesire si este disipata in componente (efect termic) si prin emisii electromagnetice. Prin urmare au un efect asupra eficientei (desi poate sa nu fie foarte mare), insa mai ales asupra fiabilitatii (componentele sunt mai putin stresate).Pentru exemplificare am atasat aici un screenshot de la o masuratoare a unui circuit real (era un buck pentru tensiune constanta si nu curent constant, dar principiile sunt aceleasi) - se vede ce mare poate fi varful in cazul unui layout necorespunzator, precum si oscilatia cauzata de inductanta parazita a traseelor si capacitatea parazita a componentelor. Pe canalul 1 este nodul de comutatie (ala la care se leaga catodul diodei, mosfetul si bobina).Later edit: revin cu o completare. In principiu/teorie ai dreptate, cu cat sunt mai drepte fronturile cu atat eficienta ar trebui sa fie mai mare in cazul componentelor si cablajelor ideale (deoarece se minimizeaza pierderile in timpul comutatiei). Insa cand avem de-a face cu circuite si componente reale, varfurile induse comutatiile foarte rapide prin elementele parazite produc pierderi. Trebuie cautat compromisul optim intre a creste un pic pierderile in tranzistor datorata duratei de comutatie si pierderile totale generate de varfurile nedorite. Adesea se obtin eficiente mai bune in circuitele practice atunci cand se adauga elemente care teoretic diminueaza eficienta, precum un snubber disipativ (sunt mai multe tipuri, unele ajuta la comutatia mai rapida, altele ajuta la retezarea acestor varfuri) ori o rezistenta in serie cu poarta mosfetului (face comutatia un pic mai lenta, insa prin asta se minimizeaza varfurile).

[Vizitator pisica matache]

Daca inteleg bine,vinovata de scaderea randamentului datorita inductantelor parazite,nu este frcventa mare de lucru,ci timpul foarte mic de comutatie ,care provoaca varfurile de tensiune.Sa inteleg ca aceleasi precautii legate de proiectare a cablajului,mai precis a nodului de comutatie,sau...gordian..,trebuiesc luate si la un MHz si la 50Hz ?Legat de nodul de comutatie,ma gandesc totusi ca nu suprafata sa totala determina inductanta parazita,ci doar distanta dintre doua sau mai multe componente.Daca aceste componente sunt lipite in acelasi punct,presupunand ca e posibil acest lucru,inductanta parazita datorata nodului ar trebui sa fie zero,chiar daca fiecare compnenta are inductanta sa parazita,sau ma insel?Intorcandu-ma la cablajul pt LM3401,inseamna ca nu suprafata nodului e importanta,ci modul in care sunt conectate piesele;ma gandesc ca nici nu e bine ca suprafata respectiva sa fie prea mica,ea jucand si rol de radiator,pt tranzistor.

[Vizitator]

am mai citit pdf-ul lm3401:nu are oscilator intern,functionarea lui se bazeaza tocmai pe citirea a 2 nivele de tensiune ce apar in urma trecerii unui curent prin rez serie cu led-urile,valori ce deschid sau blocheaza mos-uleventual sa se fol intrarea DIM pt informatia de la fotodiodanu am citit si in ce interval face reglajul luminozitatii ac intrare

[Vizitator tyc]

Si bobina cee asa bine lucra cu dreptunghiular(da numa cu dreptunghiulare !).Ca la dim asteapta PWM,asa ca faci un PWM cu factor de umplere comandat de fotodioda(mai lesne e cu forezistenta).Si ca sa incheiem cu fotoelementul,un mic amanunt trebuie precizat: ledurile au luminozitatea dictata si de temperatura jonctiunii,iar temperatura jonctiunii e conditionata si de factorii de mediu si daca faci si un controler de mediu exterior pt led esti tare(ai castigat la loteria vizelor,desi s-a desfintat).Un PTC/NTC amarat rezolva toate aceste probleme.

[Cristiano]

Daca inteleg bine,vinovata de scaderea randamentului datorita inductantelor parazite,nu este frcventa mare de lucru,ci timpul foarte mic de comutatie ,care provoaca varfurile de tensiune.

Amandoua: timpul de comutatie si elementele parazite determina amplitudinea varfurilor, iar frecventa de lucru determina direct pierderile deoarece pe unitatea de timp vor fi mai multe varfuri (si implicit pierderi) in cazul frecventelor de lucru mai mari.

Sa inteleg ca aceleasi precautii legate de proiectare a cablajului,mai precis a nodului de comutatie,sau...gordian..,trebuiesc luate si la un MHz si la 50Hz? Legat de nodul de comutatie,ma gandesc totusi ca nu suprafata sa totala determina inductanta parazita,ci doar distanta dintre doua sau mai multe componente.Daca aceste componente sunt lipite in acelasi punct,presupunand ca e posibil acest lucru,inductanta parazita datorata nodului ar trebui sa fie zero,chiar daca fiecare compnenta are inductanta sa parazita,sau ma insel?

Sunt 2 lucruri distincte:

1. bucla in care curentul variaza brusc (desenata cu albastru in nota de aplicatii de la Texas Instruments) - trebuie sa aiba o arie cat mai mica si inductante parazite cat mai mici. La aceasta bucla se refera explicatiile de mai sus cu inductantele parazite.

2. aria nodului de comutatie (desenata cu rosu in nota de aplicatii de la Texas Instruments) - trebuie minimizata ca sa se minimizeze capacitatea parazita fata de planul de masa. Inductanta joaca aici un rol mai mic (daca nu se afla intre dioda si mosfet). Acest condensator parazit se incarca o data la Valimentare si se descarca o data la 0.5V (Vdioda) pe parcursul fiecarui ciclu de comutatie, deci alte pierderi (pe care am uitat sa le mentionez in postul de mai sus). Si in acest caz, pierderile cresc odata cu cresterea frecventei de lucru.

Probabil ca la o placa cu 2 straturi (distanta f. mare intre straturi, comparativ cu o placa cu 4 straturi, intre 2 straturi adiacente) si cu tensiunea mica de alimentare, pierderile acestea sunt nesemnificative. Insa principiul ramane si aplicarea lui corecta poate duce la imbunatatiri mult mai mari in alte situatii. Unele note de aplicatii recomanda chiar decuparea planului de masa sub nodul de comutatie.

Intorcandu-ma la cablajul pt LM3401,inseamna ca nu suprafata nodului e importanta,ci modul in care sunt conectate piesele;ma gandesc ca nici nu e bine ca suprafata respectiva sa fie prea mica,ea jucand si rol de radiator,pt tranzistor.

Concluzia ta nu e buna, urmand cele mentionate mai sus rezulta ca aria nodului de comutatie trebuie sa fie cat mai mica. Daca nu asigura racirea corespunzatoare pentru mosfet, atunci va trebui sa faci un compromis, insa din punct de vedere al eficientei si emisiilor electromagnetice, acestea sunt cerintele. Se poate insa calcula cam cu cat se va incalzi mosfetul, te las pe tine sa faci acest exercitiu.

[Vizitator tyc]

Teoria ca teoria,da' practica ne omoara...puterea e disipata si de bobina si de dioda.Bobina fiindca are o rezistenta ohmica,iar dioda ia in 'chiept' urmarile adevarului descoperit de Lentz.

[Cristiano]

Teoria ca teoria,da' practica ne omoara...puterea e disipata si de bobina si de dioda.Bobina fiindca are o rezistenta ohmica,iar dioda ia in 'chiept' urmarile adevarului descoperit de Lentz.

... si mosfetul, pentru ca si el are o rezistenta, din nou mosfetul, pentru ca trebuie plimbata mereu o sarcina in poarta ca sa-l deschida / inchida, si dioda, pentru ca atunci cand inchide circuitul pe perioada OFF a ciclului introduce o cadere de tensiune de 0.4 - 0.6V (Schottky), si rezistenta serie a condensatorilor de intrare, etc. N-am facut analiza tuturor pierderilor, ci doar a celor care pot fi cauzate de un cablaj prost, cablaj despre care nu ma gandeam ca trebuie sa explic atatea (si nu ca n-as vrea, ma bucur ca pot lamuri unele chestii care pot scapa unor utilizatori cu mai putina experienta in domeniul regulatoarelor in comutatie). Am expus deja principiile de baza pentru un cablaj corect, care ajuta la minimizarea efectelor nedorite care cauzeaza emisii, scad din eficienta si din fiabilitate (deoarece acele varfuri pot depasi valorile pentru care sunt garantate componentele). Cine vrea sa se foloseasca de aceste informatii (inclusiv componentele recomandate de Webench) poate s-o faca cu incredere, cine nu sa fie sanatos si sa faca cum crede el mai bine.

[Vizitator tyc]

Hopa,ca am cauzat neplaceri deoarece in partea asta de tara 'si' inseamna ca este ceva inainte.

[Vizitator pisica matache]

Teoria ca teoria,da' practica ne omoara...puterea e disipata si de bobina si de dioda.Bobina fiindca are o rezistenta ohmica,iar dioda ia in 'chiept' urmarile adevarului descoperit de Lentz.

... si mosfetul, pentru ca si el are o rezistenta, din nou mosfetul, pentru ca trebuie plimbata mereu o sarcina in poarta ca sa-l deschida / inchida, si dioda, pentru ca atunci cand inchide circuitul pe perioada OFF a ciclului introduce o cadere de tensiune de 0.4 - 0.6V (Schottky), si rezistenta serie a condensatorilor de intrare, etc. N-am facut analiza tuturor pierderilor, ci doar a celor care pot fi cauzate de un cablaj prost, cablaj despre care nu ma gandeam ca trebuie sa explic atatea (si nu ca n-as vrea, ma bucur ca pot lamuri unele chestii care pot scapa unor utilizatori cu mai putina experienta in domeniul regulatoarelor in comutatie). Am expus deja principiile de baza pentru un cablaj corect, care ajuta la minimizarea efectelor nedorite care cauzeaza emisii, scad din eficienta si din fiabilitate (deoarece acele varfuri pot depasi valorile pentru care sunt garantate componentele). Cine vrea sa se foloseasca de aceste informatii (inclusiv componentele recomandate de Webench) poate s-o faca cu incredere, cine nu sa fie sanatos si sa faca cum crede el mai bine.

Cu siguranta toate informatiile pe care le-ai postat sunt folositoare,cel putin in ceea ce ma priveste.Multumesc pentru timpul alocat si nu in ultimul rand ,pentru rabdare..In cateva zile voi putea realiza practic scc,folosinu-ma de sugestiile primite de la tine si de la tyc,chiar daca unele sunt contradictorii;dupa aceea o sa revin cu rezultatele.

[Vizitator tyc]

O sch cu componente cu terminale , dar randamentul e chinezesc.Acolo ,pe la 45...60%.[attachment=0]S_CURENT.pdf[/attachment]La 1A pe R4 o sa ai o pierdere de putere de 0,6W. Integratul are randament de 75% => pt 1A tensiune redresata e nevoie de 1,33A ,iar pentru 3W e nevoie de 6,6W!

[Vizitator pisica matache]

Dupa vreo trei luni de zile,am reusit si eu sa fac scc cu LM3401;si asta multumita D-lui EFTIMIE,care mi-a trimis un cablaj.Ce pot spune,spre surprinderea mea a mers din prima,in sensul ca ledul lumina constant,indiferent de tensiunea de alimentare.Dar desi setasem curentul la 1,6A punand rezistenta SNS de 0,12 ohmi, curentul pri led era mai mic.Am schimbat condul electrolitic de pe alimentare si totul a fost in regula.Tensiunea masurata pe Rsns se mentine constanta ,200mV,indiferent de tensiunea de alimentare,semn ca prin led am curent constant de 1,65A la care am o cadere de tensiune pe led de cca 3V.Am masurat consumul pe alimentare si la 8,3V aveam 0,75A.Adica ledul consuma cca 5W,iar sursa debiteaza 6,2W randamentul fiind de cca 80% ceea ce se incadreaza in specificatiile producatorului.Partea proasta este ca la o functionare indelungata ,se cam incing mosfetul si dioda redresoare....dar probabil asa trebuie sa mearga.

[Vizitator tyc]

Stabilitatea curentului care e?Relativ la alte scc in comutatie.

[Cristiano]

Partea proasta este ca la o functionare indelungata ,se cam incing mosfetul si dioda redresoare....dar probabil asa trebuie sa mearga.

O pierdere de 1,2W se face simtita, orice ai face. Pe de alta parte, "se cam incinge" e relativ, daca temperatura ramane sub 70-80°C, e ok pentru componente.Pentru o evaluare corecta a functionarii ar trebui sa ai un osciloscop. Daca ai unul la indemana, pune aici niste screenshot-uri cu curentul prin led, tensiunea din nodul de comutatie si curentul de intrare, cred ca ar fi edificator.

[Vizitator pisica matache]

Nu pot face comparatie cu o alta scc in comutatie,asta e prima.Ca sa -ti faci o idee am masurat caderea de tensiune pe rez de 0,12 ohmi la diverse tensiuni de alimentare.La 25V aveam 208mV SI 370mA consum din sursa,la 17V ...204mV si 450mA,la 12V ...201mV si 600mA,la 8V..198mV si 750mA iar sub 4,5V adica la 4,3V aveam 120mV .Se observa o usoara crestere a curentului,proportional cu cresterea tensiunii,dar oricum de la 8 la 25V variatia e sub 5%Randamentul insa scade cu cresterea tensiunii,find 80% la 8V.......,70% la 12V........,65% la 17V si 60% la 25V.

[Vizitator pisica matache]

Partea proasta este ca la o functionare indelungata ,se cam incing mosfetul si dioda redresoare....dar probabil asa trebuie sa mearga.

O pierdere de 1,2W se face simtita, orice ai face. Pe de alta parte, "se cam incinge" e relativ, daca temperatura ramane sub 70-80°C, e ok pentru componente.Pentru o evaluare corecta a functionarii ar trebui sa ai un osciloscop. Daca ai unul la indemana, pune aici niste screenshot-uri cu curentul prin led, tensiunea din nodul de comutatie si curentul de intrare, cred ca ar fi edificator.

Am osciloscop,curentul prin led,masurat pe rezistenta de 0,12ohmi este triunghiular,amplitudinea ramane constanta ,se modifica doar frecventa proportional cu tensiunea.In nodul de comutatie semnalul e dreptunghiular.Nu am masurat amplitudini sau perioade,am vizualizat doar forma semnalului.Oricum randamentul cred ca se incadreaza in cel specificat de producator.