Proiect buck converter cu uc3843

[Vlad Mihai]

Bună ziua, am de făcut un proiect pentru facultate la partea practică şi am ales să fac o sursă tip buck.Sursa va fi comandată cu uc3843 şi se va alimenta la 20v(19.7v) dintr-un alimentator de laptop hp.Tensiunea de ieşire o vreau variată până la 15v şi minim cred că 5v îmi ajunge. Tranzistorul folosit este irf3205, dioda redresoare va fi una recuperata probabil un mbr2045. miezul va fi un miez de atx verde pe care voi bobina cu multe spire paralel inductanţa calculată. Cum calculez miezul dacă am tensiune de ieşire variată? calculez pentru tensiunea minimă şi maximă şi fac o medie?Voi incerca să nu folosesc radiatoare aici sau voi folosi dar foarte mici. dimensiunile maxime ale sursei vor fi de 10mmx4.5mm.Urmează pe diseară să încep calculele.Frecvenţa oscilatorului la uc3843 va fi de 90Khz.Observ că uc3843 merge alimentat până la 30V, deci nu ar fi o problemă cu alimentarea lui.Pe ieşire voi folosi 3-4 condensatori de 470u-1000uF paralel pentru un esr cât mai mic.

[Vlad Mihai]

conform calculelor mele mi-a dat aşa pentru o tensiune de 5v pe ieşire şi un curent maxim de 10A:D=23%L= 12.78uHCmin=51.8uFam ales Iripple 30% din Imaxim.iar pentru tensiune de ieşire de 15v cu acelaşi curent am următoarele:D=75%L=13.35uHCmin=55.65uFPrin urmare inductorul il voi alege de 13-14uH bobinat cu multe spire paralel pentru a avea o rezistenţa mai mică şi a scăpa de efectul pelicular.Nu pricep cum trebuie calculată reţeaua de compensare.

[Marian]

Nu e ceva atat de greu compensarea, o data ce ai asimilat principiile pare aproape simplu sa te joci cu diferite configuratii, dar pana la compensare ar fi unele detalii, cum ar fi lipsa limitarii de curent si o putere cam mare necesara la Vout maxim de 15V@10A, esti sigur ca alimentatorul de laptop poate suporta curentul necesar? ar fi relativ 8A cred cu eventuale pierderi incluse...

[Vlad Mihai]

alimentatorul poate in jur de 5A(aşa scrie pe el)dar din experienţa mea 6A-7A pe ieşire tot trag pentru scurt timp, oricum nu voi trage 10A la 15v am luat doar o limită maximă.referitor la limitare, voi avea o limitare la 10A cu un şunt de 0.1/9w pe care voi citi tensiunea şi o voi aplica în pin 3 ca sa limiteze umplerea la 1v cădere pe şunt.

[Marian]

Dar tocmai ca acea limita maxima de curent va reprezenta baza calculelor pentru intregul convertor, deci trebuie sa fie una realista, trebuie sa iei in calcul si randamentul, nu poti cere 150W de la un alimentator pe care producatorul il evalueaza la maxim 100W, acel alimentator are limitare de curent astfel incat daca pentru cei 20V ( sau 19,..) producatorul spune ca se obtin maxim 5A atunci atat vei putea extrage de la el, nu ai cum sa obtii mai mult fara modificari. Asadar pentru cei 100W ai alimentatorului ar trebui luate in calcul si ceva eventuale pierderi ( macar 10% pentru siguranta ) si atunci sa admiti ca puterea maxima utila la iesire va fi de ~90W, adica 18A la iesire setata la 5V sau 6A pentru iesire la 15V, de aici pleci si iti dimensionezi fiecare componenta.

[Vlad Mihai]

marian, teoretic ai dreptate dar practic uneori nu e aşa, dar hai sa mergem pe premisa ta că e plauzibilă. estimez puterea maximă la ieşire de 80w. deci vom avea la 5v 16A şi să zicem că tensiunea de ieşire maximă va fi de 15v de vreo 5.5, aproape 6A. Atunci vom pune limitarea la la 6A indiferent de tensiunea de ieşire. oricum calculele nu se schimbă cu mult, dar le refac.

Cât despre randament îl estimez fără dubii peste 90%.

[Dr.L]

Nu vad sa se fi scris: calculezi sursa pt tensiunea minima de iesire. La o tensiune mai mare de iesire, vei avea doar delta I mai micSpor!

[Vizitator smilex]

Schema gresita ca principiu de functionare.

[Vizitator]

Am vrut sa-i spun dar a scris prin decembrie ca nu mai doreste comentarii si critici.Eu zic sa-l lasam o perioada sa inteleaga ca metoda lui--teorie mai putina si invatarea din mers--nu este o solutie viabila.

[Vizitator smilex]

Risipeste timp si materiale.

@Vlad Mihai Aici nu e vorba de o componenta necorespunzatoare valoric, uitata sau inversata. E o greseala mare de principiu. Daca nu-ti dai seama unde, e grav.

[Marian]

Cu permisiunea lui @Vlad ma voi lipi si eu de topikul sau pentru a nu mai deschide altul devreme ce subiectul este acelasi. Doresc sa modific redresorul auto ce-l facusem pentru tatal meu, este vorba de un traf de retea destul de masiv, la 16Vca @~15A, pana acum redresam tensiunea cu o punte de 35A fara condensator si incarcam direct, insa tensiunea este totusi cam mare si curentul la fel, rezulta scurtarea vietii acumulatorilor astfel incat doresc ca noul redresor sa aiba 2 moduri de incarcare: cel existent pana acum doar cu redresare fara condensator pentru situatii de urgenta, si unul lent cu ~10% din capacitatea acumulatorului si tensiune stabilizata, si asta cere un regulator evident, datorita disiparii care ar fi fost destul de mari la varianta liniara am ales consultandu-ma cu @smilex un buck, si tot el mi-a dat unele idei menite sa maximizeze randamentul. Sursa de alimentare va fi un traf asa cum am spus mai sus, 16Vca si cam 15A, redresare cu punte de 35A si filtrare cu electrolitic de 22mF, acestea se vor face separat pe o placuta langa traf, urmand ca pe placa regulatorului sa se adauge inca un electrolitic de 2,2mF si eventual un 100n langa el, limitarea curentului am ales-o la 7A, controller va fi TL3842P ( factor de umplere 100%, frecventa oscilator coincide cu frecventa iesirii, pornire UVLO la 16V si apoi functionare ok pana la 11V ), frecventa 80Khz cred ca ar fi ok. Atasez un concept de schema:Pentru moment fara valori ale componentelor, este doar partea de control fara reactie, si asta deoarece vreau ca intai sa stabilesc o configuratie potrivita si apoi sa stabilesc si valori pentru componente, si asta prin prisma faptului ca asa cum am spus @smilex are ceva idei inovative pentru inbunatatirea randamentului, si prima din ele ar fi citirea curentului pentru limitare, care in modul clasic ar fi impus o pierdere de aproximativ 1V pe rezistenta serie deci randament scazut, voi folosi o rezistenta cat mai mica ( nu am stabilit exact valoarea, dar oricum sub 50m Ohm ), tensiunea va fi citita si amplificata de operational si livrata pinului 3, acuma sunt curios daca am configurat eu bine acel AO acolo asa ca astept confirmare/infirmarea din partea ta @smilex si totodata si dezvoltarea solutiei propuse pentru inlocuirea diodei.PS: Ca de obicei orice sugestii, sau observatii/critici sunt binevenite.

[Vizitator smilex]

Aceiasi greseala. Care este tensiunea maxima care poate fi aplicata in poarta MOS?

[Marian]

In pdf vad acum ca se specifica un 20V maxim pentru poarta, deci tre redusa tensiunea de alimentare la TL, nu? sau poate n-am inteles eu ce si cum...

[Vizitator pisica matache]

In pinul 7,max 15V;nu e nevoie de mai mult,chiar daca mosfetul admite 20-25V GS.M-am uitat cu atentie pe schema,3842 nu cred ca poate comanda direct mosfetul.Ar trebui comanda prin traf driver,optocuplor,sau alta solutie.Asta deoarece sursa mosfetului,nu-i conectata la masa.

[Marian]

Nu e vorba de nevoia mos ci de UVLO de la TL care porneste de la 16V, de fapt am si specificat asta mai sus.