Proiect buck converter cu uc3843

[Vizitator LOTI7]

Buna ziua,

Am gasit in discutiile anterioare de pe forum o referire la: http://www.joretronik.de/Web_NT_Buch/Ka ... el6_2.html unde se gaseste o schema interesanta de modificare a factorului de umplere la TL 3843 pentru a se putea adapta mai bine la inductanta din drena mosfetului. Am fost interesat pentru ca nu am posibilitatea sa determin inductanta bobinelor pe care le am si nici nu stiu cam ce caracteristici au feritele recuperate. Am fost interesat sa fac convertzorul cat mai mic.

Pentru cei interesati pun mai jos "cercetarile facute de mine".

Schema originala are cateva mici neconformitati pe care le-am corectat si am obtinut schema din atasament.

Convertzorul l-am folosit pentru o aprindere CDI dar se preteaza pentru orice utilizare

Am obtinut o incarcare a condensatorului de 2 micro farazi in aproximativ 3 ms la tensiunea de 250 V. Bobina din drena mosfetului este executata pe o ferita recuperata din lampi economice. Am desfacut bobina originala si in locul ei am bobinat 50 sp cu sarma Cu em de 0.4 mm. Am folosit o bobina pe care scria 17R nu stiu ce inseamna dar in functie de puterea lampii am vazut ca sunt si mai mari pe care scrie 21R sau mai mici cu 04R. Fata de schema originala am introdus inca o dioda in baza tranzistorului (cu o dioda nu functiona) si in locul rezistorului de 100 k din emiter am pus un semireglabil de 30k cu care se poate regla gradul de umplere in limite destul de largi (cam 10...90%). In serie cu el este bine sa se puna un rezistor de aproximativ 5k pentru ca in febra reglajului sa nu ajunga la valoarea zero ce ar putea afecta grav sanatarea integratului si al tranzistorului. In schema folosesc un grad de umplere de 50% reglat cu P1. Schema nu este pretentioasa la tipul tranzistorului folosit.

Poza cu intreg montajul de aprindere CDI este postat pentru a vedea aproximativ dimensiunile la care se poate obtine convertizorul. Daca el se foloseste in alte scopuri si nu deranjeaza se poate folosi si schema originala cu dioda pusa direct in drena mosfetului. La mine nu merge pentru ca tyristorul scurtcircuiteaza sursa de tensiune in timpul conductiei si ramane asa chiar daca intrarea in conductie a mosfetului preia o parte din curent el ramane totus peste curentul de mentinere al tyristorului. Schema se refera numai la jumatatea de sus a placii. Jumatatea de jos are alte functii. In timpul functionarii nu se incalzeste nici bobina nici mosfetul dar preventiv l-am montat separat pentru a putea fi pus pe radiator.

Daca cineva mai are nevoie de detalii va stau la dispozitie.

Loti

[Marian]

Revin cu ceva noutati despre regulatorul la care eu lucrez, azi am primit cablajul realizat foarte frumos de catre colegul @glide si m-am apucat sa asamblez componentele ( scuzati calitatea slaba, sunt facute cu un mobil ):

Componente

Trasee

 

Stiu ca lipiturile nu arata tocmai profi dar nici nu tind catre asta, am indoit pinii pentru majoritatea componentelor pentru lipituri cat mai ferme ( azi am descoperit ce bengos e letconul la asa ceva pe langa pistolul vechi cu care lucram pana acum ), mai raman de atasat potentiometrele maine, cand sper sa fac si primele teste ( tre sa fac si sursa care va alimenta regulatorul ), si sper sa nu am surprize neplacute.

[Marian]

Am facut acum si primele teste, tensiunea se regleaza destul de frumos dar in domeniul 10-20V ( cu o sarcina minima de 100 Ohm/5W pe iesire ) ceea ce ma face sa cred ca poate am gresit calculul divizorului din bucla de reactie, nu asta este o problema, pot mari rezistenta inseriata cu potentiometrul ( momentan este la 4k7 ), reamintesc schema pentru referinta

http://img199.imageshack.us/img199/3943/schema9.png

 

Am pus si shuntul asa cum este pe placa pentru a evita orice confuzie. Acum am verificat cu osciloscopul pe iesirea TL si pe poarta mos si arata destul de ok, insa in drena mos este cam asa ceva:

 

 

Cu sarcina asta mica nu-i bai, insa am pus una de 5A si regland curentul spre maxim oscilatia aia se mareste destul de tare, pana intr-acolo incat pe inductanta apare zgomot, asadar sa inteleg totusi ca-i nevoie de snubber pe mos? Oricum nimic nu se incalzeste, si asta-i bine.

 

LE: Stiind ca IRF3205 are Coss 781p am incercat cu o retea RC cu 10n+10Ohm si zgomotul din inductanta a disparut cu desavarsire, oscilatia inca mai exista dar este mult mai mica, deci probabil ca este ok asa, si-l pot pastra.

[Vizitator]

5A la ce tensiune?Si era mai bine sa pui oscilograma de la curent mare ca sa ne dam cu parerea

[Marian]

Tensiunea de interes este 14V avand in vedere aplicatia la care va fi folosit in mod predominant astfel incat curentul acela era in conjunctura cu aceasta tensiune. In alta ordine de idei, tensiunea se pare ca nu poate fi coborata sub aproximativ 9V indiferent de valoarea rezistorului inseriat cu potentiometrul, nu sunt sigur de motiv, oricum important este ca tensiunea de interes este asigurata, si asta conteaza. Prin tatonari am ajuns in ceea ce privest snubber-ul la 15 Ohm +10n. Oscilograma pun una la putin peste 3A ( 7,5V pe 2,3 Ohm ), la curentul maxim de interes ( ~7A ) osciloscopul nu se poate stabiliza desi zgomotul auditiv de pe inductanta a cam disparut, nu vede decat o mare galagie, atat in drena cat si in poarta ( ambele masuratori sunt facute fata de masa de intrare ) iarasi nu pricep motivul dar nimic nu se incalzeste.Ce spuneti, pastrez snubberul ala ( 15R+10n ) si o las asa?

[Vizitator]

Chiar tu ai afirmat de zeci (putin exagerat) de ori cand ai raspuns incepatorilor cat de complicata este stabilitatea unei bucle de control si ai fost si cam singurul care ai colaborat cu @smilex la simulari.Acum vezi pe viu ce se poate intampla.Nu am vrut sa intervin deloc pt ca erati prea prea avantati in acest proiect.Doream sa spun de la inceput:de ce este nevoie de o bucla complexa la un incarcator baterii?In majoritatea timpului este generator de curent iar valoarea finala a tensiunii nu trebuie sa fie atat de exacta,cu zecimale.Dar stiu ca ai afirmat ca vrei sa o folosesti si pt alte aplicatii,asa ca trebuie sa mai incerci.Iar cu divizorul de la tl431 sant surprins ca ai probleme.De ce te concentrezi asupra lui R14 si nu iei in calcul si pe R13?Divizorul de tensiune este totusi problema de clasa a 10-a.

[Marian]

Da, stiu ca e dificil de stabilizat dar nu imposibil, si'n plus daca nu incerc ceva nu am de unde sa stiu daca merge sau nu si nici nu evoluez, daca nu as fi avut ambitia asta atunci ma indoiesc ca as fi invatat ceva despre compensare ( lucru pe care multi de aici par sa-l ocoleasca desi mie sa fiu sincer imi place ), evident ca sunt la ani lumina fata de @smilex si la acest capitol ca la multe, multe altele dar imi place sa cred ca totusi evolutia exista.Acuma revenind la subect, se pare ca zgomotul auditiv din inductanta este totusi prezent la curentul maxim de interes indiferent de snubber, mai devreme rezistenta de sarcina se incalzise destul de tare si-si cam schimbase caracteristicile, dupa ce m-am asigurat ca se va mentine relativ rece testele au aratat ca zgomotul din inductanta nu este inlaturat complet de snubber indiferent de valorile RC folosite, acesta este doar putin atenuat, deci ceva trebuie facut, dar nu sunt sigur ce si astept parerea lui @smilex.In ceea ce priveste divizorul, am revizuit schema si calculat valorile minime/maxime ale tensiunii care ar trebui sa poata fi reglate in configuratia asta si am gasit teoretic o plaja 10-27V, evident maxima nu poate fi satisfacuta datorita tensiunii de la sursa de 21V dar minima este confirmata, apoi am revizuit tema asta inapoi cateva pagini si atunci cand am calculat divizorul am facut-o pentru a avea cei 14,4v cam pe la jumatatea cursorului din potentiometru si nu pentru o plaja 5-18V deci lucrurile par a fi in regula din acest punct de vedere, si a fost doar o neconcordanta intre ce am dorit eu sa fie initial si evolutia subiectului. Pentru o obtine plaja necesara cu potentiometrul asta de 10K trebuie modificat si R13 si s-ar modifica si caracteristica compensarii si nu vreau sa fiu nevoit sa o recalculez, si cum domeniul principal de interes este asigurat o sa il las asa.

[Marian]

Revin, am modificat divizorul pentru ca pe potentiometrul ala de 10k sa am o plaja de reglaj 5-18V, am scazut R13 la 15k, R14 la 2k4 si apoi am adaptat compensarea recalculandu-o, maximul este acum ok undeva la 17,9V, insa minimul nu ajunge decat pe la 9V fata de aproximativ 5,5 cat trebuia, controllerul permite un factor de umplere de minim 93% deci teoretic plaja nu este prea mare, dar practic nu se intampla ceea ce trebuie, nu pricep care ar fi motivul...

[Vizitator smilex]

Va trebui sa discutam in privat. Deocamdata eu nu vad nimic anormal pe oscilograme. Forma este tipica pentru umplere subdimensionata, nu in functie de raportul tensiunilor, asta datorita consumului sub jumatate fata de variatia din inductanta. Acele oscilatii dupa evacuare apar deoarece inductanta este lasata "in aer", tensiunea de prag reglata este deja atinsa si o crestere a timpilor ar duce la o crestere a tensiunii de la iesire.Orice zgomot audibil inseamna de obicei o instabilitate la echilibru. Nu este deloc grav pentru cazul comenzii in curent, este insa deranjant si dezamagitor ca nu se potriveste compensarea.

[Marian]

Ca de obicei o discutie cu tine ma scoate din incurcatura... Intai iata oscilograma din pin 6Apoi am facut cum ai zis si heta-te ce gasii in pin 3 ( 4A curent de sarcina, 500mV/5uS )La cat de urat arata tensiunea acolo, nu-i de mirare ca inductanta protesteaza, e o mare harmalaie in pin 3 la cei 7A curent de interes. Am incercat marirea condensatorului de 470p dar inbunatatirea nu este pe cum ma asteptam de eficienta, adica oscilatia doar este atenuata, sau mai degraba intarziata ( nu stiu daca ma exprim corect ), dar nu dispare deci ce-i de facut?

[Marian]

@Smilex ma gandeam la o ideie, sa redresez cu o dioda mica tensiunea care vine la pin 3, si eventual un mic condensator dupa ea, am deja AO care poate regla tensiunea livrata acolo la ce nivel vreau eu deci eventuala pierdere de pe dioda nu ar fi o problema, ce spui?

[Vizitator smilex]

Ultima poza arata curentul prin sunt. Forma deriva de la:Este asa datorita retelei RC de 1k+470p. Dupa forma, e ok. Nu-mi plac spike-urile momentelor on si off, dar pare ca UC-ul nu este influentat.Ceea ce este insa inexplicabil, e variatia exagerata a tensiunii pe durata on a impulsului. Trebuie sa vezi daca exista si pe condul de filtraj al UC de pe alimentare.Nu poti face nimic cu redresarea in pinul 3, acolo e nevoie de rampa (segmentul BC) ca sa se poata face off la momentul ales de CI. As merge mai degraba pe un cond low esr montat intre plusul celui existent (chiar pe cond) si partea de sunt spre masa (chiar pe rezistorii din paralel).Trebuie sa lamuresti variatia tensiunii pe durata on.

[Marian]

Pai tocmai la asta m-am referit ieri cand ti-am zis ca forma de unda e mai degraba trapezoidala si nu perfect dreptunghiulara, eu credeam ca din cauza a ceea ce este in pin 3 face asa, dar se pare ca nu... ma gandeam eu ca ar fi fost prea simplu sa mearga cu dioda. Acuma chestia e ca daca la curentu asta zici ca ar fi relativ ok ( mai putin spike-urile ) atunci problema ar fi la curentul maxim de interes unde oscul nu prea se mai poate stabiliza, in pin 3 e doar o mare harmalaie... Cam asa arata pinul 7 la acelasi curent de sarcina cu masuratoarea la care am indicat ieri pinul 3 ( cam 4A ):5V/5uS[attachment=1]5V&5uS.jpg[/attachment]5V/1uS[attachment=0]5V&1uS.jpg[/attachment]Si mai derutant este faptul ca variatia ON este neschimbata indiferent de sarcina, si doar cu o rezistenta de 100 Ohm lasata pe placa de mine ca si sarcina minima, variatia este la fel in pin 6, insa pinul 7 arata literalmente perfect pe toate bazele de timp, deci iarasi nu pricep, si culmea am schimbat 2 controllere, ambele noi si ambele se comporta la fel... sa incerc oare sa izolez controller-ul de restul regulatorului si sa ma lamuresc daca singur ofera o unda ok? as putea verifica pe o placuta de test destul de usor, anulez AO intern, pin 3 la masa si un RC pentru stabilirea frecventei, sa ma lamuresc daca controller-ul singur face treaba sau e praf...

[Marian]

Am verificat acum controllerul singur pe o placuta de test de la aceeasi sursa si la aceeasi frecventa, am pus pinii 2 si 3 la masa, pinul 1 l-am lasat liber, 47R urmata de 47u in pin 7 la fel ca pe placa regulatorului, si pinul 6 arata perfect, umplere maxima ce-i drept dar nici urma de variatie pe timpul on ceea ce adanceste si mai tare misterul, integratul este ok, alimentarea sa este ok si totusi. Nu mi-ar mai ramane decat sa incerc sa anulez pe rand stabilizarea pe curent si apoi pe tensiune, sa vad de unde provine problema, as pune intai pinul 3 la masa anuland astfel limitarea de curent sa vad daca asa pinul 6 revine la normal, apoi daca nu atunci decuplez legatura din pin 1 care face stabilizarea de tensiune si reglarea curentului, ori asa ori nu mai stiu ce sa fac...

[Vizitator pisica matache]

Eu zic ca semnalul in poarta,arata foarte bine;ambele fronturi sunt abrupte.Nu exista oscilatii,asa ca ,parerea mea,fetul e comandat corect.Am masurat semnalul de comanda in diverse surse industriale,care arata mult mai rau si functionau bine mersi.