Proiect buck converter cu uc3843

[Marian]

Ma bucura sa aud asta, numai ca nu pricep de ce partea de ON nu este asa cum ar trebui, adica perfect orizontala, si de ce la curentul maxim de interes apare ditamai galagia in pin 3, practic nu pot stabiliza osciloscopul, nu vede decat o mare incurcatura, acuma daca nu ma insel eu prea tare ceea ce apare acolo este direct influentat de iesirea din pin 6, adica daca acolo comanda e anapona asta e semnalul care apare si in 3 ca ala e semnalul de pe shunt, si invers, daca pinu 3 nu e ok atunci nici iesirea nu e ok... la naiba cu cercu asta vicios.PS: Multumesc pentru implicare.

[Vizitator smilex]

Eu cred ca dispunerea pe cablaj e de vina.

Ai incercat cu un cond low esr?

Acea parazita de 5V de pe pinul 7 trebuie sa o vezi pe exact bornele condului de filtraj de 47u. Masa si varful sondei le montezi exact pe bornele condului. Daca nu poti, lipeste doua conductoare. Nu pot crede ca prin cei 47ohmi trece asa ceva pe 47u+100n.

[Marian]

Daca cablajul e prost conceput atunci e un mic dezastru... o sa fac ceva mai incolo test si cu cond low esr si verific cu oscul direct pe pinii condului de 47u sa vad cum este acolo, desi ti-am zis la curent mic pinul 7 arata perfect si totusi portiunea de On tot la fel de nasoala e... Momentan lucrez la carcasa.

[Marian]

Am verificat acum si direct pe bornele condensatorului de 47u care filtreaza pin 7, si forma de unda arata la fel cu cea prezentata mai sus pentru masuratoare direct pe pin 7, am observat de asemenea si un mic riplu la 100Hz pe 47u, am incercat apoi cu cond 1m low esr ( din aia mai buni, stii tu ), am pus prima data direct pe cel de 2,2m care filtreaza tensiunea de alimentare venita de la sursa, nu s-a schimbat nimic, am pus apoi direct pe bornele condului de 47u electrolitic low esr 220u, iarasi nu s-a schimbat nimic, am pus apoi 1m intre pin 7 si partea dinspre masa a shuntului, iarasi nimic nu s-a schimbat, apoi mi-am zis sa pun 1m intre catodul diodei si partea dinspre masa a shuntului si brusc zgomotul din inductanta a disparut, prin tatonari pana la urma am inteles ca principala greseala la cablajul trasat de mine este masa controller-ului care este luata chiar de langa shunturile alea in paralel, am intrerupt acea legatura si am merg cu un fir scurt de la pin 5 direct pe borna condului de pe placa de 2,2m, adica direct unde vin si cablurile de la sursa, inbunatatirea a fost evidenta pe osciloscop, comanda pe poarta mos ramane relativ ok pana spre maximul curentului de interes unde tot mai apare un usor zgomot in inductanta, insa mult mai mic, apoi am pus acel cond iarasi intre catodul diodei si shunt, zgomotul din inductanta de aceasta data este inexistent, comanda in poarta totusi se cam strica la curent maxim insa inductanta tace. Deci pana la urma se pare ca lucrurile merg spre bine, acuma ce zici sa fac, pastrez cond low esr intre shunt si catodul diodei, si daca da atunci ce valoare recomanzi? cum, nu mai pot reface cablajul conectarea lor nu poate fi decat cu cabluri cat mai scurte pot, sper ca asta sa nu influenteze negativ ca n-am alta solutie.PS; Sa-mi fie invatatura de minte sa mai ignor si alta data masurile de siguranta la trasarea cablajului... :sparge:LE: Ar mai fi o chestie totusi... modificarile astea nu schimba insa cu nimic variatia tensiunii de pe durata On, ( acea panta ), deci tot ar mai fi o problema nu?

[Vizitator smilex]

Variatia tensiunii la on este enervanta chiar daca nu influenteaza deschiderea MOS, dar montajul e la tine, folosind osc-ul iti poti da seama de cauza.Trebuie sa vizualizezi ceva: traseul de forta. Condensatorul de intrare care va fi resursa montajului, condul de la iesire cu dioda redresoare si inductanta, tranzistorul, shuntul si inapoi la condul de la intrare. Traseul asta e un cerc, cat mai solid si cat mai scurt. Dupa constructia lui, te legi cu celelalte in diferite puncte din acel cerc. Tu te-ai legat pe traseul dintre elementele de putere, traseu lasat prea lung si pe parcursul caruia apar diferente. Elementele de putere ar fi ideal sa fie lipite una de alta pentru a inchide cercul. Chiar daca mai multe trasee (de exemplu minusul alimentarii) trebuiesc legate pe un element al acelui cerc, se vor lega toate intr-un singur punct al cercului pe traseul respectiv de putere. Acele puncte unice de legatura cu restul montajului, care provin din cercul de putere, ar fi bine sa fie chiar terminalele condurilor de filtraj.

[Marian]

Am priceput deja ca am dat-o in bara cu trasarea cablajului, am priceput deasemenea si ce anume am gresit si cam ce trebuia facut, dar ti-am zis, proiectarea unui alt cablaj nu intra in discutie sub nici o forma, pur si simplu nu-mi mai permit nimic momentan, si va fi asa pentru mai mult timp, astfel incat ori salvez ce se poate la asta ori ma pun cu ciocanul pe el.

[Vizitator smilex]

Eu vorbeam in general, pe viitor. Pe asta pui un cond low esr asa cum ai facut. Ii gasesti un loc cumva. Ar fi bine ca si cablul de alimentare (-) sa-l montezi tot pe locul intalnirii dintre cond si shunt. Poate poti renunta la cel de 2200u, il folosesti in alta parte.

[Marian]

Ok am inteles, scuze daca am parut prapastios sau mai stiu eu cum, numai ca... sa zicem ca eram destul de suparat pe mine insumi pentru greseala asta de incepator desavarsit, e primu cablaj care rateaza lamentabil si.. si aveam pretentii de la mine insumi, dar se pare ca-s praf... Cred ca pot sa-i fac loc pe partea cu componentele dar oarecum suspendat in aer cu niste "pini" constituiti din niste sarme mai groase care sa il poata sustine, eventual pot adauga in paralel cu cel de 1m low esr si un 4,7m normal, daca este cazul, o sa testez sa vad daca sunt diferente, si vad apoi ce fac. Si vin asa cum zici cu minusul de la sursa direct pe borna de minus a electroliticului de 1m, probabil pe deasupra direct pe sarma aia si tot de acolo plec si cu alt fir mai subtire pentru masa 3842 si la fel si pentru AO ca are aceeasi eroare tampita la circuitul de masa, deci asa cum ziceam is praf...

[Marian]

Am cam rezolvat regulatorul, am fixat pe radiatorul MOS un electrolitic de 1m low esr apoi am mers cu 2 sarme de 1,2mm de la cond pana la catodul diodei respectiv mijlocul shuntului de pe placa ( partea dinspre masa evident ), alimentarile le-am lipit tot acolo, si am intrerupt masa AO si a controllerului si am mers cu fire separate direct de pe punctul unde am lipit masa de alimentare, catre masele CI-urilor, prin tatonari am gasit ca inca un cond neelectrolitic de 330n tip MKT ( low esr ) pus intre plusul electroliticului de la iesire si acelasi punct de la masa alimentarii face minuni practic, ( am incercat si alti conzi dar asta a reactionat cel mai bine ), nu s-a rezolvat variatia de tensiune de pe ON dar acum lucrurile stau mult mai bine din punct de vedere al stabilizarii formei de unda, nu mai pun poze ca oricum nu arata stralucit dar nici galagie nu mai face si nimic nu se incalzeste, ( atat mos cat si dioda se mentin complet reci ), curentul maxim pare a fi limitat undeva la 6A, cel mai probabil din cauza shuntului imprecis ( 8 rezistente in paralel, fiecare cu toleranta ei ) dar nu-mi fac griji, daca am nevoie pot modifica amplificarea AO de la pin 3 ca sa obtin curent mai mare, dar momentan va ramane asa, dupa ce voi asambla totul si testa comportamentul la incarcare decid daca mai este sau nu nevoie. Deci pana la urma cam atat cu regulatorul asta, toate problemele au fost cauzate de catre o dispunere gresita a componentelor pe placa din partea mea la proiectarea pcb-ului, dupa ce-l termin pe asta voi reproiecta cablajul in caz ca mai doresc si altii sa-l realizeze deoarece este totusi un regulator foarte performant ( evident toate meritele merg catre @smilex, schema ii apartine in totalitate ), problemele de pana acum ma au pe mine ca singur vinovat... in fine, am masurat un randament de cam 95% ( cam atat am si estimat dinainte ) ceea ce este foarte ok din punctul meu de vedere, deci per ansamblu sunt multumit de rezultat, sunt multumit de felul cum se regleaza atat tensiunea cat si curentul ( foarte finut si pe intreaga cursa a potentiometrelor ).Multumesc mult @smilex pentru rabdarea demna de toata lauda.

[Marian]

Am cam terminat lucrul la regulator si implicit la redresor, am ajustat limitarea de curent la putin peste 7A modificand amplificarea operationalului de la pin 3, am calibrat si ampermetrul ala micut si m-am folosit de inca un TLC272 pentru a-l comanda deoarece tensiunea de pe shunt era prea mica, nu este foarte precis tocmai datorita neliniaritatii indicatorului dar nici nu este nevoie de precizie fina ( oricum greu de obtinut asa ceva la un indicator de 4 lei ). Per ansamblu sunt multumit de rezultat, atat tensiunea cat si curentul se regleaza destul de finut, regimul termic pentru mosfet si dioda este unul demn de invidiat, randamentul peste 90% deci n-am motive sa ma plang. Atasez o poza cu panoul frontal, carcasa este recuperata de la un invertor de sudura:Acum de cum am timp o sa ma apuc de reproiectarea de la capat a cablajului deoarece pe langa faptul ca doresc a-mi corecta propriile erori care au dus la problemele ce le-am avut cu regulatorul, mai este si chestia ca-i pacat de o schema atat de performanta, de munca lui @smilex depusa la ea, ca sa aibe un cablaj atat de lamentabil, poate vor mai dori si altii sa il realizeze si de aceea o sa vin de cum am timp cu o ciorna pentru inceput doar cu dispunerea componentelor de putere si cu trasee superficiale si o sa va rog sa contribuiti cu orice considerati ca ar fi util si execut, vreau sa obtinem si un cablaj bun pe langa schema ok.

[ain]

Am nevoie de un convertor step-down cu care sa alimentez o bormasina (9.3V cca. 3-4 A) de la un acumulator vechi de laptop (4 elementi serie, 2.5Ah, testati la descarcare cu 3A).

 

Initial am testat o schema autooscilanta cu LM317 si PNP putere, insa in simulare nu am obtinut decat un randament marginal mai bun ca un stabilizator serie linear.

A 2-a varianta a fost o sursa cu UC3842, si mi-am ales si testat in simulare schema atasata.

 

Acum, mosfet-ul ales este 2SJ177 (-60V -20A 35W 0.065 Ohm), dioda va fi o semipunte Schottky de 40V vreo 20A.

Simularea merge bine, acum vin cu intrebarile:

- recomandati-mi o varianta pentru inductorul de iesire: ferita sau pulberi metalice? Am la dispozitie toturi recuperate din surse ATx T94-26, T106-52 sau T106-26. 

- trebuie neaparat interfier? 

- recomandati-mi o frecventa de lucru, corelata cu miezul sugerat. In simulare am ales vreo 100kHz.

 

Cu valori, zic eu, realiste pentru ESR am obtinut din 16.8 V 2A vreo 9.4- 3A. As zice ca e un randament multumitor.

Editat Februarie 14, 2016 de marian

[UDAR]

În principiu pare OK dar : 

1. Mie personal nu-mi place ”păcălirea ” current mod-ului în felul ăsta . Pentru stabilitate trebuie probabil o bandă extrem de joasă ceea ce se pare că ai și făcut . Dacă acest convertor trebuie să funcționeze bine și în gol sau curent mic , eu aș alege un ”voltage mod” cu compensare cinstită tip III .

2. MOSFET-ul e atacat slab . Cred că va comuta destul de prost . 

3. Frecvența depinde și de ”x”-ul pe care nu ni-l spui .

4. La miezurile menționate intrefierul e intrinsec . Cele cu -26 merg binișor pâna la 50kHz , celălalt mai sus . Cifre absolut orientative . 

5. Randamentul depinde nesemnificativ de ESR . Ar trebui să poți depăși lejer 90% , nu știu de unde ai obținut atât de puțin , poate din proasta comutare a MOSFET-ului. 

6. Mai vedem ....

[ain]

Multumesc UDAR pentru interventie.

1. Aici e problema. Convertorul va trebui sa functioneze si fara sarcina. Intrerupatorul bormasinei va conecta/deconecta sarcina nu bateria. Am pus ledul ala ca o sarcina minimala, insa realizez ca e mai degraba un paleativ. O sa studiez.

2. In simulare merge bine. In simulare am modelul unui mosfet cu caracteristicile apropiate de cel propus. Acum o sa vad daca merge si asa. Schema de comanda a mosfetului o gasisem la cineva care declara ca functioneaza.

3. Ma gandisem la UC3842, asa cum precizasem in post

4. Oare va merge -52 pana spre 100kHz? In "mini Ring Calculator" mi-a dat pentru T94-52, U=10V, Pdis=0.39W (dT=11oC) la 100kHz si Pdis=0.77W (dT=19oC) la 50Khz. Parca ar fi de dorit (in lipsa altor limitari) sa merg spre 100kHz. 

5. Poate e si din cauza rezistentei interne (mari) a acumulatorilor. Ingnorand-o, randamentul creste de la 84% la 90%. Parca nu e rau. 

6. Merci!

 

LE: Schema nu e chiar ce trebuie pentru tensiunile mele. Cum scade alimentarea sub 16V nu se mai deschide mosfet-ul. O sa incerc o varianta cu bipolar si/sau nMos si transformator.

Editat Februarie 12, 2016 de ain

[UDAR]

1-2 . Sigur funcționează . Problema la 1. e de stabilitatea/ viteza de reacție a buclei - s-ar putea să nu conteze în aplicația ta  iar la pct.2 de disipația pe MOSFET în comutație . Eu merg , ”didactic”,  pe ton+toff < 0,01T . Deci la 50-100kHz adic[ la 10-20µs ar trebui 100-200ns cel mult . 

3. Scuze, nu am fost atent .

4. Nu înțeleg cum ai pierderi mai mari la frecvență mai mică.... Postează te rog toate datele . 

[ain]

4. Cam astea sunt datele.

https://dl.dr

 

 

opboxusercontent.com/u/54872001/100KHz.jpg

 

1. In simulare tensiunea de iesire crestea la vreo 12 V, dar dupa cateva milisecunde mergea la normal. Pentru alimentarea unei bormasini n-ar trebui sa fie o problema, zic eu.

 

 

 

Intrebare: schema asta de compensare e buna?

Editat Februarie 12, 2016 de ain