Proiect buck converter cu uc3843

[UDAR]

Da , mulțumesc pentru progrămel.

El ( programul ) calculează inducția cu o tensiune sinusoidală de valoarea dată . Cu toate celelalte elemente  constante inducția se dublează când frecvența se înjumătățește iar cum pierderile cresc mai repede cu inducția decât scad cu frecvența rezultă ceea ce ai obținut . ( Totuși există o frecvență - nu totdeauna relevată de grafice - de la care în sus pierderile cresc mult mai repede ) .

În practică însă inductanța folosită - deci numărul de spire - scade cu creșterea frecvenței din motive de economie și de răspuns tranzitoriu . 

[Marian]

Si eu tot cam pe acolo am obtinut cat privesc pierderile, prin niste calcule. De mentionat ar fi faptul ca pastrand inductanta insa dubland frecventa. variatia de curent se injumatateste ( chiar si asa mi se pare cam mare ), la 50khz am calculat-o eu pe la 2,66A ( fata de 3-4A cat se doreste curent maxim ), si la 100khz e pe jumatate. Acuma nu stiu daca variatia asta mare este dorita in mod express, probabil ca da avand in vedere banda mica a AE...

 

UC3842 porneste la 16V, daca alimentarea poate scadea sub atat, insa se doreste totusi o functionare normala, se va alege 3843.

 

PS: Torurile nu au o limitare fizica cat priveste frecventa de lucru, si -26 poate functiona la 100khz, si chiar mai sus, ceea ce te limiteaza este randamentul, si asta trebui calculat de fiecare data pentru a determina daca un anume mix este fezabil intr-o anumita situatie sau daca pierderile pe el ar fi prea mari.

[ain]

Multumesc pentru interventii.

 

Schema initiala este functionala, insa la tensiuni de alimentare mai mici nu se mai deschide mosfet-ul. Cum se doreste alimentarea la un acumulator, implicit un domeniu mai larg de tensiune de alimentare, a trebuit sa gasesc o alta varianta.

 

Noua schema este asta:

 

Am modifiicat fata de schema pe care o gasisem pe net capacitatea de pe reactie, care a fost crescuta de la 100p la 1n. Cu precedenta valoare aveam semne de instabilitate.

 

Acum intrebarile:

- credeti ca e mare riplu de curent, aprox 0.1 Avv pentru iesirea la 4A? Va alimenta o bormasina, care, vorba aia, e mama tuturor bobinelor, plus ca are inertie mecanica mare.

- din cauza condensatorului electrolitic dintre bobine,  prin acestea circula predominant curent continuu, plus o componenta alternativa cu amplitudine scazuta, max. cate sute de mA. In aceste conditii, daca inteleg eu bine, pot folosi fir gros de cupru, fara a lua in considerare efectul pelicular.

 

Intentionez sa folosesc un mosfet smd recuperat de pe placi de baza. Am gasit unul cu ton=14ns si Rds-on=9mOhm. Daca nu gasesc unul si mai rapid, acesta va fi cel folosit, si=l voi monta fara radiator. Voi folosi, evident,  UC3843.

[Marian]

Nu inteleg de ce ai modificat si link-ul schemei initiale postate in pagina anterioara... asa postarile in urma ei isi pierd din relevanta devreme ce fac referire la o alta configuratie.

Am semnalat anterior problema alimentarii din punctul de vedere al integratului folosit, care porneste de la 16V, deci asta e problema, si nu mosfetul, pe el il poti deschide relativ ok si cu 10V ( si pana la 16V e de mers ), pe langa asta insisist si eu sustinand problema mentionata de UDAR referitoare la comanda mult prea anemica din schema anterioara.

 

Cat priveste schema asta, tu acolo nu mai ai amplificator de eroare ci un AO inversor...

[UDAR]

1. Nu vorbim de un riplu de curent prin sarcină ci de un riplu de tensiune la bornele ei care va determina un riplu de curent dependent de impedanța acesteia . Cel puțin așa văd eu lucrurile ....

2. Nici pe departe nu circulă doar curent continuu prin bobine . Poți pune ( cred ) simulatorul să-ți arate curenții . Discutăm de variații de zeci de procente din curentul de ieșire . Trebuie estimate pierderile adiționale prin efect pelicular , s-ar putea să fie tolerabile . Așa , fără calcule, înclin să cred că da . 

3. Și eu cred că se poate rezolva cu buck proiectat corect .

Editat Februarie 14, 2016 de UDAR

[ain]

1. Nu inteleg de ce ai modificat si link-ul schemei initiale postate in pagina anterioara... asa postarile in urma ei isi pierd din relevanta devreme ce fac referire la o alta configuratie.

2. Am semnalat anterior problema alimentarii din punctul de vedere al integratului folosit, care porneste de la 16V,

3. deci asta e problema, si nu mosfetul, pe el il poti deschide relativ ok si cu 10V ( si pana la 16V e de mers ), pe langa asta insisist si eu sustinand problema mentionata de UDAR referitoare la comanda mult prea anemica din schema anterioara.

4. Cat priveste schema asta, tu acolo nu mai ai amplificator de eroare ci un AO inversor...

1. Nu am modificat deliberat nimic. Am salvat noua schema sub acelas nume ca cea veche. Pur si simplu nu am stiut logica incarcarii imaginilor pe acest forum. Oricum, imi cer scuze, repostez imaginea, iar daca se poate te rog sa modifici linkul din postul cu schema precedenta.

Vechea schema era:

2. Si iti multumesc pentru asta. Noul montaj va folosi integratul mentionat de tine.

3. Am repetat simularea cu tensiuni mai mici, cu UC alimentat separat, si schema nu functiona corect decat pana pe la 15V. Trebuie tinut cont de rezistenta interna mare, care cumulat cu cunsumul mare aduce alimentarea prea aproape de cei 9.3V de la iesire. Schema e buna, dar nu pentru alimentarea de la acumulatori 16.8-12.8V asa cum mi-ar trebui mie.

4. Sunt probleme privitoare la funcionare noi scheme, cea din postul 183? Daca da, poti sa-mi sugerezi posibile rezolvari?

[UDAR]

Abia acum am dat importanță  Rser = 0,63Ω e foarte mult ! Dacă atâta are bateria în realitate cred că nici capacitatea nu e grozavă . 

Legat de atacul MOSFET , R1 din emitor ar trebui să dispară și să apară o rezistență în bază pentru limitare . Dacă te temi de comutația bipolarului , poți folosi MOSFET . 

 

 

EDIT Se pare că m-am înșelat cu rezistența internă și valoarea pusă de tine e corectă - de aia nu se folosesc bateriile cu Li uzuale la scule ci doar baterii cu High Discharge. 

Editat Februarie 14, 2016 de UDAR

[ain]

1. Nu vorbim de un riplu de curent prin sarcină ci de un riplu de tensiune la bornele ei care va determina un riplu de curent dependent de impedanța acesteia . Cel puțin așa văd eu lucrurile ....

2. Nici pe departe nu circulă doar curent continuu prin bobine . Poți pune ( cred ) simulatorul să-ți arate curenții . Discutăm de variații de zeci de procente din curentul de ieșire . Trebuie estimate pierderile adiționale prin efect pelicular , s-ar putea să fie tolerabile . Așa , fără calcule, înclin să cred că da . 

3. Și eu cred că se poate rezolva cu buck proiectat corect .

1. Nu sunt electronist cu diploma, asa ca va trebui sa ai un pic de ingaduinta in privinta terminonogiei folosite de mine. 

2. Atasez simularea:

Fara C2 e cu totul altceva. Se pare ca acesta e rolul lui C2.

LE: cu verde e I(L1) iar cu aplbastru I(L2).

 

3. Ca sa scoata doar 3A la iesire, tensiunea la bornele acumulatorului scade cu cel putin 2V datorita rezistentei interne. Daca acumulatorul se descarca pana la f.e.m. 14V, din care se pierde 2V datorita rezisteneti interne, pana la 9.3V sunt sub 3V care, clar, nu vor deschide mosul. Ca sa nu mai spun ce se intampla pentru I=4A.

Cu mosul ales in simulare nu mai mergea de la fem=15V. Schema e buna, dar nu pentru aplicatia mea. Am ales-o tocmai pentru ca principial ar conduce la randamente mai bune, dar nu o pot folosi eu. 

Abia acum am dat importanță  Rser = 0,63Ω e foarte mult ! Dacă atâta are bateria în realitate cred că nici capacitatea nu e grozavă . 

Legat de atacul MOSFET , R1 din emitor ar trebui să dispară și să apară o rezistență în bază pentru limitare . Dacă te temi de comutația bipolarului , poți folosi MOSFET . 

 

 

EDIT Se pare că m-am înșelat cu rezistența internă și valoarea pusă de tine e corectă - de aia nu se folosesc bateriile cu Li uzuale la scule ci doar baterii cu High Discharge. 

Bateria, desi veche, a fost testata. Nu se incalzeste chiar la 4A descarcare, are capacitatea intacta 2.5Ah, doar un element are lipsa 10%. Iar rezistenta interna este calculata pe baza masuratorilor I/U.

 

Imi place mai mult noua schema, cea din postul, 183. Putem discuta pe baza ei? Doar daca nu merge ea, as incerca optimizari pentru schema veche (buck-ul cu p-mos).

Editat Februarie 14, 2016 de ain

[UDAR]

Nu mi-e clar ce e în poza aia - pare a fi un regim tranzitoriu - dar , în fine . 

MOSFET-ul ăla ca să se deschidă trebuie să ”tragi” poarta spre masă . Chiar și cu 9V la intrare , dacă modifici cum ți-am spus , poți deschide tranzistorul.

Blocarea lui s-ar putea să fie cam lentă și , dacă e așa, ar trebui micșorată R4 și/sau pusă o diodă paralel cu R6 cu catodul spre poartă. 

[ain]

https://dl.dropboxusercontent.com/u/54872001/SursaUC3842.7z

Atasez fisierul LTSpice, in caz ca e cineva interesat.

1. Nu mi-e clar ce e în poza aia - pare a fi un regim tranzitoriu - dar , în fine . 

MOSFET-ul ăla ca să se deschidă trebuie să ”tragi” poarta spre masă . Chiar și cu 9V la intrare , dacă modifici cum ți-am spus , poți deschide tranzistorul.

Blocarea lui s-ar putea să fie cam lentă și , dacă e așa, ar trebui micșorată R4 și/sau pusă o diodă paralel cu R6 cu catodul spre poartă. 

1. Are un regim tranzitoriu pana tensiunea la iesire creste la valoarea dorita, dupa care se stabiilizeaza. Insa se vede clar ca prin bobine trece preponderent curent continuu.

2. Am sa incerc. Insa schema noua mi se pare mai atractiva: are mult mai putine piese, foloseste nmos nu pmos (si am unul mult mai rapid si cu caderi mult mai mici) iar transformatorul nu e mult mai complicat ca inductorul schemei cu pmos. 

[Vizitator]

https://www.wpi.edu/Pubs/E-project/Available/E-project-050114-131841/unrestricted/SEPIC_MQP_Final_Report.pdf

http://esatjournals.net/ijret/2015v04/i05/IJRET20150405004.pdf

http://www.engr.colostate.edu/ECE562/labs/Lab8_SEPIC.pdf

[nelu F]

http://danyk.cz/univ_m_en.html

[Marian]

O posibila alternativa:

 

Este chiar schema discutata pe topicul asta, daca nu vrei reglaj curent atunci se poate simplifica destul de mult, si avand in vedere tensiunea de alimentare mica, se poate renunta si la stabilizatorul de 12V. Cu ceva modificari si ajustari se poate adapta nevoilor tale, iar randamentul cu siguranta e bun.

 

Ori ca sa scapi ieftin si rapid, poti cumpara un modul step-down de pe la vanzari via ebay din cele de 5A, nu stiu ce randament au insa avand in vedere dimensiunile foarte reduse, presupun ca trebuie sa fie bun pentru a nu iesi fum.

[ain]

Revin cu simularea schemei buck cu pmos. Cu modificarile sugerate de UDAR functioneaza (scoasa rezistenta din emitor, introdus in baza o rezistenta de 220R). Chiar alimentata la 12.8V (care dupa caderi devine 10.8) scoate la iesire 8.7V la 3.8A. Are un regim tranzitoriu pronuntat la t<1ms (U creste spre 15V, oscileaza amortizat de cateva ori). 

 

Randamentul e mai bun. Atasez schema:

 

Puteti sa-mi sugerati ce sa fac sa micsorez regimul tranzitoriu de la pornire? La schema asta de buck vad un impediment: niciun fel de limitare a curentului. Exista vreo solutie?

@miticamy,

Multumesc pentru documentatie. In special varianta cu topologia SEPIC e deosebit de interesanta, insa pentru aplicatia asta as dori ceva mai simplu. Multumesc oricum.

 

@nelu,

De la schema aia am plecat. Am modificat doar capacitatea din bucla pentru a face stabila schema pentru conditiile si piesele mele.

 

@marian,

Stiam de ea, din acest motiv am postat pe acest topic. Deocamdata incerc ceva mai simplu. Daca nu birui, o sa o am in vedere.

Editat Februarie 14, 2016 de ain

[UDAR]

Cea mai simplă - o rezistență serie cu sarcina spre masă folosită pe post de șunt de curent . Condensatorul de 4700 rămâne în paralel cu sarcina . În acest fel prin șunt trece curentul din inductor - exact ceea ce dorește UC384x .  Te duci de-acolo prin 1k / 220p spre pinul 3 . Desființezi divizorul R2/R6 . N-am testat niciuodată varianta asta dar cred că e OK . 

Rezistența R1 se poate mări la 1-2k sau mai mult - ținând cont că ai 2k în colector ( pe care sugeram s-o micșorezi ) . Ideal - dacă consideri că apar probleme cu comutarea lui Q3 înlocuiești R1 cu un grup R  serie cu RC paralel. 

Nu știu să răspund pe moment la chestia cu tranzitoriul . Să nu fie un artefact al simulatorului - nu lucrez cu LT Spice și în general folosesc puțin simulatoarele.