Jump to content

    
Sign in to follow this  
Dmil

расчет индуктивности для SEPIC пребразователя

Recommended Posts

Пробую рассчитать индуктивности для SEPIC преобразователя.

 

TI: http://www.ti.com/lit/an/slyt309/slyt309.pdf

Формула 4. В знаменателе 2 для СВЯЗАННЫХ индуктивностей, для несвязанных коэффициент 1.

 

Maxim Integrated: https://www.maximintegrated.com/en/app-note...dex.mvp/id/5740

Уравнение 30, В знаменателе 2 для НЕСВЯЗАННЫХ индуктивностей.

 

AD: смотрим документацию, например, LT8330.

Читаем:

Given an operating input voltage range, and having chosen ripple current in the inductor, the inductor value (L1 and L2 are independent) of the SEPIC converter can be determined using the following equation:

L1= L2 = VIN(MIN) * DMAX / (0.5 * dISW * fOSC)

 

By making L1 = L2, and winding them on the same core, the value of inductance in the preceding equation is replaced by 2L, due to mutual inductance:

L = VIN(MIN) * DMAX / (dISW * fOSC)

 

Итого для НЕСВЯЗАННЫХ индуктивностей имеем коэффициенты в знаменателе: 0.5, 1, 2.

 

Кто-нибудь пробовал расчёты на живом железе проверять?

Или может, у кого-нибудь есть отадочная плата, где можно замерить пульсации тока в обмотках, коэффициент заполнения при известных входных/выходных параметрах, чтобы проверить эти формулы? А еще лучше, на микросхемах от разных производителей, а то может, у них просто внутри делитель частоты стоит? Правда, тогда получается, что "рабочая частота" является нечестным параметром и по нему нельзя контроллеры сравнивать.

Edited by VDV

Share this post


Link to post
Share on other sites

А погонять в симуляторе не поможет?

Я делал SEPIC и со связанными индуктивностями, и с раздельными. Для определенных задач - очень хорошая топология.

Но что-то в расчетах этой топологии плохо получается. А вот симулятор показывает достаточно достоверно.

Дайте исходные данные подробно. Мне кажется, лучше делать на связанных индуктивностях, если мощность более 10-15 ватт.

Share this post


Link to post
Share on other sites

а кто сказал, что у них в симуляторах всё под их формулы не подкручено?

Если нужны параметры, вот как пример: вход 10В - 14В, выход +12 0.2А.

Посмотрите, одна и таже схема у TI в appnote и в документации на эту микруху имеет индуктивности в 2 раза отличающиеся!

Та же ситуация, у них в симуляторе есть пример схемы, там индуктивность в 2 раза больше, чем в доке.

Edited by VDV

Share this post


Link to post
Share on other sites
Итого для НЕСВЯЗАННЫХ индуктивностей имеем коэффициенты в знаменателе: 0.5, 1, 2.

 

Кто-нибудь пробовал расчёты на живом железе проверять?

Проверяли, работает. Все дело в разной трактовке dIL - это могут понимать как размах пульсаций тока дросселя или как половину оного. Правильная формула согласно законам физики:

dIL (размах) = Vin*D/(L*fsw)

В формуле для LT8330, вероятно, помножили dIL на магическое число, типа 50% от границы между непрерывным и разрывным токами.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
а кто сказал, что у них в симуляторах всё под их формулы не подкручено?

Почти все симуляторы основаны на давно разработанных и отлаженных алгоритмах (SPICE моделирование), неужели кто то будет подстраивать эти алгоритмы под единственный частный случай в ущерб всему остальному?

Share this post


Link to post
Share on other sites
В формуле для LT8330, вероятно, помножили dIL на магическое число, типа 50% от границы между непрерывным и разрывным токами.

 

А ребята из Максим - магическое число 200% ?

 

Почти все симуляторы основаны на давно разработанных и отлаженных алгоритмах (SPICE моделирование), неужели кто то будет подстраивать эти алгоритмы под единственный частный случай в ущерб всему остальному?

 

Алгоритм - это формула. "Все" - это никакие.

Не видел в сети, чтобы кто-то моделировал контроллер от TI в программе от LT и наоборот.

 

Ради интереса можете рассчитать схемы из документации - у меня редкая сходилась, обычно расчет дает в 2-10 раз бОльшее значение, чем приводится в схемах в документации.

Edited by VDV

Share this post


Link to post
Share on other sites
а для каких задач? можете поделиться опытом...

У этой топологии есть уникальное свойство по сравнению со всеми остальными однотактниками .

Потребление по входу близко к постоянному. теоретически может быть постоянным. Это снижает требования к фильтрам. И по выходу тоже.

Хороша еще тем, что входное может быть и больше и меньше выходного. Т.е может работать повышающе-понижающим стабилизатором.

Однако, ключ под суммой напряжений входа и выхода и токи тоже сумма. Это недостаток. Поэтому, область применения оптимальна при относительно небольшой разности напряжений входа- выхода.

Если работа схемы понятна, а смущает только номинал индуктивности, то это всего лишь выбранный размах пульсаций тока. Для случая у VDV можно применить Шоттки и спокойно работать с токами близкими к трапеции, с непрерывным током в дросселе.

Габариты и КПД будут лучше.

Share this post


Link to post
Share on other sites
А ребята из Максим - магическое число 200% ?
Я это уже объяснил - "2" в знаменателе означает, что ребята из Максима подразумевают под dIL амплитуду, т.е. половину размаха пульсаций тока.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Если работа схемы понятна, а смущает только номинал индуктивности, то это всего лишь выбранный размах пульсаций тока.

 

Давайте тогда рассмотрим варианты:

1) хочу пульсации тока 1%

2) хочу пульсации тока 99%

 

Вы какую формулу предлагаете использовать? Какой коэффициент в знаменателе?

 

Я это уже объяснил - "2" в знаменателе означает, что ребята из Максима подразумевают под dIL амплитуду, т.е. половину размаха пульсаций тока.

 

Нет, ребята из Максим по крайней мере в формуле пишут, Iin.avg,, т.е. они вместо пульсаций, как доли входного тока, используют весь входной ток, плюс его еще на 2 домножают.

Edited by VDV

Share this post


Link to post
Share on other sites
Давайте тогда рассмотрим варианты:

1) хочу пульсации тока 1%

2) хочу пульсации тока 99%

 

Вы какую формулу предлагаете использовать? Какой коэффициент в знаменателе?

Повторяю еще раз для особо непонятливых: "пульсации" - это ни о чем. Пишите конкретно - амплитуда или размах, тогда и получите конкретный ответ.

Либо применИте самостоятельно формулу U=L*dI/dt из общего курса физики. Вот прямо с утра взяли и применили - и вопросов бы не было.

 

 

Нет, ребята из Максим по крайней мере в формуле пишут, Iin.avg,, т.е. они вместо пульсаций, как доли входного тока, используют весь входной ток, плюс его еще на 2 домножают.
Все правильно они пишут - граница непрерывного и разрывного токов соответствует амплитуде пульсаций = среднему значению тока, т.е. размах равен удвоенному среднему.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
Повторяю еще раз для особо непонятливых: "пульсации" - это ни о чем. Пишите конкретно - амплитуда или размах, тогда и получите конкретный ответ.

Либо применИте самостоятельно формулу U=L*dI/dt из общего курса физики. Вот прямо с утра взяли и применили - и вопросов бы не было.

 

Все правильно они пишут - граница непрерывного и разрывного токов соответствует амплитуде пульсаций = среднему значению тока, т.е. размах равен удвоенному среднему.

 

Смотрим формулу расчета Iin.avg, (2):

Vout * Iout / Vin / Eff

 

Где тут пульсации? Чистый расчет входного тока по балансу мощности с учетом КПД.

 

Да, я непонятливый.

Возьмите схемы из доки на LT8330 и подтвердите мне их расчетом! Или для TPS61170 (подсказка: расчет есть в AppNote)

Edited by VDV

Share this post


Link to post
Share on other sites
Смотрим формулу расчета Iin.avg, (2):

Vout * Iout / Vin / Eff

 

Где тут пульсации? Чистый расчет входного тока по балансу мощности с учетом КПД.

Пульсации тока не зависят от среднего тока (предполагаем, что дроссель идеальный и его индуктивность не зависит от постоянной составляющей подмагничивания).

Вам пульсации надо посчитать или то, и другое?

 

 

Возьмите схемы из доки на LT8330 и подтвердите мне их расчетом! Или для TPS61170 (подсказка: расчет есть в AppNote)
Во как - в повелительном наклонении. :biggrin:

Скажите какую конкретно формулу Вам посчитать - я ее посчитаю. А ежели весь расчет целиком сделать - так это Вы разделом форума ошиблись.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Давайте сильно огрубим задачу:

Мне надо посчитать индуктивность для связанных индуктивностей при пульсации входного тока в 100% тока ключа. Ток ключа примем 1А. DC=0.5. VIN=10V, F=1MHz.

Edited by VDV

Share this post


Link to post
Share on other sites
Давайте сильно огрубим задачу:

Мне надо посчитать индуктивность для связанных индуктивностей при пульсации входного тока в 100% тока ключа. Ток ключа примем 1А. DC=0.5. VIN=10V.

Если VIN=12V и F = 250 kHz, то получается 12В * 2 мкСек / L мкГн == 0,2А * 4, и L = 12*2/0,2/4 = 30 мкГн.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this