Перейти к содержанию
    

Измерение управляющего сигнала Buck-преобразователя

И снова здравствуйте,

Я пытаюсь собрать понижающий DC-DC преобразователь, управляемый микроконтроллером. Делаю по образцу: avr450_battery_charger_for_sla_nicd_liion.pdf

На данном этапе собрал упрощённую схему без обратной связи:

 

Сигнал PWM -- КМОП-уровни с микроконтроллера STM32.

Если отсоединить затвор полевого транзистора (чтобы просто висел в воздухе), на осциллографе понятная картина:

 

01-no-r7.png

 

Здесь синий -- сигнал PWM, жёлтый -- сигнал на коллекторе транзистора Q1. Период сигнала ~100 мкс, ширина импульса ~5 мкс, коэффициент заполнения сигнала PWM 0,95:

 

02-no-r7-closer.png

 

Биполярный транзистор Q1 работает как инвертор, всё понятно; полевой транзистор Q2 закрыт (напомню, что отсоединил затвор), на выходе 0 В.

 

Если подключить затвор Q2 к коллектору Q1 через R7, импульсный преобразователь на первый взгляд работает. На выходе 1 В при нагрузке 8 Ом (напомню, что обратной связи нет). Однако осциллограф показывает странную картину вместо управляющего сигнала:

 

03-with-r7.png

 

Синий -- всё так же сигнал PWM, жёлтый -- сигнал на коллекторе транзистора Q1. Период сигнала ~5 мс (в 50 раз больше, чем был!), импульсов теперь два: ~15 мкс и через 10 мкс ещё один ~100 мкс -- и близко нет импульса 5 мкс, который должен быть. Кроме того, эти импульсы "сменили знак": вместо короткого "нуля" я имею две "единицы".

 

04-with-r7-closer.png

 

Мне не ясно происхождение этих сигналов. Схема в достаточной степени виброустойчива: при работе "пищит", но картина на осциллографе не меняется, если "придавить" ту или иную деталь (чтобы остановить вибрацию). Я пробовал экранировать рукой различные участки схемы, чтобы проверить гипотезу наводок: при перемещении проводников, при экранировании их картина на осциллографе заметно не меняется. Подскажите, почему может так видоизменяться управляющий сигнал после подключения силовой части схемы?

 

Почему биполярный транзистор Q1 переходит в режим отсечки примерно за 1 мкс, с задержкой (пробовал два разных транзистора с рабочей частотой до 80 МГц)? Это очень важно, поскольку расчётная частота этого преобразователя на порядок выше: ~100 кГц.

post-82147-1528225214_thumb.png

post-82147-1528225228_thumb.png

post-82147-1528225237_thumb.png

post-82147-1528225245_thumb.png

post-82147-1528225270_thumb.png

Изменено пользователем Herz
Удаление излишнего вложения

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Период сигнала ~100 мкс, ширина импульса ~5 мкс, коэффициент заполнения сигнала PWM 0,95:

 

Это очень важно, поскольку расчётная частота этого преобразователя на порядок выше: ~100 кГц.

Период 100 мкс соответствует частоте 10 кГц.

Частоте 100 кГц соответствует период 10 мкс.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Мне не ясно происхождение этих сигналов.

Дроссель L1 разряжается через R5 и коллекторный переход Q1.

Вот этот процесс и держит сигнал коллектора на нуле пока не кончится ток в дросселе в течении 5 мс.

 

D4 скорее всего отвалился или перегорел.

 

Чтобы Q1 закрывался быстро надо его форсированно закрывать отрицательным напряжением.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

пытаюсь собрать понижающий DC-DC преобразователь, управляемый микроконтроллером

Для этого надо было взять готовый преобразователь, созданный специалистами, и просто прикрутить к нему управление, а сейчас это преобразователь на микроконтроллере, практически гиблое дело.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Изучайте матчасть стандартных DC-DC.

Домотканные с применением контроллеров ничем хорошим у программистов не кончаются. Пилой пилят, топором рубят, но не наоборот.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Изучайте матчасть стандартных DC-DC.

Домотканные с применением контроллеров ничем хорошим у программистов не кончаются. Пилой пилят, топором рубят, но не наоборот.

Нынче особенно изучать и нечего.

Качаете такую вот тулзу - https://www.biricha.com/wds.html

И она вам рисует и схему и алгоритм и все коэффициенты

post-2050-1528282892_thumb.png

Причем коэффициенты адаптированные к распространенным библиотекам производителей - TI, Microchip, ST, Infineon

Остается только впилить либу и заполнить коэффициенты в хидерах

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Качаете такую вот тулзу - https://www.biricha.com/wds.html

И она вам рисует и схему и алгоритм и все коэффициенты

Формулы фигня, там самого главного не нарисовано - как это подключить к микроконтроллеру? :)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Качаете такую вот тулзу
Цифровой аналог TL494 - кого этим сейчас удивишь? Правильные пацаны уже давно работают с current mode.

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Цифровой аналог TL494 - кого этим сейчас удивишь? Правильные пацаны уже давно работают с current mode.

Тулза и current mode поддерживает

post-2050-1528290063_thumb.png

 

Это даже вычислительно более просто.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.

Гость
Ответить в этой теме...

×   Вставлено с форматированием.   Вставить как обычный текст

  Разрешено использовать не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отображать как обычную ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставлять изображения напрямую. Загружайте или вставляйте изображения по ссылке.

×
×
  • Создать...