[User1285 0]

Добрый день!

 

Поделитесь пожалуйста опытом (если он имееться) - необходимо запитать устройство в котором используется модуль sim900 с обвязкой от внешнего питания напряжением 30-50 вольт.

 

Планирую преобразование делать в два этапа:

- первое преобразование с 30-50 вольт до 12-и вольт (от 12 вольт через преобразователи будет запитываться дополнительная обвязка sim900)

- второе преобразование с 12 до 4.2, необходимое для питание модема. Планирую использовать рекомендованный ST1S10.

 

Пока стопорнулся на первом этапе преобразования...

Рассматриваю как вариант использовать TPS40200 с внешним транзистором, однако думаю не будет ли проблем с помехами (устройство будет довольно компактное и ужатое по габаритам).

 

Подскажите пожалуйста какие порекомендуете варианты первого преобразования либо вообще возможно другие пути решения?

 

Спасибо!

[Romashki 0]

ST1S14, она правда на 48 В входного, но можно както пару вольт погасить... диодами или еще чем...

[artkam 0]

Существует в природе микросхема MAX5035, она до 75В входного "держит"...

[User1285 0]

Спасибо большое за ответы! :) Микросхемы действительно похоже то что нужно. Проработаю вопрос по поводу того что возможно хватит и 48 вольт, всетаки ST1S14 более удобная с точки зрения монтажа и с точки зрения стоимости. Сейчас скачал даташиты на обе микросхемы, буду изучать их более досконально.

[Aner 3]

У LT выпускаются до 80...85 Вольт входного, еще пару лет назад использовали, сразу не вспомню. ST1S10 не советую, поскольку плохо у неё с защитами как по входу так и по выходу. Макет то работать может и будет, а вот как тестирование пойдет с мощными имп. помехами то ... . ST1S14 надежнее 10-и. Еще смотрите в сторону MPS, например MP4462, у MP4560 ...55V входное и другие.

[Plain 168]

возможно хватит и 48 вольт

Гадания/заклинания в этом деле не помогут, должен быть разумный запас.

 

Но топология buck всё равно подразумевает дополнительную защиту выхода. Если нужен относительно безопасный преобразователь, рассмотрите SEPIC — его возможно сделать, например, на каком-нибудь UC2842...UC2845 и т.п.

[User1285 0]

Добрый вечер!

Решил попробовать всетаки применить в качестве источника питания TPS5430, т.к. ограничения по напряжению максимальному немного уменьшились, входное напряжение 20-30Vdc.

Однако наткнулся на проблему с выбросами как в меньшую так и в большую сторону.

Для проверки в режиме импульсной нагрузки (GPRS) соорудил имитатор нагрузки с помощью резистора 2Ohm 5W и полевика, который коммутирую с определенной частотой таким образом имитируя импульсную нагрузку.

Осцилограмы в приложении.

В одной клеточке 1 вольт.

На первом фото осцилограмма на выходе, на втором в случае когда дополнительно подгружаю выход схемы постоянной нагрузкой 50Ом(ток приблизительно 0.1А). При этом амплитуда пульсаций уменьшаеться.

На третьем фото осцилограмма на выходе дополнительного LC фильтра. Индуктивность 220мкГн, емкость тантал 440 мкФ. В одной клеточке 0.1 вольта.

На четвертом фото я смог заснять короткие положительные импульсы амплитудой больше 2-х вольт (итого в общем 6 вольт). Они настораживают.

 

Подскажите пожалуйста что можно сделать в данной ситуации? Как уменьшить амплитуду пульсаций?

Или всетаки лучше не связываться с данным стабилизатором и применить другой?

Просто данные стабилизаторы есть в наличии.

 

Спасибо!

С уважением, Pasha!

[Microwatt 2]

Кажется, очень похожую задачку решал.

http://www.microwatt.com.ua/catalog/DCDCcon/ML18/

SEPIC

[User1285 0]

Кажется, очень похожую задачку решал.

http://www.microwatt.com.ua/catalog/DCDCcon/ML18/

SEPIC

 

Добрый вечер!

Спасибо, посмотрел.

Параметры меня практически устраивают кроме выходного тока в 1А, мне желательно бы 2А.

И вопрос в том как он себя будет вести при такой импульсной нагрузке?

Не знаю удобно ли спрашивать какая микросхема стоит в этом источнике (чтобы хоть как-то представлять как он будет себя вести), ведь Вы хотите продать мне готовое устройство....

 

Просто купить готовое устройство это конечно хорошо, но хотелось бы разобраться в нюансах работы таких источников питания.

 

С уважением, Pasha!

 

[Microwatt 2]

Павел, какие могут быть секреты в велосипеде? Что тут скрывать?

Пока у Вас личная почта не работает.

 

Это просто пример построения SEPIC на такие напряжения. Там обычная UC3844 и частота 150кГц.

Я почему-то понял из Вашего сообщения, что требуется всего ватт 5-6. Пару штук мне погоды не делают, думал подарить, пересылка тут, внутри, просто.

В этой топологии напряжение на ключе и ток равны сумме входного и выходного. Поэтому, с ростом разности входного-выходного эффективность схемы падает. Теплоотводом на печати при 2А уже можно и не обойтись. Да и разделительная керамика на 100 вольт не так часто попадается.

Более гибкий вариант - прямоход. Там использование ключа и диодов получше. Ключ придется 200-вольтовый. У меня в линейке прямоходов (там же, семейство ML17.ХХ) IRFR9N20 стоят. Была версия 12 и 15 вольт, но на 12 вольт и выше SEPIC оказался технологичнее.

В прямоходе два моточных, но они относительно просты. Сердечники ЕЕ20 вполне 25 ватт должны потянуть.

 

 

[User1285 0]

Доброе утро, Microwatt!

Моя почта [email protected].

Спасибо за желание помочь и полезную информацию.

Я подумал и всетаки решил разделить эту задачу на два отдельных преобразователя - первый будет из 30-50 вольт давать на выходе 20 вольт, а второй будет уже из этого напряжения формировать нужные мне 4 вольта для питания модема.

Просто есть

во-первых вариант входного напряжения когда оно будет относительно строго 18-20 вольт и при этом у меня возможно получиться обойтись более простым преобразвателем,

а во-вторых у меня еще дополнительная обвязка будет которая будет иметь напряжения рабочие порядка 12 вольт, потому я после 20-и вольтового входного преобразователя разветвление сделаю и поставлю преобразователи на нужные мне 12 и 4 вольта.

Просто у меня пока еще структура моего устройства не до конца вырисовалась, я еще обдумываю детали.

Пока ясна точно задача что нужно подобрать хороший преобразователь 20/4 вольта с выходным током до 2 ампер и хорошей реакцией на импульсную нагрузку.

Я посмотрел микросхемы SEPIC преобразователей, честно говоря я на этом форуме первый раз услышал о них. До этого я в основном имел дело с цифровой схемотехникой и мало касался источников питания. В основном использовал TPS5430. Проблема возникла когда стало необходимо использовать sim300-900 модемы. Я посмотрел на микросхемы и у них везде написано ток 1 Ампер. Чем это вызвано?

И есть ли вариант какого-то преобразователя с меньшей обвязкой? Чтобы небыло необходимости в уникальных моточных изделиях, а можно было что-то массовое использовать.

Я почитал про ST1S10, но почему-то здесь многие плохо о их надежности отзываются, порекомендовали ST1S14. Еще не успел заказать эту микросхему чтобы попробовать что она из себя представляет.

 

С уважением, Pasha!

[wim 6]

Как уменьшить амплитуду пульсаций?

ПМСМ у Вас путаница в терминологии. Пульсации на выходе импульсного источника питания - это сглаженные фильтром импульсы коммутации. А то, что Вы называете пульсациями, это переходный процесс.

Амплитуда выбросов при переходном процессе определяется запасом устойчивости по фазе петли ООС. Чем больше запас, тем меньше амплитуда. И наоборот - всё, что увеличивает запаздывание фазы в петле, ухудшает переходный процесс. Вот "дополнительный" LC-фильтр в общем ситуацию ухудшает. Теоретически частотной коррекцией ООС можно получить апериодический переходный процесс, т.е. вообще без выбросов, но у TPS5430 цепи частотной коррекции находятся внутри микросхемы, поэтому возможности манёвра ограничены. Кроме того, это ограничивает выбор индуктивности и емкости фильтра, потому что он тоже входит в цепь ООС.

ПМСМ для таких микросхем с внутренними цепями частотной коррекции надо либо повторять один-в-один "типовые решения", либо хорошо их обсчитывать, благо данные они приводят.

 

[User1285 0]

ПМСМ у Вас путаница в терминологии. Пульсации на выходе импульсного источника питания - это сглаженные фильтром импульсы коммутации. А то, что Вы называете пульсациями, это переходный процесс.

Амплитуда выбросов при переходном процессе определяется запасом устойчивости по фазе петли ООС. Чем больше запас, тем меньше амплитуда. И наоборот - всё, что увеличивает запаздывание фазы в петле, ухудшает переходный процесс. Вот "дополнительный" LC-фильтр в общем ситуацию ухудшает. Теоретически частотной коррекцией ООС можно получить апериодический переходный процесс, т.е. вообще без выбросов, но у TPS5430 цепи частотной коррекции находятся внутри микросхемы, поэтому возможности манёвра ограничены. Кроме того, это ограничивает выбор индуктивности и емкости фильтра, потому что он тоже входит в цепь ООС.

ПМСМ для таких микросхем с внутренними цепями частотной коррекции надо либо повторять один-в-один "типовые решения", либо хорошо их обсчитывать, благо данные они приводят.

Спасибо за развернутый ответ!

Я действительно неправильно выразился насчет пульсаций. Я имел ввиду именно переходной процесс.

Понял насчет TPS5430. Подскажите пожалуйста какую микросхему можно было бы использовать в моем случае и которую бы можно было более гибко настроить под себя чтобы уменьшить величину выбросов во время переходного процесса.

Решит ли проблему если я возьму импульсный преобразователь с более высокой частотой работы?

 

С уважением, Pasha!

[User1285 0]

Попробовал погонять в таком же режиме микросхему L4978.

Результаты в приложении.

У нее переходной процесс чисто ступенькой однако без сильных выбросов.

На первом фото в 1 клетке 1 вольт. На втором фото 0.1 вольт без постоянной составляющей.

При общем напряжении 4.2 вольта амплитуда ступенек получается 0.1-0.2 вольта.

Как можно еще уменьшить амплитуду ступенек или не стоит пытаться еще улучшить ситуацию?

Я понимаю что можно дальше еще поставить доплолнительные фильтры, просто подумал может можно подкорректировав обвязку самой микросхемы улучшить форму выходного напряжения.

Правда преобразователь допольно сильно "жужжит". Если уменьшить выходную емкость до 47мкФ то работает тише однако выбросы большие. Ставлю еще дополнительно 440 мкФ тантал , выбросы как на фото, однако громче работает.

В даташите на микросхему нарисовано как она должна реагировать на импульсную нагрузку....там есть всплески но нет ступеньки.

Отчего может быть ступенька?

Индуктивность правда у меня больше чем в даташите - 150мкГн.

Изменено 28 февраля, 2013 пользователем Pasha_a13

[wim 6]

какую микросхему можно было бы использовать

Тут опасно что-то советовать - ведь проблема не столько в микросхеме, сколько в умении её использовать. :rolleyes: Озвученная в соседней ветке амплитуда выброса 0,1 - 0,3 В - вполне умеренное требование для большинства ШИМ-контроллеров. У TPS5430 в даташите тоже вполне приличный переходный процесс.

Общие рекомендации примерно такие:

Для того чтобы выходное напряжение меньше зависело от нагрузки, нужно уменьшать выходной импеданс, т.е. увеличивать выходною емкость.

Выбор между voltage-mode и current-mode неоднозначен - у current-mode обратная связь пошустрее, но выходной импеданс больше, потому что это фактически управляемый источник тока. ПМСМ, лучше всего контроллер с управлением по напряжению (voltage-mode) и с функцией voltage-feedforward - у него передаточная функция не зависит от входного напряжения, как и в current-mode.

Если непременно нужен дополнительный фильтр, берите обратную связь с выхода первого фильтра, потому что иначе получится двузвенный фильтр и не факт, что контроллер сможет с таким работать.

Решит ли проблему если я возьму импульсный преобразователь с более высокой частотой работы?

Нет. При более высокой частоте коммутации можно поднять повыше частоту единичного усиления в петел ООС, т.е. уменьшить длительность переходного процесса, но само собой оно не сделается.

 

Отчего может быть ступенька?

Если на выходе есть фильтр, это может быть падение напряжения на сопротивлении обмотки дросселя.

преобразователь допольно сильно "жужжит".

Это он неустойчиво работает. Если выложите схему, можно будет его помоделировать.