[wim 6]

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.

Не имею возражений - сформулируйте правильно задачу и мы ее немедленно огрубим.

Пульсации - амлитуда или размах (уже в эн-плюс-первый раз спрашиваю).

Ток - среднее, действующее или максимальное значение.

Чтобы правильно задать вопрос, нужно знать большую часть ответа.

 

[Dmil 0]

Максимальный ток ключа 1А.

Соответственно при 100% входной ток меняется от 0 до 1А за период.

По какой формуле рассчитывать связанные индуктивности? По формуле от TI, LT, Maxim?

 

А еще лучше приведите расчет, сделанный по их руководствам для одного и того же конвертора и одного и того же режима.

Изменено 17 апреля, 2018 пользователем VDV

[wim 6]

Максимальный ток ключа 1А.

Соответственно при 100% входной ток меняется от 0 до 1А за период.

По какой формуле рассчитывать связанные индуктивности? По формуле от TI, LT, Maxim?

 

А еще лучше приведите расчет, сделанный по их руководствам для одного и того же конвертора и одного и того же режима.

Я не считаю по формулам из даташитов, написанных индо-китайскими студентами. Я считаю по формулам из курса общей физики.

В Вашем примере:

Максимальный ток ключа (размах от 0 макс. значения) dIsw=dIL1+dIL2

Для связанных индуктивностей (одинакового номинала, намотанных в два провода) эквивалентная величина каждой из них удваивается, т.е. L1экв = 2*L1=2*L, L2экв = 2*L2=2*L.

L - номинальная величина индуктивности одной обмотки связанных индуктивностей.

dIL1=VIN*DC/(L1экв*F), dIL2=VIN*DC/(L2экв*F) --> dIL1 = dIL2 = dIL1=VIN*DC/(2*L*F).

dIsw=VIN*DC/(L*F) --> Lгр. = VIN*DC/(dIsw*F) (граничное значение непрерывных и разрывных токов)

 

[Dmil 0]

Спасибо!

Т.е. получаем итоговую формулу для несвязанных индуктивностей:

Lгр. = VIN*DC/(0.5 * K * Iin * F)

 

и для связанных индкуктивностей:

Lгр. = VIN*DC/(K * Iin * F)

 

Где Iin это входной ток по балансу мощностей, а K определяет желаемые пульсации входного тока, правильно?

И эти формулы совпадают с формулами от LT, так?

 

Тогда интересно, что расчёт от TI дает в 2 раза меньшее значение дросселя (см их AppNote) и при этом у них в доке на эту м/с в схеме дроссель еще в 2 раза меньше!

 

Вы проверяли результат такого расчета на живой плате замером?

И можно немножко просветить насчёт граничного значения непрерывных и разрывных токов?

Изменено 17 апреля, 2018 пользователем VDV

[wim 6]

Т.е. получаем итоговую формулу для несвязанных индуктивностей:

Lгр. = VIN*DC/(0.5 * K * Iin * F)

 

и для связанных индкуктивностей:

Lгр. = VIN*DC/(K * Iin * F)

 

Где Iin это входной ток по балансу мощностей, а K определяет желаемые пульсации входного тока, правильно?

Да

расчёт от TI дает в 2 раза меньшее значение дросселя (см их AppNote) и при этом у них в доке на эту м/с в схеме дроссель еще в 2 раза меньше!

Это может быть ошибка (в апнотах TI ошибки встречаются). Или магические числа - я мельком глянул их апнот - у них в некоторых формулах уже какие-то проценты пульсаций вписаны. Через несколько преобразований формул эти проценты могут превратиться в магическое число. По-хорошему, нужно все их формулы проверять с карандашиком - зачем?

И можно немножко просветить насчёт граничного значения непрерывных и разрывных токов?

В режиме непрерывных токов дросселя в каждом цикле коммутации ток начинается с ненулевого значения и этим же значением заканчивается. В режиме разрывных токов в каждом цикле коммутации есть интервал времени, когда ток дросселя равен нулю. SEPIC чаще всего делают в режиме непрерывных токов, но и в режиме разрывных он тоже может работать.

 

Вы проверяли результат такого расчета на живой плате замером?

Проверял конечно - на датчике тока (резисторе) в цепи силового транзистора. Да Вы и сами можете проверить в симуляторе - смОтрите наклон (скорость изменения тока) сначала с дискретными индуктивностями, а потом со связанными. В симуляторах нет никакого заговора против разработчиков - это просто решатель системы дифуравнений.

Изменено 17 апреля, 2018 пользователем wim

[Dmil 0]

Тогда у меня есть еще несколько сопутствующих вопросов, можно?

 

- Если есть возможность, не могли бы Вы показать осциллограмму тока с работающего конвертера, указав его режим? Уж очень хочется убедиться и не на симуляторе.

 

- в доке LT также указано, что если DC > 0.5, то Lmin считается по формуле

Vin * (2 * DC - 1) / (Fosc * 0.56 * Iin * (1 - DC))

Почему так?

 

- Правильно ли понял, что в DCM максимальный ток в катушке всегда равен максимальному току ключа?

 

- Каков максимальный ток диода при DCM?

 

- Формула для расчета несвязанной индуктивности также подходит для Boost конвертера, так?

 

- Верно ли, что граничным условием CCM-DCM для Boost можно принять:

DCmax = 1 - OffTime * Fosc, OffTime - время выключения ключа.

если (Vout - Vin) / Vout > DCmax), то это DCM ?

 

- Верен ли такой расчёт для Boost в DCM ?:

Lmax = ((Vout - Vin) * vin) / (2. * Iswitch * Vout * Fosc)

Lmin = 0.7 * Lmax

Lmiddle = 0.85 * Lmax

 

Iswitch - максимальный ток ключа

 

И при этом получаем:

DC = Iswitch * L * Fosc / Vin

Iout.max = efficiency * Vin * Vin * DC * DC / (Fosc * 2 * L * (Vout - Vin))

Lcurrent.max = sqrt( 2 * Iout.max * (Vout - Vin) / (L * Fosc) )

Изменено 17 апреля, 2018 пользователем VDV

[mcheb 0]

Для связанных индуктивностей (одинакового номинала, намотанных в два провода) эквивалентная величина каждой из них удваивается, т.е. L1экв = 2*L1=2*L, L2экв = 2*L2=2*L.

А для лицендрата, во сколько раз?

[Dmil 0]

А вот и ответ от Maxim Semiconductor:

 

Instructors' values will be halved when they are coupled. The 2 in the denominator of Eq 30 you are referring is actually the part of Inductors (uncoupled) expression itself and for a coupled inductor you have to divide Eq 30 by 2.

 

Т.е. по их мнению для несвязанных индуктивностей в знаменателе не 0.5, а 2 при расчете относительно входного тока.

При расчете относительно тока ключа это будет видимо 1 вместо 0.5.

 

Изменено 17 апреля, 2018 пользователем VDV

[Егоров 0]

А для лицендрата, во сколько раз?

Литцендрат - способ уменьшить сопротивление провода на высоких частотах. На зазор в магнитопроводе, индуктивность и количество потребных витков никак не влияет.

[wim 6]

показать осциллограмму тока с работающего конвертера

к сожалению не могу, т.к. нет уже этих конвертеров в наличии.

- в доке LT также указано, что если DC > 0.5, то Lmin считается по формуле

Vin * (2 * DC - 1) / (Fosc * 0.56 * Iin * (1 - DC))

Почему так?

В какой именно доке? Надо читать весть текст, иначе непонятно.

 

- Правильно ли понял, что в DCM максимальный ток в катушке всегда равен максимальному току ключа?

 

- Каков максимальный ток диода при DCM?

Если мы про SEPIC говорим, то максимальный ток ключа всегда равен сумме максимальных токов катушек, в любом режиме.

Про ток диода при DCM не могу ничего сказать, т.к. не использовал SEPIC в таком режиме (т.е. в рабочем режиме с нагрузкой). Там могут быть нюансы - один дроссель в режиме CCM, другой в режиме DCM. Непонятно, как в таких случаях считать преобразователь.

 

- Верно ли, что граничным условием CCM-DCM для Boost можно принять:

DCmax = 1 - OffTime * Fosc, OffTime - время выключения ключа.

если (Vout - Vin) / Vout > DCmax), то это DCM ?

Не совсем понятно, какую пользу Вы хотите получить от этой формулы, но в терминах коэффициента заполнения режим DCM начинается при Don+Doff < 1.

Более практичо рассчитывать границу режимов по индуктивности - если амлитуда пульсаций меньше среднего значения, это CCM, если больше - DCM.

 

- Верен ли такой расчёт для Boost в DCM ?:

Lmax = ((Vout - Vin) * vin) / (2. * Iswitch * Vout * Fosc)

Нет - регулировочная характеристика в DCM сильно отличается от CCM:

https://www.ti.com/lit/an/slva061/slva061.pdf

 

 

 

[Plain 168]

выход +12 0.2А

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

10 В · (12 В + 0,5 В) / ((10 В + 12 В) · 1 МГц · 1 А) = 5,7 мкГн

[Dmil 0]

В какой именно доке? Надо читать весть текст, иначе непонятно.

Речь идёт об избегании субгармоник. LT8582, стр. 24

 

Не совсем понятно, какую пользу Вы хотите получить от этой формулы, но в терминах коэффициента заполнения режим DCM начинается при Don+Doff < 1.

Видимо, наборот? режим CCM начинается при Don+Doff < 1. ? а если >= 1 это DCM?

Время открытия-закрытия ключа тут как-то влияют на оценку?

Задача в реальности такая: при расчёте Boost конвертера фантомного питания (+48V) понять для какого режима, CCM или DCM, надо считать.

 

А дальше с CCM вроде бы понятно, а вот с DCM не очень

Вышеприведённые формулы проверил на одной из схем в документации где точно известно, что это DCM, примерно совпало.

 

За ссылку спасибо, буду читать.

 

[wim 6]

Речь идёт об избегании субгармоник. LT8582, стр. 24

Да, есть такое:

https://www.ti.com/lit/an/slua110/slua110.pdf

Поскольку дополнительный пилообразный сигнал формируется внутри контроллера (т.е. изменить наклон "пилы" нельзя), накладывается дополнительное ограничение на индуктивность.

 

Видимо, наборот? режим CCM начинается при Don+Doff < 1. ? а если >= 1 это DCM?

Где Вы всего этого начитались - на радиолюбительских форумах? Don = Ton/Ts, Doff = Toff/Ts. Сумма Ton и Toff не может быть больше периода Ts.

Ton + Toff = Ts --> CCM. Ton +Toff < Ts --> DCM

 

 

Время открытия-закрытия ключа тут как-то влияют на оценку?

Во всех расчетах предполагается нулевая длительность фронтов импульсов. Если же они сопоставимы с длительностью импульса или длительностью паузы (наименьшей величиной из них), преобразователь может работать неустойчиво.

 

 

Задача в реальности такая: при расчёте Boost конвертера фантомного питания (+48V) понять для какого режима, CCM или DCM, надо считать.

Я вот так рисую график границы CCM-DCM для boost:

boost_CCM_DCM.txt

[Егоров 0]

А с чего это вас на 1 МГц потянуло? Нужно обязательно иметь низкий КПД и дополнительные хлопоты по аккуратной разводке?

[Dmil 0]

Поскольку дополнительный пилообразный сигнал формируется внутри контроллера (т.е. изменить наклон "пилы" нельзя), накладывается дополнительное ограничение на индуктивность.

меня больше практическое применение интересует, цифра в знаменателе 0.56 откуда взялась и насколько она критична?

 

Где Вы всего этого начитались - на радиолюбительских форумах? Don = Ton/Ts, Doff = Toff/Ts. Сумма Ton и Toff не может быть больше периода Ts.

Ton + Toff = Ts --> CCM. Ton +Toff < Ts --> DCM

Видимо, неправильно понимаю смысл сокращений. Расшифруйте, пожалуйста.

 

Во всех расчетах предполагается нулевая длительность фронтов импульсов. Если же они сопоставимы с длительностью импульса или длительностью паузы (наименьшей величиной из них), преобразователь может работать неустойчиво.

Возьмем LT8330. Рабочая частота 2МГц, Задержка ключа ок 100 нс. Они сопоставимы или нет?

 

Я вот так рисую график границы CCM-DCM для boost:

Кривые вижу, но как баран на них смотрю.

 

Исходя из вышенаписанного, получается, возникает еще вопрос, как в SEPIC не попасть в DCM режим.

Документ от TI пока не осилил.