Flood 13 12 августа, 2023 Опубликовано 12 августа, 2023 · Жалоба Всем доброго здоровья! Есть несколько вопросов по максимально эффективной реализации неизолированного преобразователя DC-DC 20V 5A (ноутбучное питание) -> 12V 5A (не менее 5A постоянно, 8A максимум). Самый главный - какую предельную эффективность преобразования можно получить? Возможно ли получить, скажем, 98%? Какие схемы преобразования можно рассмотреть, и где возникают основные потери? Главная проблема даже не в самих потерях, а в нагреве - при 100Вт передаваемой мощности даже при оптимистических 95% это 5Вт тепловыделения. Интересно, можно ли достичь хотя бы 2Вт, а также максимально растащить тепловыделение из одной точки (в случае полностью интегрированного преобразователя) в несколько (контроллер + транзисторы + катушка). Можно ли достичь повышения эффективности путем использования двухфазного преобразователя, работающего на меньшем токе и меньшей частоте? Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
borodach 16 12 августа, 2023 Опубликовано 12 августа, 2023 · Жалоба Если вы - джедай 80лвл, то 98% можно. Но если вы интересуетесь, где возникают потери, то можете рассчитывать на 90%. Потому что всё что выше - это "вылизывание" схемы, новички этим не занимаются и обычно довольствуются половинным результатом (заработало - круто) Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
HardEgor 83 12 августа, 2023 Опубликовано 12 августа, 2023 · Жалоба 48 минут назад, Flood сказал: Интересно, можно ли достичь хотя бы 2Вт, а также максимально растащить тепловыделение из одной точки (в случае полностью интегрированного преобразователя) в несколько (контроллер + транзисторы + катушка). Можно ли достичь повышения эффективности путем использования двухфазного преобразователя, работающего на меньшем токе и меньшей частоте? Так вам наверное проще большой радиатор приделать, что бы тепло эффективнее рассеивалось. Ну и основная проблема - высокий КПД будет только при определенной потребляемой мощности. Посмотрите на графики преобразователей в даташитах Linear/Analog Devices/TI Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
Plain 220 12 августа, 2023 Опубликовано 12 августа, 2023 · Жалоба 1 час назад, Flood сказал: где возникают основные потери? Частота, транзисторы и дроссель — соответственно, частоту поменьше, дроссель покрупнее. Ну и, как уже сказали выше, для КПД нужна ЧИМ, т.е. на холостом ходу частота должна быть ноль. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
byRAM 24 12 августа, 2023 Опубликовано 12 августа, 2023 · Жалоба Если Вы сможете на изолированном DC/DC получить КПД=98%, то Вам надо Нобелевскую премию вручить Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
eddddy 30 12 августа, 2023 Опубликовано 12 августа, 2023 · Жалоба 45 минут назад, byRAM сказал: Если Вы сможете на изолированном DC/DC получить КПД=98%, то Вам надо Нобелевскую премию вручить Не то, что бы легко и просто, но достижимо вполне. За выплатой денежной части премии к Вам записываться? Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
byRAM 24 12 августа, 2023 Опубликовано 12 августа, 2023 · Жалоба 13 минут назад, eddddy сказал: Не то, что бы легко и просто, но достижимо вполне. За выплатой денежной части премии к Вам записываться? За премией в Осло езжайте. 98% во всём диапазоне выходных токов планируете получить? Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
Flood 13 12 августа, 2023 Опубликовано 12 августа, 2023 · Жалоба 1 hour ago, byRAM said: Если Вы сможете на изолированном DC/DC получить КПД=98%, то Вам надо Нобелевскую премию вручить Неизолированный, специально это указал, чтобы не уводить обсуждение в сторону 2 hours ago, borodach said: Если вы - джедай 80лвл, то 98% можно. Но если вы интересуетесь, где возникают потери, то можете рассчитывать на 90%. Потому что всё что выше - это "вылизывание" схемы, новички этим не занимаются и обычно довольствуются половинным результатом (заработало - круто) Ну это ок, но в какую сторону смотреть, кроме командировки на Татуин? Мб подскажите аппнот или пример, где джедаи получили 98% в сравнимых условиях и даже что-то написали насчёт того, как им это удалось? На всякий случай уточню ещё раз, что источник не изолированный. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
byRAM 24 12 августа, 2023 Опубликовано 12 августа, 2023 · Жалоба 10 минут назад, Flood сказал: Неизолированный, специально это указал, чтобы не уводить обсуждение в сторону Тогда извиняюсь, был невнимателен, когда читал с телефона. Посмотрите четырёхфазники у Linear Technology. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
Flood 13 12 августа, 2023 Опубликовано 12 августа, 2023 · Жалоба 2 hours ago, Plain said: Частота, транзисторы и дроссель — соответственно, частоту поменьше, дроссель покрупнее. Ну и, как уже сказали выше, для КПД нужна ЧИМ, т.е. на холостом ходу частота должна быть ноль. Тк задача - не высокий КПД на всем диапазоне мощностей, а приемлемый уровень тепловыделения на средней и высокой мощности, то частота 0 скорее не актуальна. Частотой и дросселем при использовании обычных высокоинтегрированных конвертеров (со встроенными силовыми транзисторами) выше 95% не видел графиков, но всегда это устраивало. Сейчас же прошу подсказки, куда посмотреть для поиска намного большей эффективности (на средней и высокой мощности). В частности, стоит ли копать в сторону двухфазности, даст ли это возможность работать на очень низкой частоте и тем самым поднять КПД, или увеличение числа переключающих элементов съест эффект от снижения частоты? 1 hour ago, byRAM said: Если Вы сможете на изолированном DC/DC получить КПД=98%, то Вам надо Нобелевскую премию вручить https://www.eenewseurope.com/en/gan-dc-dc-converters-reach-98-efficiency/ Но это не мой случай, совсем другие мощности и напряжения Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
borodach 16 12 августа, 2023 Опубликовано 12 августа, 2023 · Жалоба Ну давайте так. Маститые именитые инженеры из всяких там Инфинеонов, Вольфспидов и прочих делают преобразовательные модули на 98-99%. Апноутов полно - пальцев перечислять не хватит. Условия несравнимые (там высоковольтка), но если дело принципа, то сферический DC/DC в вакууме с таким КПД - вот, вполне реален. Но в любом случае, достижение высокого КПД - это тонкий баланс в списке потерь. Где-то надо что-то чуть-чуть ухудшить, чтобы в другом месте существенно выиграть. В вашем случае, к потерям, что указал Plain, добавятся ещё потери в монтаже - дорожки печатной платы тоже рассеивают, при большом токе. А полный список потерь очень длинный. Подводящие-отводящие провода. Демпферы-снабберы. Входные и выходные конденсаторы. Печатный монтаж и токовые шины. Сами контроллеры, узлы их запуска и питания. Последнее - это мелочь, но UC3842 потребляет 15мА. При питании 15В это будет 0,2Вт. Если используете тугие ключи - к этим потерям добавятся потери на управление затвором. А у вас маломощный источник, и вот вам ухудшение КПД на полпроцента. Да там полпроцента. Да вот ещё там и там. С миру по нитке - голому рубашка. Хороший КПД можно достичь на любой топологии. Важно то, как вы отнесётесь к этому вылизыванию. Ну и про разумные пределы, объективные, не забываем. Надо ли это всё, или достаточно просто размазать тепло по плате и прилепить радиатор. On 8/12/2023 at 3:43 PM, Flood said: Можно ли достичь повышения эффективности путем использования двухфазного преобразователя, работающего на меньшем токе Да, это работает. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
Plain 220 12 августа, 2023 Опубликовано 12 августа, 2023 · Жалоба 26 минут назад, Flood сказал: прошу подсказки, куда посмотреть Вроде уже подсказали — любой однофазный контроллер, работающий на 100 кГц, к нему помощнее синхронный драйвер затвора, поскольку транзисторы порядка 1 мОм тугие, и дроссель примерно как PQ2617BHA-220K. Из готового — SiC476 на 100 кГц вполне может дать 98%. 1 Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
eddddy 30 12 августа, 2023 Опубликовано 12 августа, 2023 · Жалоба 2 часа назад, byRAM сказал: За премией в Осло езжайте. 98% во всём диапазоне выходных токов планируете получить? Нет нет, этого в Ваших условиях не было. Изолированный, кпд 0,98. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
Flood 13 12 августа, 2023 Опубликовано 12 августа, 2023 · Жалоба 1 hour ago, Plain said: Вроде уже подсказали — любой однофазный контроллер, работающий на 100 кГц, к нему помощнее синхронный драйвер затвора, поскольку транзисторы порядка 1 мОм тугие, и дроссель примерно как PQ2617BHA-220K. Из готового — SiC476 на 100 кГц вполне может дать 98%. Отлично, спасибо за конкретику! Тугие - это про большую емкость (заряд) затвора? На эти SIC4xx действительно засматривался, но не очень хорошо они у нас покупаются. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться
Plain 220 13 августа, 2023 Опубликовано 13 августа, 2023 · Жалоба 12 часов назад, Flood сказал: не очень хорошо они у нас покупаются Из доступного, несложно и на пресловутой UC3842 сделать, вопрос целесообразности. 12 часов назад, Flood сказал: это про большую емкость (заряд) затвора? Да, и типовая проблема с монолитными преобразователями, что они заточены под малый Кзап, а потому транзисторы там разные — верхний хилый, но быстрый, нижний сильный, но тугой, а здесь наоборот, Кзап=60%, верхний работает дольше нижнего, поэтому драйвер верхнего должен быть мощным, чтобы минимизировать динамические потери, а в типовых контроллерах, например NCP1034, драйверы 2 А. Цитата Поделиться сообщением Ссылка на сообщение Поделиться на другие сайты Поделиться