[magnum16 0]

Делаю источник тока для линейки мощных светодиодов. По мотивам документации на NCP3066 сочинил схему повышающего преобразователя из 12 В в примерно 24 В (стабилизация по току 800 мА) с частотой преобразования 250 кГц. Собрал схему и получил большие пульсации тока на выходе. Различные изменения в схеме ничем не помогли, попытка намотать катушку самостоятельно тоже не увенчалась успехом. В итоге уменьшил частоту до 150 кГц, пульсации стали поменьше (размах 800 мА), но хотелось бы еще меньше. Решил, что дело в разводке. Собираюсь рисовать новую плату.

 

Укажите, пожалуйста, на основные ошибки в моей плате, и, возможно, в схеме.

 

Актуальная схема, не совсем актуальный рисунок платы, фото платы, вид тока на дросселе (1 А / дел), вид тока на выходе (400 мА / дел) прилагаются.

 

Спасибо за внимание.

il.BMP

iout.BMP

Изменено 24 июня, 2010 пользователем magnum16

[Microwatt 2]

Сам метод стабилизации, схема ошибочны.

Вы должны датчик мгновенного тока включить последовательно с силовым ключом. А обратную связь по напряжению, медленную, включить с датчика тока на выходе. Тогда через ключ ток будет в форме трапеции, а через светодиод - практически постоянный.

[=AK= 18]

Сам метод стабилизации, схема ошибочны.

Схема, действительно, ошибочная, но и ваше объяснение - тоже оставляет желать лучшего. :(

 

Правильная схема с внешним ключом приведена в даташите, фиг. 15.

 

[GetSmart 0]

Собрал схему и получил большие пульсации тока на выходе.

А где большие пульсации? Если речь о иголках, то это просто глюки осцилла, в реале их нет.

 

Правильная схема с внешним ключом приведена в даташите, фиг. 15.

Там buck, а у автора boost режим. На печатке для рис.15 прикол. Там мосфет не запаяли потому что он не влез. Трассировщик молодец :)

Boost на рис.22. Но там без внешнего транзистора. Микруха вроде на 1.5А, непонятно зачем ставить внешний мосфет.

 

magnum16, непосредственно с затвора ещё осциллограмма не помешала бы. Желательно даже на 250 КГц.

Если будете переделывать схему/плату, то рекомендую управление мосфетом сделать с бутстрепным кондёром, примерно как здесь

http://electronix.ru/forum/index.php?showt...st&p=699110

тем более, что выходные каскады у микросхем одинаковые. Затворный резистор R13 можно оставить.

Изменено 25 июня, 2010 пользователем GetSmart

[=AK= 18]

Там buck, а у автора boost режим.

Ага, это я невнимателен... :05:

 

А на схеме надо бы R4 уменьшить раз в 5-10, поскольку 1к для мощного ключа - это многовато, медленно будет выключаться.

[GetSmart 0]

А на схеме надо бы R4 уменьшить раз в 5-10, поскольку 1к для мощного ключа - это многовато, медленно будет выключаться.

Q2 его "уменьшит" в несколько десятков раз, а может и поболе. Но проблема в том, что мосфеты IRLR имеют порог в среднем 2.5 вольт и в этот момент ток разряда 2мА*h21э за минусом ёмкостных задержек, что может быть всего сотней мА. И этого будет мало, очень может быть что из-за этого на 250 КГц есть проблемы. Бутстрепный кондёр от всего этого избавит при этом же номинале резистора R4.

[=AK= 18]

Q2 его "уменьшит" в несколько десятков раз, а может и поболе.

Я не о MOSFET беспокоюсь, а встроенном в чип мощном биполярном ключе. Для него нужна более низкоомная нагрузка.

[GetSmart 0]

Где указано что нужна? Ток выключения ключа 10 мка макс. Кроме того, на том же рис.15 нагрузка этого ключа - резистор 1к.

 

На рис.15 почти что такая же схема что и у magnum16, только "перевёрнутая".

[=AK= 18]

Где указано что нужна?

Полутораамперный дарлингтон, нагруженный на 1к, при тактовой 150 кГц - это не есть хорошо. Совсем не очевидно, что он вообще будет успевать выключаться в каждом цикле. В результате преобразователь начнет "двоить", и т.п. Что, кстати, вполне может быть причиной чрезмерных пульсаций.

[GetSmart 0]

Совсем не очевидно, что он вообще будет успевать выключаться в каждом цикле.

Осциллограмма с пина SWE всё расставит на свои места. У меня прекрасно работал буст на MC34063 с бутстрепным кондёром с резистором 3к от 12 вольт на частоте 33 кгц.

 

Кстати, выше 150 частоту задавать ИМХО нет смысла. Я бы даже сделал ровно сотню. Пульсаций тока на осциллорамме я так и не увидел. Что автор имел ввиду - непонятно.

[magnum16 0]

Спасибо всем за ответы.

 

По порядку:

А где большие пульсации? Если речь о иголках, то это просто глюки осцилла, в реале их нет.

Да, речь об иголках. Дело в том, что я снимаю осциллограммы с землей-проволочкой прямо на конденсаторе С9, как советуют в разных статьях (например, http://www.powermanagementdesignline.com/howto/212201535 ) и мне кажется, что иголки должны быть значительно меньше. Как на осциллограммах в даташитах к импульсным преобразователям. К тому же, я читал в документации на различные микросхемы о том, что на амплитуду этих иголок влияет разводка. Например, в http://www.national.com/ds/LM/LM2576.pdf :

The voltage spikes are present because of the the fast switching action of the output switch, and the parasitic inductance of the output filter capacitor. To minimize these voltage spikes, special low inductance capacitors can be used, and their lead lengths must be kept short. Wiring inductance, stray capacitance, as well as the scope probe used to evaluate these transients, all contribute to the amplitude of these spikes.

Или я неправ?

 

Микруха вроде на 1.5А, непонятно зачем ставить внешний мосфет.

По рассчетам у меня получается: средний ток на дросселе Il(avg) = Iout*(ton/toff+1) = 0,8*2 = 1,6 A, пиковый - примерно 1,8 А. Насколько я понимаю, внутренний ключ не справится.

 

непосредственно с затвора ещё осциллограмма не помешала бы. Желательно даже на 250 КГц.

Прикрепил несколько осциллограмм.

 

Если будете переделывать схему/плату, то рекомендую управление мосфетом сделать с бутстрепным кондёром

Спасибо, почитаю про бутстреп.

 

Пульсаций тока на осциллорамме я так и не увидел. Что автор имел ввиду - непонятно.

Видимо, я ошибся в теминологии, я имею в виду иголки. Подробно написал выше.

 

Сейчас погонял еще раз схему на 250 кГц - работает практически так же, как и на 150. Раньше на 250 иголки были больше, странно.

Во вложении вид напряжения на затворе для частот 150 и 250 кГц, ток затвора для двух частот (43 мА / дел), ток на выходе на частоте 250 кГц (400 мА / дел).

u_drain_150.BMP

u_drain_250.BMP

i_drain_150.BMP

i_drain_250.BMP

i_out_250.BMP

Изменено 25 июня, 2010 пользователем magnum16

[GetSmart 0]

...

Или я неправ?

На иголки я бы не обращал внимания. Но я бы ещё зашунтировал керамикой 1-10 мкф чип 1210 хотя бы электролиты на выходе (без переделки платы). А от 0,1 мкф 0805 там вероятно никакой пользы.

 

Да, речь об иголках. Дело в том, что я снимаю осциллограммы с землей-проволочкой прямо на конденсаторе С9, как советуют в разных статьях

Вероятно ещё осцилл должен быть хороший. ИМХО в данном случае иголки идут от электромагнитного импульса, проще говоря по воздуху.

 

Судя по осциллу выключается мосфет достаточно быстро даже на 250. Если он при этом греется в пределах нормы, то можно не менять управление затвором.

[Enhancer_dna 0]

Добрый день!

Сделал аналогичную схему на ncp3066, схему взял из даташита, добавил драйвер нижнего плеча для полевика, КПД при Vin 12 В и выходе Vout = 27 В 0,7 А почти 92%.

Однако была куча проблем со стабилизацией самой шимки - импульсы двоились, коэффициент заполнения для первых 5-6 был максимальный, затем срабатывал датчик тока на выходе COMP и генерация прекращалась на пару тактов, пока ток через светодиоды не падал ниже порога, короче жуткая латентность.

Проблема решалась:

- убрать выходные конденсаторы

- или поставить конденсатор мимо датчика тока напрямую параллельно светодиодам, что не совсем верно

- или добавлением в обратную связь конденсатора номиналом 500-1000 пФ на схеме - С2, который позволял шимке вовремя срабатывать по ограничению тока, до старта нового цикла

В итоге остановился на третьем пункте, сейчас все работает как часы, коэффициент заполнения расчетный, КПД выше 90%, стабилизация тока при гуляющем входном напряжении тоже работает неплохо.

Если честно, очень сильно удивился, что готовое решение требует таких плясок с бубном, без осциллографа решить такую проблему почти нереально.

Собственно нужна помощь разобраться, почему у буста с контролем тока в каждом цикле такие проблемы со стабилизацией тока при наличии конденсатора на выходе, по логике когда диод открывается, то ток сначала заряжает конденсатор, т.к. в самом начале у него импенданс ниже нагрузки, а потом уже ток начинает распределятся и на нагрузку, таким образом, датчик тока фиксирует возрастание тока с опозданием. Но даже конденсатор емкостью 1 мкФ нарушал генерацию.

Заранее благодарен за помощь!

Изменено 30 апреля, 2016 пользователем Enhancer_dna

[Plain 220]

Потому что NCP3066 — никакой не ШИМ, а релейного типа (gated oscillator topology) преобразователь, созданный полвека назад — отсюда и все проблемы начинающих, что ведутся на якобы дешевизну, а получается каша из топора — тьма тьмущая лишних деталей, осциллограф, убитое попусту время, да ещё и работает всё равно хуже некуда.

[Enhancer_dna 0]

Результат, в принципе, не плохой с КПД 95%, разве не так?

Что посоветуете взять на вооружение, только то, что реально можно купить.

Та же uc3843 с операционником на входе обратной связи будет работать нормально?

Спасибо.

Изменено 30 апреля, 2016 пользователем Enhancer_dna