Buck(Step-Down) Converter - вопрос о понижающем преобр-теле

dedan

При разработке не развязанного частотного преобразователя(инвертора) далее ЧП, возникла необходимость в блоке питания +15 Вольт, мощностью порядка 9 Ватт..

Так как ЧП не развязанный, самым простым будет использовать понижающий преобразователь, так и рекомендует Application note к IGBT сборке AN-1044..

На 16-ой странице an-1044 приведен расчет R и С для настройки драйвера IR2153 на частоту 50 КГц, расчет минимальной индуктивности необходимой для преобразователя, и пикового тока через нее..

R и C можно оставить как есть.. но индуктивность и пиковый ток нужно пересчитать под мою мощность..

как я понял(по таблице 4 все с той же страницы 16 an-1044) минимальная индуктивность считается из минимальной мощности которую мы будем снимать с преобразователя, они задались мощьностью 4 Вт и при напряжении 15 В получили выходное сопротивление 56,5 Ом и из этого получили L = 537 мкГн..

в нашей схеме гарантировать, что меньше 4 Вт с преобразователя потребляться не будет - мы не можем( и тут возникает первый вопрос.. получается что если преобразователь работает в холостую или другими словами R нагрузки(в идеале) стремится к бесконечности, тогда числитель формулы расчета индуктивности, азначит и сама индуктивность, тоже начинает стремится к бесконечности(((?? ну хорошо отойдем от бесконечности зададимся минимальным током например 50 мА, тогда выходное сопротивление будет 300 Ом и минимальная индуктивность 2,85 мГн...

Расчитаем пиковый ток.. т.к. выходная мощность 9 Вт минимальное выходное сопротивление получается 25 Ом, тогда пиковый ток при индуктивности 2,85 мГн будет 0.629 Ампера...

по идее есть все что нужно для выбора индуктивности и силового ключа.. но тут возникает второй вопрос.. на 17-ой странице an-1044 показана как будет выглядеть конечная схема преобразователя.. по ней видно что для того чтобы на выходе не было больше "скольки то" вольт был использован Тл431.. он делает так, если на выходе преобразователя больше "скольки то" вольт Тл431 открывается и делает на выходе CT делитель напряжения 1/6 от внутреннего Vcc, а так как для закрытия верхнего ключа нужно чтобы на CТ было меньше 1/3 от Vcc, IR2153 закрывает верхний ключ... странно правда что "сколько то" вольт считается по формуле из даташит на Тл431 -> VOUT = (1+R6/R7) x VREF = (1+(15/2,7)) x 2,5 = 16,4 Вольт, а 16,4 это совсем не 15...

кроме того, получается у получившегося преобразователя совсем нету защиты от короткого замыкания по выходу и от превышения тока ключа "какого то" максимального значения(нет защиты ключа)...

третий вопрос заключается в том все ли я правильно понял?.. и может ли ктото посоветовать другой драйвер для понижающего преобразователя, который не будет сильно усложнять схему и позволит обеспечить большее число защит преобразователя.. один такой драйвер я знаю это семейство LinkSwitch-TN, но на ток 300 мА их очень сложно достать.. да и нужен нам ток больше 300 мА в два раза((

для понимания теории понижающих преобразователей пользовался двумя методиками..
http://www.kit-e.ru/articles/powersource/2007_4_106.php
http://www.radioradar.net/hand_book/doc ... /dcdc.html
может кому будет интересно..

Реклама

МитяРа

Мя-бы сделал "дежурку" с развязкой по питанию, но раз хочется на IR2153, то жди, появится Телекот и всё-всё про неё расскажет..

Реклама

dedan

Мя-бы сделал "дежурку" с развязкой по питанию...

проблема в том что этих изделий придется сделать скорее всего много штук, если делать Flyback то он получится дороже по себестоимости, и появляются проблемы с намоткой или покупкой трансформаторов...

dedan

Говорили мне товарищи не пиши длинные сообщения на форум, никто их не будет читать(((

Реклама

МитяРа

У нас по 215х только Телекот специализируется, попробуй ему в ЛС написать, сцылку на эту тему отправить..

Реклама

Телекот

1.Ну по расчету индуктивностей у нас старичок специализируется, я просто так погулять вышел. По сути дела это обычный чоппер, даже вроде прога у старичка была.
2. Защиту надо оставить на совести автора. И стабилизация решена очень плохо. Дело в том что TL431 имеет минимальный ток стабилизации около 1 мА, и этот ток зависит от напряжения на управляющем выводе, и этот ток потребляется от время задающий цепи 2153. То есть 431 не выходит в режим стабилизации, отсюда такие различия в опорном напряжении.
Можно переделать вот так, хотя тоже не лучший вариант, лучше сделать на транзисторе и стабилитроне.

3. В режим чоппера можно перевести любую микросхему обратноходового преобразователя, желательно без обмотки самопитания.

Реклама

dedan

Дело в том что TL431 имеет минимальный ток стабилизации около 1 мА, и этот ток зависит от напряжения на управляющем выводе, и этот ток потребляется от время задающий цепи 2153. То есть 431 не выходит в режим стабилизации, отсюда такие различия в опорном напряжении.

а точно не выходит? в случае когда ТЛ431 открывается, ток в него течет через два резистора 1 КОм и 5.1 КОм, значит ток (15/6100) = 2.46 мА.. да и тут же ТЛ431 как ключ работает.. открыт - закрыт..

В режим чоппера можно перевести любую микросхему обратноходового преобразователя, желательно без обмотки самопитания

если так, это было бы здорово=) а вы пробовали? можно например TinySwitch так включить?

Телекот

dedan писал(а): значит ток (15/6100) = 2.46 мА..

Откуда вы взяли 15в, напряжение на 3 ноге находится между 5 и 10 вольт, и падение напряжения на ТЛке 2.5в.
ТЛка практически всё время не может войти в рабочий режим.

По поводу TinySwitch .

Не проверял.
Я бы не советовал делать преобразователи с 300вольт на 15, при случайном пробое будет красивый фейерверк.
Сделайте стандартный обратноход.

dedan

Откуда вы взяли 15в, напряжение на 3 ноге находится между 5 и 10 вольт.
ТЛка практически всё время не может войти в рабочий режим.

тут же Тл431 работает как ключ.. когда напряжение на ножке REF будет больше 2,5 Вольт, ТЛ431 откроется и будет вести себя как открытый транзистор.. а 15 Вольт будет идти с RT микросхемы IR2153, и через делитель 1/5.1 от 15 вольт на ножке CT будет 2,9 Вольт, что подобрано специально ниже 5 Вольт чтобы IR2153 подождал и не работал - будет как бы открыт нижний ключ которого в схеме нет.. вся эта схема с ТЛ431, как я понимаю, вообще не штатный режим для IR2153.. если я во всем правильно разобрался(((

Телекот

Нет не как ключ. ТЛка ответвляет часть тока заряда конденсатора, в результате конденсатор заряжается медление, а разрежется быстрее. Скважность импульсов уменьшается, ключевой транзистор открыт меньше времени. Обычный ШИМ.

dedan

Объясни пожалуйста поподробнее=)

как я понимаю RT это выход внутреннего RS тригера, а CT это просто вход компараторов.. тогда получается когда состояние RT меняется с 15 на 0 Вольт тогда благодаря ТЛ431 конденсатор действительно быстрее разрядится с 10 до 5 Вольт, потом RT сменится с 0 на 15 Вольт, и тут конденсатор действительно должен был бы дОльше заряжаться до 10 вольт, но этому препятствует делитель, который четко определяет напряжение на конденсаторе как 2,9 Вольт... а значит конденсатор будет разряжаться дальше до 2,9 Вольт, а RT не поменяет своего значения, верхний ключ так и останется закрыт.. это тоже в принципе ШИМ но очень убогий((

Телекот

Цепь обратной связи, включает в себя дроссель выходной конденсатор, ТЛку.
И эта самая ОС не будет работать на частоте преобразования, она сглаживает импульсы.
Даже конденсатор стоит С8

И если на выходе напряжение возросло, то возрос и ток ТЛки, поменялась скважность импульсов.

dedan

не укладывается в голове((( а как тогда задается диапазон скважности? от скольки до скольки?

Телекот

Скважность практически от 2 и до 30-50, при открытой ТЛ.

dedan

=( по методике расчета все с той же 16 страницы an-1044, скважность должна меняться от 3,75% до 45% от периода.. и зависеть она должна не от выходного напряжения, а от входного.. =((

Телекот

Скважность не измеряется в процентах.
Сква́жность (в физике, электронике) — один из классификационных признаков импульсных систем, определяющий отношение его периода следования (повторения) к длительности импульса.
В процентах измеряют обратную величину.
Величина, обратная скважности и часто используемая в англоязычной литературе, называется коэффициентом заполнения (англ. Duty cycle).
Управляет скважностью как раз выходное напряжение, ТЛка устанавливает скважность чтоб выходное напряжение было в норме.
Соответственно скважность зависит от входного напряжение и еще от потребляемого тока.
При увеличении тока выходное напряжение уменьшается, а ТЛка стремится его вернуть уменьшая свой ток, тем самым уменьшая скважность или повышая коэффициент заполнения.
Вы неудачный документ выбрали для изучения, там много ошибок и неудачных схемных решений.

dedan

документ и правда не очень.. но он содержит рекомендации IR для своего интеллектуального модуля IRAMS10UP60 который мы хотим использовать.. и если схема питания будет рабочей она бы нам очень подошла, из-за своей стоимости и простоты=((

спасибо за помощь!

dedaborja

Так, вот же...

Трансформатор по Старичку из имеющихся. Стабилизация параметрическая, если надо, то меняете стабилитрон в обратной связи на, скажем, 18V и на выход КРЕН соответствующий. Для отвода тепла на выводы Drain припаять пластинку 1,5 кв. см.
D3 Fast предпочтительней. Top Switch тоже должен пойти, но я не пробовал.
P.S. Конденсатор С1 надо повернуть, извините. У меня керамика стоит.