Автомобильный преобразователь 12V- 19V 4.74A

[Starichok51]

Aenigma, ни причем тут падение на транзисторах.
удвоитель в принципе не в состоянии удвоить ровно в 2 раза напряжение.
второй конденсатор заряжается от первого конденсатора. при равной емкости второй конденсатор зарядится до половины напряжения на первом конденсаторе. то есть такой удвоитель увеличивает всего в 1,5 раза. поэтому из 12 Вольт получается 18 Вольт.

[Aenigma]

Речь не просто о потерях напряжения на диодах или ЭПС конденсаторов. Величина этих потерь - управляемая. Т.е. удвоитель ещё и стабилизирует выходное напряжение (за счёт приостановки генератора). Скажем, если на входе было 14 В, то пропажу целых 10 В уже не получится объяснить только неидеальностью элементов.

Моя схема, на которую я ссылался, по такому же принципу работает (только у меня ШИМ вместо "стоп-старта"), и она выдаёт стабильные 19 В при изменениях входного напряжения от 11 до 15 В, при этом меняется только скважность импульсов и падение напряжения на открытом транзисторе инвертора. А поскольку на транзисторе одновременно и ток, и напряжение, то это самый настоящий линейный режим. Хотя он и чередуется с отсечками.

[Телекот]

такой удвоитель увеличивает всего в 1,5 раза. поэтому из 12 Вольт получается 18 Вольт

Это в первом такте. А в втором такте первый конденсатор опять заряжен до 12в, а второй до половины питания уже заряжен. В итоге второй конденсатор зарядится до 70%. И так далее до удвоенного значения минус потери на транзисторах. Конечно если ёмкость конденсаторов сильно уменьшить то будет работать и ваш сценарий, првда пульсации на выходе будут 50%.

[Borodach]

А поскольку на транзисторе одновременно и ток, и напряжение, то это самый настоящий линейный режим. Хотя он и чередуется с отсечками.

А не смущает то, что транзисторы работают исключительно в ключевом режиме ... ?

[Starichok51]

Телекот, могу согласиться, что будет более 1,5. но твой сценарий работает с не нагруженным удвоителем.

[Aenigma]

А не смущает то, что транзисторы работают исключительно в ключевом режиме ... ?

Во-первых, вы упорно игнорируете закон сложения напряжений в последовательной цепи. А во-вторых, у Вас неверные исходные данные. Заваленные фронты на затворах, кроме мёртвого времени, обеспечивают достаточно медленное нарастание тока через канал. Этот ток служит зарядным током для конденсаторов удвоителя. Если бы транзистор сразу полностью открывался, то ток через него довольно быстро убил бы диоды и конденсаторы удвоителя. А так получается довольно кривой принцип: пока ток через канал невелик, избыток напряжения падает на нём. Когда этот ток становится достаточно большим, он создаёт падение на ЭПС конденсатора, выходное напряжение в импульсе достигает порогового, и поступает сигнал сброса на таймер - импульс завершается. Т.е. тут получается даже не "стоп-старт", а извращённый ШИМ. А вы всё-таки подумайте: избыток напряжения в 10 В должен где-то падать, и для этого есть только три места: диоды удвоителя, ЭПС конденсаторов и сопротивление каналов. Вопрос только в том, как между ними распределяется напряжение...

Чтобы Вам было проще представить режим работы транзисторов, попробуйте проанализировать мою схему с таким же принципом: там используются низкоимпедансные конденсаторы и диоды Шоттки, поэтому напряжению больше ничего не остаётся, как падать на транзисторах. К счастью, биполярные транзисторы удобнее использовать в линейном режиме...

[Телекот]

но твой сценарий работает с не нагруженным удвоителем.

Согласен что он несколько идеализирован, но я думаю что коэффициент около 1.8-1,9 на нагруженном. Ещё зависит от качества конденсаторов.

[ALEXLAB]

... и диоды Шоттки

которые тоже греются - мама не горюй (несмотря на барьер Шоттки). У меня по ходу испытаний преобразователя на 555 таймере, возникало желание заменить диод синхронным выпрямителем, правда сделать это просто не получится. Может быть у Вас есть или возникали мысли по этому поводу?

[Starichok51]

а все-таки, Aenigma прав.
напряжение на конденсаторе не может измениться мгновенно. и пока конденсатор заряжается, ключ находится в линейном режиме.
только после окончания заряда конденсатора напряжение на ключе становится близко к нулю, но тока через ключ уже нет, так как конденсатор уже зарядился.

[gyrator]

Никогда не встанут на колени, даже если заберут их в плен, добрые и смелые тюлени, потому что нет у них колен.

[Телекот]

возникало желание заменить диод синхронным выпрямителем, правда сделать это просто не получится.

Почему не получится, надо просто обеспечить поочерёдное открывание транзисторов.
К примеру так.

[ALEXLAB]

Во-первых - я не говорил - не получится, я говорил просто не получится. Во-вторых эта реплика касалась схемы на 555-м таймере. В "ирке" , понятное дело, уже решен вопрос с "мертвым" временем. Кстати, откуда схема? Ни номиналов, ни типов. Не могли бы Вы дать ссылку, более полный источник?

[Aenigma]

ALEXLAB, кстати, я не увидел, какие Шоттки используются в Вашем варианте схемы. Может быть достаточно применить низковольтный Шоттки на 20...25 В (например, 2Д2998Б или аналогичный в пластиковом корпусе)? Мощность на нём при полной нагрузке будет 2-3 Вт. Я бы не стал переживать из-за таких потерь... Есть и продвинутые диоды Шоттки, выполненные по канавочной технологии, со сверхнизким прямым падением напряжения (например, 80CNT020).
С другой стороны, если уж усложнять схему, то нужно и драйвер транзистора добавить - будет приблизительно такой же прирост эффективности, как от замены диода на синхронный выпрямитель.

[Телекот]

Вы дать ссылку, более полный источник?

Схема нарисована за 3 минуты, номиналы просто не охота было считать. Это просто идея, как это можно осуществить простыми методами.

[Borodach]

а все-таки, Aenigma прав.
напряжение на конденсаторе не может измениться мгновенно. и пока конденсатор заряжается, ключ находится в линейном режиме.
только после окончания заряда конденсатора напряжение на ключе становится близко к нулю, но тока через ключ уже нет, так как конденсатор уже зарядился.

Это называется "переходным процессом" и он, в той или иной степени, присущ любому импульсному преобразователю ...

[Starichok51]

в данном случае этот "переходный процесс" является основным процессом заряда конденсатора. после окончания заряда конденсатора других процессов уже не происходит, вплоть до следующего такта.

[Borodach]

Это естественно ...

[Aenigma]

Это называется "переходным процессом" и он, в той или иной степени, присущ любому импульсному преобразователю

Особенность этой схемы как раз и заключается в том, что удвоитель всё время пребывает в режиме управляемого переходного процесса, потому что конденсаторы не должны полностью заряжаться. Это позволяет поддерживать на выходе стабильное напряжение, которое может быть существенно меньше удвоенного входного. И поэтому в этой и подобных схемах рабочим режимом ключевых элементов является линейный режим.

[ALEXLAB]

кстати, я не увидел, какие Шоттки используются в Вашем варианте схемы.

М-да, мое упущение - забыл указать в схеме. Это S20C40C из компового БП. А за наводку на продвинутые шоттки спасибо, до этого не встречался с такими. Правда и достать их (учитывая дату датащита) пока будет сложно.

[Aenigma]

ALEXLAB, да, S20C40C обладают довольно малым падением напряжения. Правда, его можно ещё уменьшить, если применить Шоттки на больший ток, напрмер 42CTQ030.