Паразитные колебания в DC-DC-преобразователе

Hello, Evgeny Kalinin !

Прсто пушпул на входе и выходе. Я бы наверное по топологии boost'а делал, но не важно.

Плохой трансформатор получился, я думаю. Вот и звенит. Hадо уменьшать индуктивность рассеяния и обвешивать схему снабберами.

С уважением, Дима Орлов.

Fri Feb 04 2005 12:05, Dima Orlov wrote to Evgeny Kalinin:

DO> Прсто пушпул на входе и выходе. Я бы наверное по топологии boost'а делал, DO> но не важно.

Буст проще. Умощнил MC34063 подходящим транзистором (на 5 ампер выходного тока

- видимо, уже MOSFET) - и все. Деталей мало, моточный элемент один, и то дроссель, схема простая. Впрочем, основная проблема автоэлектроники, о которой забывают - не сама сзхема, а защита ее от весьма мощных и высоковольтных выбросов, имеющихся в автомобильной сети.

DO> Плохой трансформатор получился, я думаю. Вот и звенит. Hадо уменьшать DO> индуктивность рассеяния и обвешивать схему снабберами.

Угу. Что-то я не помню схем примерно этого класса, где выпрямители не были бы снаберами обвешаны.

Aleksei Pogorily 2:5020/1504

Hello, Aleksei Pogorily !

Hа 100Вт я бы critical mode boost делал с КПД ~97%

Проблем тут особых нет, особенно если про эти помехи не забывать...

Аналогично.

С уважением, Дима Орлов.

Fri Feb 04 2005 20:32, Dima Orlov wrote to Aleksei Pogorily:

DO> Hа 100Вт я бы critical mode boost делал с КПД ~97%

Hа MC34262? Логично. Управлять мосфетом удобно. Критический режим обеспечивает. А на вход умножителя константу подать. Только токовый режим надо как-то обеспечивать, резистор КПД посадит. Трансформатор тока?

DO> Проблем тут особых нет, особенно если про эти помехи не забывать...

Так забывают же. А потом жалуются "Ой, у меня дорогой прибор, подключенный к автомобильному питанию через стабилизатор, сгорел вместе со стабилизатором"

DO> Аналогично.

Впрочем, схема - не главное. Главное - понимать что можно, а что нельзя. Что нельзя, например, удлинять связь, где 10 ампер переключаются менее чем за 100 наносекунд. У начинающих с этим главная проблема.

Aleksei Pogorily 2:5020/1504

Hello, Aleksei Pogorily !

Типа того, скорее 6521 от ST.

Да нет, не люблю я трансформаторы в цепи постоянного тока, да и громоздко и дороговато это. Шунт с усилителем. Хотя возможно в процессе разработки пришлось бы и поменять. Есть кстати для critical mode другое решение. Тот сигнал, что используется как zero current можно интегрировать и тем самым получать значение тока. У такого решения есть проблемы при широком диапазоне регулирования, но при более-менее постоянной нагрузке все работает, мы проверяли.

Так радиолюбители...

Hа самом деле главная проблема в том, что подобные разработки на любительском уровне сделать тяжело. Что-то сложнее схем на TOP Switch или на 34063 в типовом включении начинает вести себя не так, как хотелось бы, а для доведения до ума нужен опыт и весьма недешевое оборудование. Ведь после того, как оно перестанет гореть и начнет выдавать нужную мощность, появятся вопросы о том почему вдруг в радиоприемнике все станции куда-то делись, из магнитолы непонятно что играет, и прочие проблемы электромагнитной совместимости. А их решение - дело весьма недешевое.

С уважением, Дима Орлов.

Пpивет тебе, Evgeny!

Дело было 03 февpаля 05, Evgeny Kalinin и All обсуждали тему "Паpазитные колебания в DC-DC-пpеобpазователе".

EK> 3-5А (2 лампочки 50Вт/12В) и частоте пpеобpазования ~100kHz в точках 1 и EK> 3 (подобное и во втоpичке) тpансфоpматоpа после пеpеключения MOSFET'ов EK> (любого) наблюдаются затухающие колебания ~5MHz амплитудой до 5В и

EK> шунтиpование цепочкой R и С последовательно между точками 1 и 3 (R=100, EK> C=2n2) - эффекта не дало, ослабление колебаний не более, чем на 20%. ставить RC-цепи паpаллельно каждому ключу _и_ паpаллельно диодам выпpямителя. Кpоме того, учесть, что само подключение щупа вносит емкость и может пpивести к генеpации. Т.е. искать, что именно пpиводит к звону, лучше пpи подключении чеpез очень маленькую емкость, или вообще "с воздуха" - по наводке на щуп.

EK> Обмотки намотаны на сеpдечнике таким обpазом, что каждое плечо каждой EK> обмотки занимает половину тоpа, может быть, в этом пpоблема ? хpеноватая констpукция - велика индуктивность pассеяния. Hадо pавномеpное покpытие тоpа обмотками. Каждую мотать двумя сложенными вместе пpоводами, потом соединить последовательно.

Кстати, ключи не обязательно гpеются из-за звона. Если они этим звоном не выводятся в линейный pежим, то могут гpеться из-за медленного закpывания/откpывания.

Удачи! Александp Лушников.

Hello Evgeny!

EK> переключения MOSFET'ов (любого) наблюдаются затухающие колебания ~5MHz EK> амплитудой до 5В и временем затухания практически до следующего EK> переключения, в результате транзисторы и диоды сильно греются, а EK> конструкцию не представляется возможным поместить в небольшую закрытую EK> пластиковую коробку, как изначально предполагалось. Пробовалось EK> шунтирование цепочкой R и С последовательно между точками 1 и 3 EK> (R=100, C=2n2) - эффекта не дало, ослабление колебаний не более, чем EK> на 20%. Обмотки намотаны на сердечнике таким образом, что каждое плечо EK> каждой обмотки занимает половину тора, может быть, в этом проблема ?

Да, именно в этом. Тор только тогда обеспечивает минимальную индуктивность рассеяния, когда каждая из обмоток занимает целое число слоев. А при двух обмотках по полслоя на разных половинах сердечника, индуктивность рассеяния оказывается _огросной!_ Я бы мотал этот тор проводом, сложенным вдвое. Или даже вчетверо - у тебя же требования к изоляции минимальны.

Hу, и надежды на то, что не будет греться _совсем_, не вполне обоснованы - греться будет, и неплохо. Так, что коробка нужна металлическая, с креплением ключей и диодов к ее стенке.

Всего доброго!

А. Забайрацкий.

Hi Alexander!

At суббота, 05 февp. 2005, 22:00 Alexander Zabairatsky wrote to Evgeny Kalinin:

AZ> Да, именно в этом. Тор только тогда обеспечивает минимальную индуктивность AZ> рассеяния, когда каждая из обмоток занимает целое число слоев. А при двух AZ> обмотках по полслоя на разных половинах сердечника, индуктивность рассеяния AZ> оказывается _огросной!_

Да. Кстати, весьма pаспpостpаненая ошибка, судя по интеpнет-публикациям.

AZ> Я бы мотал этот тор проводом, сложенным вдвое. Или AZ> даже вчетверо - у тебя же требования к изоляции минимальны. AZ> Hу, и надежды на то, что не будет греться _совсем_, не вполне AZ> обоснованы - AZ> греться будет, и неплохо. Так, что коробка нужна металлическая, с AZ> креплением ключей и диодов к ее стенке.

А из 12 в 20 вольт я делал бы по пpостейшей схеме - pойеp без втоpичной обмотки, выпpямители пpямо с концов пеpвички. С учетом потеpь где-то чуть больше 20 и получится. Хотя ... я бы делал не с насыщающимся тpанфоpматоpом, а с пеpеключающим дpосселем, люблю я эту схему, втоpое колечко маленькое, КПД заметно выше. Тpанзистоpы - 2Т908А или вpоде того. Hа 5 ампеp - как pаз. А лучше MOSFET с внешним возбуждением. И звенеть пpи пpавильном монтаже особо нечему. КПД более высокий, т.к. половина мощности пpоходит на выход напpямую.

Cheers, Aleksei [mailto: snipped-for-privacy@nm.ru]

Привет, Dima!

Пятница февраль 04 2033 23:04, Dima Orlov писал к Aleksei Pogorily:

Этот вариант тоже пробовался, но что-то не пошёл, точно сейчас не скажу, но по-моему, сильно грелся (или даже горел) транзистор и мощность на выходе не обеспечивалась.

"Critical mode" - это синоним "Power Factor Correction" (если нет, то где об этом можно почитать (книжки/Интернет)) ? Как можно обеспечить КПД 97%, если при токе 5А потери на диодах Шоттки будут уже как минимум 2-2.5 Вт ? Или подразумевается схема замещения их MOSFET'ами (как на

То есть MC34262 использовать как PFC для защиты от импульсов в бортовой сети, а затем уже схема DC-DC ?

DO> Типа того, скорее 6521 от ST.

Hашёл Intersil ISL6521 и STMicroelectronics L6561 (AN1692), а 6521 от ST - нет :(

Какие характеристики можно принять у этих выбросов (длительность, пиковое напряжение и др.) ? Какие решения здесь наиболее эффективны и зарекомендовали себя (если можно, ссылки на конкретные схемы) ? Если просто дроссель, конденсатор и транзорб на входе ? Кроме того, если брать питание непосредственно с клемм аккумулятора (который можно рассматривать в некоторой степени как большой конденсатор), импульсы здесь по идее должны быть сильно ослаблены, нужно ли и в этом случае защищаться ?

В частности, да, витки были намотаны на феррит без изоляции; потом транс был перемотан с изоляцией, после чего ситуация несколько улучшилась (насколько, пока не в курсе). Выяснилось ещё то, что в основном греются диоды Шоттки, а не полевики (вначале были на одном радиаторе, а сейчас на разных).

Где можно почитать про эти колебаниегасящие цепочки, желательно с конкретными схемами и формулами для расчёта (книжки/Интернет) ?

Причина, видимо, паразитная индуктивность этих связей ?

До новых встреч, Evgeny

Есть и ещё более простое решение, в дешёвых телевизорах используется: RC-цепочка, питаемая от того же напряжения, что и дроссель. Кстати, диапазон нагрузок там почти стократный, от стэндбая до полной (естественно, в стэндбае не критикал, а прерывистый получается).

Вал. Дав.

Hello, Valentin Davydov !

Так это по сути тоже самое. Для низковольтной схемы оба эти сигнала можно без дополнительных обмоток брать, для высоковольтной - удобней с обмотки.

Hас интересовали режимы близкие к короткому замыканию и собственно короткое замыкание.

С уважением, Дима Орлов.

Не совсем. Скажем так: наиболее распространённая схема для однофазного PFS небольшой мощности - это critical mode boost с частотной модуляцией. А читается в любом учебнике по выпрямителям с LC фильтрами (critical mode - это пограничный режим между непрерывным и прерывистым током дросселя).

Скорее, надо выбирать интегральные характеристики, порядка десятых долей В*c. А уж как ты это распределишь между напряжением и длительностью, зависит в основном от входного фильтра.

Плюс ещё предохранитель, наверное.

Не нужно брать питание с клемм: туда сильноточные провода от стартёра подходят, не стоит их лишний раз трогать.

Вал. Дав.

Sun Feb 06 2005 22:50, Evgeny Kalinin wrote to Dima Orlov:

EK> "Critical mode" - это синоним "Power Factor Correction" (если нет, то EK> где об этом можно почитать (книжки/Интернет)) ?

Hет, это другое. Читать - Unitrode Seminars

EK> Как можно обеспечить КПД EK> 97%, если при токе 5А потери на диодах Шоттки будут уже как минимум 2-2.5

EK> Вт ? Или подразумевается схема замещения их MOSFET'ами (как на EK>

Замену MOSFET-ами я точно не рекомендовал человеку, не имеющему изрядного опыта в этой области. А мое мнение об этой статье в частности и обо всех статьях по части теории на оверклокерсах весьма низкое. Более-менее терпимо теоретические вопросы по компьютерным БП изложены в статьях Олега Артамонова на

EK> То есть MC34262 использовать как PFC для защиты от импульсов в бортовой EK> сети, а затем уже схема DC-DC ?

Hет. Она ни от чего не защитит. Преобразователь на ней.

EK> Какие характеристики можно принять у этих выбросов (длительность, EK> пиковое напряжение и др.) ? Какие решения здесь наиболее эффективны и EK> зарекомендовали себя (если можно, ссылки на конкретные схемы) ? Если EK> просто дроссель, конденсатор и транзорб на входе ? Кроме того, если брать EK> питание непосредственно с клемм аккумулятора (который можно рассматривать EK> в некоторой степени как большой конденсатор), импульсы здесь по идее EK> должны быть сильно ослаблены, нужно ли и в этом случае защищаться ?

Мощные выбросы до +-80 вольт, маломощные и короткие до +-100 вольт. Посмотри на сайте ST даташит на L4947, например.

EK> Причина, видимо, паразитная индуктивность этих связей ?

Да, конечно. Hо это надо не только понимать, но и чувствовать. Иначе будешь бороться не с тем и не там.

Aleksei Pogorily 2:5020/1504

Sun Feb 06 2005 22:50, Evgeny Kalinin wrote to Dima Orlov:

DO>> Типа того, скорее 6521 от ST.

Ты не ошибся? Может, имел в виду L6561? Так это те же тестикулы что MC34262, только в профиль. Серьезной разницы я между ними не вижу, но MC34262 у нас доступнее в рознице. И ты же сам писал, что MC34262 мнее капризна в применении. Для автомобильных применений они обе неприятны тем, что для старта нужно чуть больше чем есть (13 или 14,5 вольт - гарантированное включение схемой UVLO). Hу и при просадке питания стартером могут создать проблемы, отключившись при 9 или 10,3В. Возникает даже мысль использовать что попроще, вроде 555-го таймера

- регулировка порога есть, сброс RESET-ом есть, выхода на управление MOSFET хватит. Усилитель ошибки, конечно, придется добавить.

И насчет трансформатора тока. Единичный экземпляр намотать на колечке не проблема. К нему потребуется, конечно, размагничивающая цепь на вторичной стороне - но это несколько ширпотребовских элементов. А довольно быстрый ОУ (причем Peak-to-Peak к отрицательному питанию и по входам, и ао выходу) и низкоомный резистор могут оказаться проблемой. Так что если не для серии - ничего страшного. Или там есть какие-то подводные камни?

Aleksei Pogorily 2:5020/1504

Wed Feb 09 2005 14:40, Valentin Davydov wrote to Evgeny Kalinin:

VD> Скорее, надо выбирать интегральные характеристики, порядка десятых долей VD> В*c. А уж как ты это распределишь между напряжением и длительностью, VD> зависит в основном от входного фильтра.

Сильно большой фильтр получится, чтобы изменить характеристики, если исходные

- внутреннее сопротивление 0,5 ом, время нарастания 5-10 мс, время спада 100 мс (в смысле постоянные времени такие), амплитуда до 80В.

Aleksei Pogorily 2:5020/1504

Hello, Aleksei Pogorily !

Ошибся... А от 262 есть некоторые отличия, в частности облегчающие построение на них других (не PFC) схем.

Кроме того, у ST этот чип дешевле.

В стандартном включении для относительно мощного PFC - да.

Да, можно и на нем.

А зачем отрицательное питание? Обычный R2R ОУ подойдет. И особая шустрость не нужна.

Да вроде не замечал с резисторами никаких проблем.

Да нет, ничего особенного, прежде всего габариты и цена. Hо я уже сказал, что интегрирование напряжения на дросселе (или дополнительной обмотке на нем) может быть лучшим решением.

С уважением, Дима Орлов.

Wed Feb 09 2005 21:32, Dima Orlov wrote to Aleksei Pogorily:

DO> А зачем отрицательное питание? Обычный R2R ОУ подойдет.

Я имедл в виду, что ОУ должен быть R2R к его отицательному питанию. Которое, конечно, сажается на землю.

DO> И особая шустрость не нужна.

См. SLOA044 - апноту TI как раз на эту тему. Они там насчитали (для некоего типового случая), что полоса единичного усиления должна быть 400кГц, что при усилении 15 означает полосу самого ОУ 6 МГц (ну или использование ОУ с внешней коррекцией, установленной на усиление 15 - но проще в наше время найти ОУ с полосой не то что 6, а 60Мгц или 600МГц, чем ОУ с внешней коррекцией). В то же время это значит, что самый ширпотреб класса LM324 не годится.

DO> Да вроде не замечал с резисторами никаких проблем.

Покупка его в России в розницу - проблема. А любительщина вроде куска спирали от электроплитки - она и есть любительщина.

ЗЫ Hу почему не выпускают четвертушку LM324 в варианте с внешней коррекцией? Полезно было бы для ряда случаев.

Aleksei Pogorily 2:5020/1504

Hello, Aleksei Pogorily !

Понятно. Кстати правильность работы каскада вблизи нуля особо не важна, важно, чтобы пик правильно обрабатывался.

Это так. Hо я думаю, если особо не задирать частоту, TS922 справится вполне.

Зато годится куча другого, классом чуть повыше.

Мы вообще в большей чем половина случаев набираем из запараллеленных SMD. Это-то не должно быть проблемой.

Было бы.

С уважением, Дима Орлов.

Hi Dima!

At четвеpг, 10 февp. 2005, 19:45 Dima Orlov wrote to Aleksei Pogorily:

DO> Понятно. Кстати правильность работы каскада вблизи нуля особо не важна, DO> важно, чтобы пик правильно обрабатывался.

Это смотpя что считается "вблизи нуля". Если шиpокий диапазон выходных токов, то "не вблизи нуля" очень близко от нуля начинается.

DO> Мы вообще в большей чем половина случаев набираем из запараллеленных SMD. DO> Это-то не должно быть проблемой.

Смотpя какой номинал. Минимум что у нас в шиpокой пpодаже - это 1 ом. Если 5А

Cheers, Aleksei [mailto: snipped-for-privacy@nm.ru]