Consiglio induttore BUCK

Ciao,

vorrei poter prelevare 600W @ 12V da un regolatore solare di carica Buck MPPT autocostruito, che ha svolto egregiamente il suo lavoro per anni con un induttore da 200uH gestendo circa 350W continui a 12V di uscita.

Frequenza 16 kHz, schema potenza :

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Avendo a casa un nucleo di ferrite E42, dopo aver stampato un supporto per la bobina ho avvolto un quantitativo di spire pari a 14 di filo diametro 2.5mm con l'intento eventualmente di fare un secondo avvolgimento parallelo. Induttanza ottenuta un po' oltre 50 uH. Siccome saturava troppo presto, ho portato il traferro a ~1.5mm ottenendo circa

37uH con saturazione tra 30 e 40 A.

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Ventilazione forzata (ovviamente), a 250W rendimento buono, verso i 500W e 35A di uscita,l'induttore inizia a mostrare i suoi limiti. Qualche consiglio su accorgimenti e su un nucleo commerciale facilmente reperibile che potrebbe essere adatto all'obiettivo che mi sono prefisso? Per limitare il ripple di corrente, vista la bassa frequenza, starei tra 50 e 100 uH almeno...con corrente di saturazione 60A.

Forme d'onda e prestazioni a vari carichi

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Grazie, Pier.

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Pier GSi
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Il /29 ott 2021/, *RoV* ha scritto:

PWM.

bit), oppure a 60 kHz ed 8 bit ma preferirei evitare quest'ultima in quanto ricordo che con risoluzione troppo grezza l'algoritmo CC/CV e l'

Altrimenti, far seguire un integratore all'uscita PWM a duty variabile ed entrare con il segnale in tensione in un oscillatore triangolare + comparatore per generare un pwm a duty variabile in loco con totale

di uH max senza avere del ripple di corrente enorme. Da valutare le perdite di switching dei finali, il mos high side, nonostante sia da

condensatore di bootstrap ed I massima del driver.

Questo, ad esempio ?

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La costruzione non mi sembra quella da induttore per immagazzinare

"Induttore di immagazzinamento per convertitori DC/DC ad alta " efficienza"

Interessante, anche se un po' costoso.

Si...una volta trovato il trade off tra nucleo/induttanza e frequenza

Grazie per le info, ciao.

Pier.

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Pier GSi

Il /30 ott 2021/, *RoV* ha scritto:

tensione obiettivo di uscita devio la potenza in eccesso parzializzando la resistenza di un boiler remoto (via RS485, posso refreshare una volta al secondo...). Se Vout > +0.1V rispetto all'obiettivo dopo qualche secondo stacco l'MPPT e passo in retroazione sulla tensione di uscita con un PID fino a quando non esco (in basso) dalla semibanda

piccoli aggiustamenti e rendere il sistema stabile.

Potrei realizzare un altro circuito come quello che sto utilizzando con lo scopo di provarlo al banco ad alta frequenza montando un induttore

alta, 50 A).

Ok, mi riferivo principalmente al filo dell'avvolgimento apparentemente unico e non litz.

Ciao grazie, Pier.

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Pier GSi

Il /31 ott 2021/, *RoV* ha scritto:

Capito, grazie. Al momento aggiungo una routine di limitazione della corrente di uscita per evitare potenziali danni, appena riesco a realizzare la versione

cui rimpiazzare il diodo in ingresso con un mosfet) faccio sapere.

Ciao, Pier.

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Pier GSi

Ciao,

credo, N27.

Gap almeno 2.5/3 mm (non 1.5 come avevo erroneamente indicato nel messaggio iniziale). Misuro, e rilevo durante il funzionamento, una corrente di saturazione indicativamente tra 30 e

40A.

Leggendo i papers di TDK ed inserendo i dati del loro core E42 nell'equazione per il calcolo della I DC alla quale il valore di induttanza con 100 spire scende del 10%, ottengo :

I DC = (( 0.9 * AL)/K3)^(1/K4).

Misuro circa 37 uH su 14 spire, quindi AL vale (37/14^2)= 188 nH

AL = 188

Dal datasheet :

K3=423 K4= -0.796

((0.9 * 188)/436)^(1/-0.796) = 3.28 A (su 100 spire)

l'induttanza divenga 1/4 e la corrente di saturazione sia qualcosa approssimativamente vicina al doppio?

Lavorando a 100 kHz, forse 8-9 uH potrebbero essere un valore accettabile.

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ALCOLI_SPECS-1.png

Grazie, Pier.

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Pier GSi

Il /03 nov 2021/, *RoV* ha scritto:

Si...in uscita ci sono centinaia di Ah di batterie che un po' smorzano. Dovrei anche spegnere il low side quando, a carichi ridotti la corrente va a zero.

Ciao, Pier.

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Pier GSi

Ciao,

ho recuperato un induttore gigante da 1 mH 25A in fiera a Bassano. 2 nuclei come da datasheet incollati insieme

Datasheet :

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Con molta pazienza ho realizzato un cavo composto da 5 trecce ciascuna costituita da 5 fili smaltati da 0.8 mm di diametro per un

spesso sia) e l'ho riavvolto a formare 11 spire misurando circa 90 uH.

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_185241_L_MIS.jpg

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_172855_INDUTT_RIAVV.jpg

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_190102_CURVA_I.jpg

La curva mi sembra molto buona, restando a 15-16 kHz ed ipotizzando un valore di 50A (!!) di uscita a 13V con 25 Vin, se perdesse il 50% di induttanza, a 15 kHz dovrei avere una corrente max entro i 60A con solo 3A di ripple di corrente. Sono curioso di vedere se in

Ciao, Pier.

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Pier GSi

Il /07 nov 2021/, *RoV* ha scritto:

Ciao, carico un banco di condensatori low esr da qualche migliaio di uF e poi li scarico sull'induttore (tramite mosfet, posso impostare la larghezza dell'impulso, parto da tempi minimi ed aumento fintanto che la retta inizia a flettere) con la pinza amperometrica sul filo.

Premettendo di essere assai inesperto in induttori, per quel che concerne le tue considerazioni, non saranno forse relative alla

Io ho guardato typical DC bias per la max. corrente, e rapportata al numero di spire avvolte.

Qualche prova fatta stamattina, l'induttore dopo qualche minuto alla potenza massima sale di qualche grado rispetto alla temp. ambiente senza ventilarlo pertanto ne deduco che le perdite siano basse.

inaspettatamente alta , togliendo le perdite del diodo di ingresso sarebbe ancora maggiore)

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lavorando tra circa 38 e 45A.

Tensione rispetto al source dell'HIGH SIDE

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ng

non mi sembra male, forse un pochino lento ad accendersi e spegnersi.

Ciao, Pier.

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Pier GSi

Il /07 nov 2021/, *Pier GSi* ha scritto:

Mado', ma la VGS e' altissima, anche nell'altro grafico !!

dalla +12V ?

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Pier GSi

proprio la vgs del mos alto.

con due alimentatori in parallelo al posto dei pannelli fotovoltaici, che

Per scrupolo ho messo uno zener da 14V in parallelo al C di bootstrap ed una

il fatto che l'high side dissipa troppo, a mio modo di vedere. Ho 10 ohm in serie al gate , una CISS di 5 nF ed il driver IR2104 fornisce 300 e rotti mA per cui mi pare correttamente pilotato. E' accettabile un tempo di circa 1.5 uS di on ed altrettanti di off in zona lineare a 15 kHZ e duty grossomodo 0.5?

Grazie ciao, pier.

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Pier

Il /08 nov 2021/, *RoV* ha scritto:

Si, i toroidi di questo tipo rispetto ad altre tipologie (E, ETD) ho riscontrato che saturano abbastanza dolcemente, infatti la curva passa da quasi lineare ad esponenziale in modo progressivo, poi come hai intuito i C si scaricano e di conseguenza si appiattisce/scende.

Ricordo anche che i toroidi sono due uguali incollati insieme.

Escono delle perdite bassissime facendo i calcoli utilizzando la metodologia indicata nel manuale Magnetics, meno di 1W con 60A DC e 10A di ripple AC.

Pubblico il foglio di calcolo realizzato con le indicazioni, i dati sono di un solo toroide, penso che mettendone due affiancati si debbano raddoppiare Cross Section, l'induttanza per spira^2 e lasciare inalterato Path Length.

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N/edit#gid=544361484

Ciao grazie, Pier.

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Pier GSi

On 09/11/21 9:48 PM, RoV wrote: ?

Appena trovo un attimo mi leggo i datasheet e poi scelgo :)

:) Ciao grazie per le info

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Pier

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