LM2677 Convertitore buck - current limiting a 100mA?

Ciao, sto provando a costruirmi un convertitore buck (o step down che dir si voglia) usando l'LM2677 della National:

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L'obbiettivo ultimo è realizzare un alimentatore variabile da laboratorio (sto usando LM2677-ADJ, non le versioni con tensione di uscita fissa) mettendoci in cascata un lineare; per ora però ho costruito come test su breadboard il circuito "tipico" (fig 2 pag 11 del datasheet) con Vin=15V e Vout=9V, Iout=500mA.

Ho selezionato i componenti usando i "nomografi" del datasheet; sono saltati fuori 33uH per l'induttore, 100uF per la capacità di uscita; 1k e 6.44k per le resistenze di feedback. Il risultato è che il convertitore funziona a vuoto: dà 9.6V in uscita (ok considerando le tolleranze); il problema è che se vario il carico (un potenziometro nel mio caso; bello grosso per dissipare meglio la potenza che ci butto sopra) l'uscita sta attorno 9.6V fintanto che assorbo meno di 100mA; poi all'improvviso scende a circa 5.4V quando supero i 100mA e scende poi a 0.6V quando supero i 250mA.

E' come se il current-limiting interno del convertitore entrasse in azione... eppure dovrebbe subentrare solo se assorbo più di 5A!

Le "uniche" cause del problema che riesco a pensare sono:

- uso della breadboard invece che un buon PCB: nel datasheet ovviamente si danno le regole del buon layout, etc, etc; la breadboard potrebbe introdurre troppi parassiti?

- uso di componenti di marca diversa da quella consigliata: il datasheet fornisce le sigle dei componenti (induttore, capacità, diodo) consigliati per le diverse esigenze... io ho brutalmente utilizzato quello che avevo: l'induttore me lo sono avvolto con cavo da 0.5mm su un toroide e ho aggiunto spire fintanto che non ho misurato 33uH; per il diodo ho usato un SB340 (shottky da 3A); per la capacità ho usato un elettrolitico _non_ ESR ma tanto del ripple in uscita me ne frega poco per ora...

- possibile thermal-shutdown del dispositivo (per ora privo di aletta)? Mi pare impossibile visto che non si scalda mai moltissimo (ci tengo sopra il dito senza problemi)...

Qualche idea/consiglio?

Grazie mille! Francesco

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Francesco Montorsi
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Il condensatore =E8 un componente critico, deve essere low esr altrimenti proprio non ce la fa a caricarsi e scaricarsi in tempo, non =E8 questione di ripple. Lo stesso dicasi per il toroide. Il nucleo deve essere del tipo e dimensioni adatte, altrimenti hai perdite e saturazione. Inoltre io avrei usato del filo pi=F9 grosso.

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crowned32

"Francesco Montorsi" ha scritto nel messaggio news:ELAQk.44$ snipped-for-privacy@nntpserver.swip.net...

Ecco l'errore, usa un nucleo aperto e non richiuso, il toroide in questo caso non và bene, se tu devi usare un nucleo chiuso assicurati che abbia un buon gap, in pratica tu stai saturando il nucleo, a bassa corrente ce la fà, come la corrente sate succede un casino, l'induttanza precipita ecc ecc:-)

Prendi un 33uH su RS o distrelec, oppure smonta un alimentatore da PC rotto e trovi parecchie bobine su barrette di ferrite, se non e trovi una di valore giusto per te puoi sempre usare il nucleo e riavvolgertela:-) ciao Rusty

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Rusty

ahhhhhh... ok. Ne ho recuperato uno da un vecchio alimentatore per PC ma è da

2200uF; cmq messo al posto di quello precedente ha dato risultati leggermente migliori...

in effetti di quello non mi sono interessato più di tanto; il nucleo proveniva sempre da un vecchio alimentatore... inizio a pensare sia questo il componente che limita così tanto la corrente di uscita.

A proposito di nuclei per induttori, qualcuno ha mai usato Mini Ring Core Calculator

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E' affidabile nei risultati?

ok

Grazie! Francesco

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Francesco Montorsi

Rusty ha scritto:

scusa per l'ignoranza... cosa intendi qui con "gap"? e come mai il toroide non va?

ottimo, grazie mille!! farò così.

Sul datasheet dice che quelli a toroide hanno le minori emissioni em => disturbano meno... ma in effetti a me non interessa moltissimo.

Grazie, Francescso

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Francesco Montorsi

già che ci sono ne approffitto per fare un'altra domanda prima di comprare l'induttore: sul datasheet di sto' convertitore buck per la scelta del valore di induttanza dice di calcolare un valore E*T funzione di Vout,Vin,Iout,Vdiodo e poi di andare a guardare sul grafico E*T in funzione di Imax il codice dell'induttore.

Tuttavia volendo fare un alimentatore di laboratorio 2-25V, 0-4A il mio E*T dovrebbe copre tutto il range [10-30]V*us sulle ordinate; insomma il risultato è che non esiste un valore di induttore "ottimo" per tutto il range. I valori consigliati andrebbero da 15uH fino a 68uH; probabilmente lo utilizzerò più spesso nell'intorno di 10V quindi pensavo di prendere un induttore da 33uH 5A...

Tuttavia mi domando (richiamando alla mente la trattazione del buck ideale, senza parassiti, senza reverse recovery, etc): il valore di L non dovrebbe servire solo a definire il valore del ripple di uscita (grazie alla presenza della capacità con cui fa un filtro passa-basso)?

Sul datasheet il perchè della formula non è spiegato... qualcuno sa dove posso trovare una trattazione più "pratica" (non-idealità + parassiti) del buck?

Grazie, Francesco

Francesco Montorsi ha scritto:

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Francesco Montorsi

Se lo ha preso da un vecchio alimentatore probabilmente e` un nucleo di polvere, non di ferrite, e quindi va bene.

Bobine su barrette non mi pare di ricordarne negli alimentatori. I tori di uscita tipicamente sono per induttori non per trasformatori.

--

Franco

Wovon man nicht sprechen kann, dar?er mu? man schweigen.
(L. Wittgenstein)
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Franco

Posta le dimensioni del toro (diametro interno, esterno e spessore) e il numero di spire avvolte per realizzare 33uH. Da questi dati si puo` capire il tipo di nucleo e presumibilmente fino a che frequenza puoi usarlo.

--

Franco

Wovon man nicht sprechen kann, darueer muss man schweigen.
(L. Wittgenstein)
Reply to
Franco

diametro interno = 1.8cm diametro esterno = 3.3cm spessore = 1cm num spire = 22 toro di colore giallo

tutte le misure sono +- 0.5mm

Mi correggo cmq sul diametro del filo che ho usato; non è 0.5mm ma 1mm.

ah, ottimo! Che programmi usi?

Grazie, Francesco

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Francesco Montorsi

Franco ha scritto:

nell'alimentatore da cui ho recuperato il nucleo ci erano avvolti sopra vari fili, di diverso diametro (da piccolissimo fino ad 1mm) e con diversi numeri di spire...

cmq c'erano anche un paio di "barrette" coperte da guaina termorestringente con filo spesso da 11uH. Penso sia ferrite il nucleo (è scuro, di circa 0.8mm di diametro)... ho provato ad usarle tutte e 2 in serie al posto del toroide ma la situazione non è migliorata granchè! (attorno ai 100mA la tensione di uscita crolla)....

Francesco

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Francesco Montorsi

La mu relativa del nucleo e` dalle parti di 55-60 quindo e` una polvere e puo` andare bene. La corrente massima che puo` passare prima della saturazione e` dalle parti della decina di ampere o piu` (se non ho cannato troppo i conti)

Faccio a unghie :) con una calcolatrice. Ho scritto frequenza ma volevo dire corrente. La frequenza dipende anche dal ripple di corrente, ma direi che qualche decina di kilohertz non ci siano problemi.

--

Franco

Wovon man nicht sprechen kann, dar?er mu? man schweigen.
(L. Wittgenstein)
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Franco

A parte che nella mia testa mi figuravo un nucleino da 1 cm di diametro totale...chissà poi perchè:-) Uso regolarmente il 2675 della national con bobine DR125 o 127 le WE PD della wurth per intenderci, e non ho mai avuto problemi sorta! C'è da dire che ho sempre usato questi regolatorini a commutazione come bordo scheda, e non li ho mai sottoposti a condizioni estreme, sono comodi percè posso entrare con tensioni alte, fino a 65 volt con gli HV e butto poca energia per fare i 5 e i 3,3 ma poi le correnti in gioco sono 10 volte inferiori della massima ipotizzata dalla National per il chippino :-))

Ci sono ci sono, ne ho una scatola piena:-))) ciao Rusty

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Rusty

sono però parecchio sotto una decina di amperè.... non capisco come mai la tensione di uscita crolla quando assorbo > 100 mA (anche usando un condensatore low-ESR) :(

LM2677 lavora a 260kHz.... forse questo potrebbe essere il problema...

Grazie, Francesco

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Francesco Montorsi

Un must, dalla OnSemi :

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E, meno specializzato sulle topologie :
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Comunque, a mio parere, le breadboard per queste cose fanno abbastanza schifo: contatti ballerini, fili di piccola sezione, ecc.ecc. Se puoi, cerca di montare il tuo circuito, anche volante, su una millefori.

Detto questo, a mio modesto parere il circuito potrebbe fermarsi perchè hai cannato qualcosa sulla controreazione (magari a causa della breadboard), oppure sta particolarmente soffrendo il diodo di ricircolo. Questo mio parere si aggiunge ovviamente in coda alla lista degli imputati (bobina, C di uscita, ecc.)

Ciao CG

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CG Audio Laboratories

Ciao,

CG Audio Laboratories ha scritto:

grazie!

mentre attendo che mi arrivino le capacità "buone" e l'induttore "buono" l'ho montato su una millefori saldando a modo tutti i componenti e facendo le piste critiche il più brevi possibili... in effetti la situazione è parecchio migliorata: rimane sopra ai 9.5V fino a 500mA; superati i 500mA la tensione scende parecchio ma la corrente riesce ad arrivare fino a circa 1A.

questo è più difficile... si tratta solo di 2 resistori :)

anche per il diodo mi sono arrangiato con quello che ho trovato nei negozi vicino casa: un SB340 => schottky da 3A... non si scalda granchè quindi penso che non "soffra"; tuttavia potrebbe avere un reverse-recovery che limita le prestazioni :/ Mi sa che prenderò anche per il diodo uno di quelli consigliati nel datasheet dell'LM2677 ordinandolo da qualche parte...

Grazie a tutti per l'aiuto, Francesco

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Francesco Montorsi

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