Stabilność DCDC current-mode

Mam obciążenie 3V3, które będzie pobierało czasem 50mA a czasem 350mA. Chciałbym aby DCDC step-down pracowało mi zawsze z ciągłym prądem dławika (nie lubię tych zafalowań gdy dioda się wyłącza).

Jednym z rozważanych scalaków jest MCP16331:

formatting link
Dla 3V3 na wyjściu przyjmują (strona 19) 15uH.

Dodatkowo w AN2102:

formatting link
piszą, że (strona 5 z prawej na dole): "taking into account that K factor should be kept around

0.22V/µH"

K = Vout/L.

Chodzi mi głównie o to "should be kept".

Przy 15uH wychodzi mi prąd tętnień 350mA - czyli przy obciążeniu poniżej

175mA prąd w dławiku będzie nieciągły.

Zastanawia mnie czy bezkarnie mogę zwiększyć dławik.

Według mnie current-mode ma to do siebie, że w schemacie zastępczym przetwornicy klucz można traktować jako sterowane źródło prądowe - czyli włączony w szereg z nim dławik nie powinien mieć wpływu na ch-kę pętli sprzężenia zwrotnego.

W karcie katalogowej Figure 5-1 zawiera rezystor 10om, o którym piszą, że jest używany do sprawdzenia wzmocnienia i fazy za pomocą network analyzera.

To sugeruje, że może ta kompensacja nie jest taka pewna. Dodatkowo to wymaganie dla K jest niejasne. Chciałbym wstawić co najmniej 47uH - czyli to ich K zamiast 0,22 byłoby 0,07.

Na Figure 5-3 znalazł się gasik RC. Czyli to moje nielubienie zafalowań gdy dioda się wyłączy nie jest tylko moje. Ale rozwiązują to przez dodanie gasika a nie przez zwiększenie L. Nigdzie nie wspomną, że można dać większe L. W innych scalakach z wbudowaną kompensacją jest podobnie - wstawienie większego dławika to temat tabu.

Przeglądam ostatnimi dniami wiele kart katalogowych DCDC. Teraz nie znajdę, ale w którymś (na pewno current-mode) wyliczali jakieś dane dla kompensacji i gdzieś tam wartość L im wchodziła (nie mocno - tak jakby niby nie ale jednak jakiś wpływ ma).

Macie wiedzę jak to jest (praktycznie!) z wartością dławika w current-mode zawierających wewnętrzną kompensację? P.G. P.S.

4 lata temu wprojektowałem w to miejsce LM25017 (z dławikiem 150uH). Wtedy ten scalak to była nowość i podoba mi się jego zasada pracy. Myślałem, że stanie się popularny. Ale patrząc po magazynach dostawców wygląda, że raczej można się obawiać, że zniknie. Dlatego przeprojektowując urządzenie rozważam inne możliwości. Znalazłem nowszy działający wg tej samej (chyba jeszcze ulepszonej zasady) LM5166, ale obudowa raster 0,5 z nogami schowanymi pod sobą jest nieludzka :)
Reply to
Piotr Gałka
Loading thread data ...

Praca CCM z większym wypełnieniem jest zawsze niestabilna. Tym bardziej niestabilna, im głębiej w CCM wchodzisz i im większe wypełnienie potrzebujesz :( I to, co odzyskujesz na zwiększeniu indukcyjności tracisz na podharmonicznych. Poprawnym rozwiązaniem jest stosowanie zamiast kondensatora wyjściowego filtra π CLC z podziałem pojemności 2/3 i 1/3 i małą indukcyjnością pomiędzy. Wtedy na wyjściu masz spokój nawet przy DCM.

Reply to
RoMan Mandziejewicz

W dniu 2019-05-09 o 12:16, RoMan Mandziejewicz pisze:

Myślałem, że odpowiednie dodanie/odjęcie (w scalakch to robią) do sygnału zwrotnego piły załatwia stabilność na cacy niezależnie od wypełnienia (przy wypełnieniu poniżej 50% chyba jest nawet zbędne). U mnie Uwe = 8..28V więc wypełnienie nie przekracza 50%.

O tym, że głębokość CCM wpływa na stabilność nie wiedziałem. Jeśli tak jest to te scalaki po wstawieniu większego dławika (o to pytałem) mają gorszą stabilność bo głębokość CCM większa. To by wyjaśniało dlaczego nic nie piszą o możliwości zastosowania większego dławika.

Tylko czy to wynika z modelu pętli (mniejszy zapas fazy) czy jedynie z gorszej powtarzalności działania komparatora przy sygnałach o mniejszym nachyleniu?

Czy gdyby L było nieskończone - prąd w dławiku stały to fakt, że wewnętrznie dodają piłę nie załatwi tego, że będzie w miarę stabilnie pracował (jeden z sygnałów do komparatora ma zbocze o rozsądnym nachyleniu). Pomijam chwilowo problem, że nie da się doregulować prądu do obciążenia gdy L nieskończone.

Na wyjściu mam (w poprzednim rozwiązaniu) podwójne π - 22u + koralik 1k

  • 22u + koralik 1k + 22u. Powinno mi zapewniać spokój. To czego się obawiam to emisja na częstotliwości rezonansowej dławika z pojemnością diody i klucza.

W tej chwili moje pytania sprowadzają się do:

  1. Czy L wchodzi do modelu pętli z którego wynika zapas fazy?
  2. Jaki jest mechanizm generujący niestabilność gdy jest głębsze CCM. P.G.
Reply to
Piotr Gałka
[...]

Mniejsze ∆I daje mniejszy sygnał dla porównania w komparatorze, spada odporność na sygnały przypadkowe i byle co powoduje niespodziewane wydłużenie lub skrócenie impulsu, które w następnych cyklach jest kompensowany. I się zaczyna skwierczenie przetwornicy związane z chaotyczną pracą. Kiedyś rezystor węglowy w dzielniku napięcia wyjściowego tak szumiał, że w pewnym zakresie obciążeń przetwornica szalała. Zupełny chaos. Stary MC34063 potrafi podwójnie wyzwalać oscylator itd.

Reply to
RoMan Mandziejewicz

W dniu 2019-05-10 o 21:27, RoMan Mandziejewicz pisze:

Dzięki. Tak przypuszczałem (jak już się dowiedziałem, że głębokość CCM ma znaczenie - sam nie wpadłem na to - zbyt idealnie wyobrażam sobie sygnały w przetwornicy). Mam nadzieję, że to skwierczenie to może być problem przy większych mocach. Przy moim około 1W chyba efektów dźwiękowych by nie było.

Chyba, mimo obaw o dostępność zostanę przy stosowanych dotychczas LM25017 (a gdzie indziej LM5017). One mi gwarantują pracę CCM nawet przy obciążeniu 0. Fluktuacje częstotliwości uważam za zaletę bo przypuszczam (nie podparte żadnymi danymi) że nieco rozmywają emisję mierzoną w ramach EMC. Trochę mi się nie podoba, że w porównaniu z current-mode z kompensacją w scalaku wychodzi więcej elementów na zewnątrz (stosuję metodę 3 uzyskania tętnień w feedback), ale skojarzyłem, że zostałem omamiony jakimiś tekstami jakoby zajęta powierzchnia przez DCDC była jakimś istotnym parametrem. Jak na płytce mam w sumie koło setki drobnicy (R,C) to te dodatkowe 3 elementy - nie tragedia. P.G.

Reply to
Piotr Gałka

ElectronDepot website is not affiliated with any of the manufacturers or service providers discussed here. All logos and trade names are the property of their respective owners.