Понижающий преобразователь DC\DC 12-2В 35А

Seriy{tan}
Магистр

Потребовался мощный преобразователь 12-2В, по низкой стороне которого предполагается кушать до 35А. Не без помощи форума был выбран тип - синхронный преобразователь, а гугл выдал готовую схему, с микрой, которая оказалась у меня в наличии (вместе с материнкой от второго пня), решил делать ее. Но дальше стал вопрос о том, что ток нагрузки нужно регулировать, и тут случился затык. Начал гуглить и изучать инфу по ШИМу, и насколько смог понять, в этой схеме если и можно как-то организовать регулировку мощности, то только по напряжению, за счет изменения скважности импульсов. А потом нашел сайт где сказано, что скважностью можно рулить и ток нагрузки(при фиксированном U)...
И вот хочу уточнить, можно ли в синхронном преобразе рулить током непосредственно при момощи ШИМ микры, либо же для этих целей придется мутить внешний регулятор на тиристорах\etc ?

Схема с описанием:
http://radiohlam.ru/pitanie/preobr_down_hip6004.htm

И еще по этой схеме, можно ли сделать регулировку выходного напряжения заменив один постоянный резик в делителе(в данном случае R2) переменным резистором?

Добавлено: Sat Apr 25, 2015 8:11 pm

Seriyvolk
Бездельник

В синхроннике получится нормально рулить выходным током только через изменение напряжения. Ибо Uвых=Uвх*Кзап. И эта пропорция соблюдается довольно жёстко для неразрывного тока дросселя.
Если всё-же напряжение на нагрузке имеет некоторую зависимость от проходящего через неё тока, то всё получится.

Добавлено: Sat Apr 25, 2015 8:57 pm

Electricman
Бес заземления

Не проще ли пуш с синхронным выпрямителем? Хотя, на такие токи пара шотток пойдёт.

Добавлено: Sat Apr 25, 2015 9:50 pm

Seriy{tan}
Магистр

Может и проще, но когда я выбирал топологию в теме про полумосты, в том числе и ты посоветовал именно синхронный преобраз.

В синхроннике получится нормально рулить выходным током только через изменение напряжения.
А как в моем случае лучше обеспечить регулировку напряжения? Просто в делителе поставить переменный резик и им выбирать нужную напругу?

Добавлено: Sat Apr 25, 2015 11:07 pm

Seriyvolk
Бездельник

Ты бы признался, что за нагрузка у тебя. А то молчишь, как Марат Казей.

Добавлено: Sat Apr 25, 2015 11:17 pm

Seriy{tan}
Магистр

Offtopic:

Вы таки не поверите к чему приводит желание сэкономить немного деньгов в наше трудное время...

Ну, нагрузка не совсем у меня, ею как раз занимается второй человек в нашем групповом дипломном проекте. Собственно говоря, это электролизер. Делаем генератор водорода(а если точнее - газа Брауна) для экономии топлива. В теории.
Можно долго спорить за эффективность и целесообразность непосредственно этой темы, но мы люди маленькие, нам сказали делать преобразователь с заданными параметрами - мы делаем.

Уже объяснил что ШИМом рулить током(без напряжения) не получится, потому пришли к выводу, что проще максимальное потребление электролизера подстроить механически, набором пластин, а напряжением регулировать потребление на ХХ двигателя.

Добавлено: Sun Apr 26, 2015 12:15 am

Seriyvolk
Бездельник

Я так понимаю, что электролизёр не имеет жёсткой ВАХ характеристики. Тогда какие проблемы с регулировкой?
Можно попробовать регулировать напряжение в некоторых пределах, можно приладить полноценную токовую ОС, сигнал для которой брать с шунта, усиливая операционником.

Добавлено: Sun Apr 26, 2015 12:21 am

Seriy{tan}
Магистр

А насчет токовой ОС можно поподробнее? Что она даст и как ее лучше было бы реализовать в моем случае.

Добавлено: Sun Apr 26, 2015 12:40 am

Seriyvolk
Бездельник

А куда подробнее? Вместо сигнала ОС напряжения подавать на этот вход микры сигнал, пропорциональный выходному току. Как его получить - вариантов масса.

Добавлено: Sun Apr 26, 2015 12:48 am

Seriy{tan}
Магистр

У меня возникла некоторая идея, в этой микрухе - HIP6004, есть вывод ограничения пикового тока, он рассчитывается и подтягивается через резик к плюсу входа. Что если туда поставить переменник, и им менять пиковый ток в реальном времени?

Добавлено: Sun Apr 26, 2015 1:14 pm

Seriyvolk
Бездельник

Пробуй. Я с ней не работал.

Добавлено: Sun Apr 26, 2015 7:49 pm

Seriy{tan}
Магистр

Как лучше провести первое включение синхронного преобраза? В смысле подстраховки от возможных косяков?

Добавлено: Tue May 05, 2015 4:21 pm

Behram

Проверить фазировку ключей.

Добавлено: Tue May 05, 2015 4:59 pm

Seriy{tan}
Магистр

Проект таки не заглох, плата была готова еще 3 недели назад, но протестить смог только сейчас, ибо второй чувак никак не мог собрать воедино пластины электролизера. Ну да ладно, все собрали и включили.
На холостом ходу заработало, выходное напряжение преобразователя отзывается на регулировку сопротивления резистора R2 в делителе, напруга стоит четко, не плавает, но стоит подцепить какую-нибудь нагрузку - падает до нуля(0,01В по мультику). Щито это может быть?

Частота ШИМа - 200kHz. Питание - 12В выход БП от компа. При подключении нагрузки к преобразователю, потребление последнего от БП не меняется(остается в районе 10мА).

Еще интересное наблюдение, если начать прерывать контакт(чиркать провудом по клемме) на нагрузку в виде лампочки, то иногда при очередном тычке проскакивают токовые искры и лампочка мигает.

Датащит микры:
http://www.intersil.com/content/dam/Intersil/do.../hip6/hip6004.pdf

Схема с описанием:
http://radiohlam.ru/pitanie/preobr_down_hip6004.htm

Ключи применяемые в настоящее время:
http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irf3205.pdf

Ключи которые предлагалось применять изначально:
http://www.datasheet.hk/view_online.php?id=1079844&file=0042\h603al_308221.pdf
http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view...3/ETC/60N035.html

Добавлено: Sat Jun 06, 2015 5:40 am

Seriyvolk
Бездельник

Seriy{tan} писал(а):
но стоит подцепить какую-нибудь нагрузку - падает до нуля(0,01В по мультику). Щито это может быть?
Защита?

Добавлено: Sat Jun 06, 2015 9:58 am

Vasiliy

Не имел дела с этой микрухой, но есть вопрос: а тянет ли она эти ключи на 200kHz ?
3205 "тяжелее" 60n03 где-то в три раза, что там на затворах творится?

Добавлено: Sat Jun 06, 2015 10:19 am

Seriy{tan}
Магистр

На затворе Т1 почти датащитовские 5,3 В, на затворе Т2 - 0,3 В.

Добавлено: Sat Jun 06, 2015 2:05 pm

Vasiliy

На затворе Т1 почти датащитовские 5,3 В
Почему так мало? По даташиту, при бутстрепном питании на затворе Т1(Q1) Vcc-VD (рисунок 10 по твоей ссылке) Ошибся: не 10, а 9!!!
Таким образом Т1 практически в линейном режиме, а Т2 заперт.
И что ты хочешь получить? подмигивает

Да, ты, надеюсь, не мультиметром напряжение измерял?
Осциллограммы бы увидеть.

З.Ы. Повеселил один момент в описании работы устройства(по твоей ссылке):
С3 - керамический конденсатор на 0,1 мкФ (бустерный конденсатор, на него накачивают напругу выше питания для управления полевиком)
Интересно, с какого перепугу напруга на этом конденсаторе "накачается" выше напряжения питания, и почему он(конденсатор) стал бустерным?

Добавлено: Sat Jun 06, 2015 3:30 pm

Seriy{tan}
Магистр

Да, ты, надеюсь, не мультиметром напряжение измерял?
К сожалению. До покупки осцила никак руки(и деньги) не дойдут.

Буду откровенен, я не шибко силен в современной полупроводниковой базе, потому буду рад как можно более подробным объяснениям.
Действительно, про "почти датащитовские" 5,3В я затупил, не там смотрел. Но если я правильно понял по 10 рисунку, то на затворе Q2 должно быть полное питающее напряжение, в следствии чего он должен быть закрыт, а на затворе Q1 должно быть V питания отнять падение напряжения на диоде бустерной цепи(по схеме D1). А мерить напругу на затворах нужно между G и S каждого полевика? Все так?
В принципе, у меня имеется ВЧ вольтметр В3-38 в гараже, попробую им померить.

Добавлено: Sat Jun 06, 2015 4:59 pm

Behram

Только вольтметр покажет среднеквадратичное значение, которое будет зависеть от заполнения ШИМ.

Добавлено: Sat Jun 06, 2015 7:06 pm

Seriy{tan}
Магистр

Собственно говоря заработало. Впаял феты полегче(по входной емкости не намного легче конечно, зато напруга открытия ниже) и повысил рабочую частоту до 371кГц. Завелось, на ХХ напряжение регулируется отлично. Подцепил в нагрузку резистор 5 Ом, от 2 до 6,5 В напряжение регулируется нормально, затем происходит резкое падение до 0,01В. Максимальный ток при 6,5 В - 1,3 А, и где-то с 0,5 А до этого значения(1,3 А) преобразователь довольно отчетливо пищит, чем больше ток, тем выше частота писка. Когда после 6,5 вольт напряжение падает до нуля, слышится характерное "тарахтение" в виде щелчков с определенной периодичностью. Понизил напряжение до 6,5 В - преобраз снова заводится.
И еще, на ХХ напряжение переменником регулируется от 2,1 до 9,5 В, но если подключить нагрузку, выставить 6,5 В, затем нагрузку отцепить и выкрутить переменник на минимум, напряжение на выходе будет 4 В. Если выключить-включить питание от БП - на выходе опять 2,1 В.

Куда теперь копать? Паять феты еще легче и/или повышать рабочую частоту?

Новые феты:
http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheets2/95/95189_1.pdf

Добавлено: Sat Jun 06, 2015 8:30 pm

Vasiliy

Seriy{tan} писал(а):
До покупки осцила никак руки(и деньги) не дойдут.При таком раскладе, теоретическая вероятность собрать работающую схему 50%, а практически - менее 10%... подмигивает

Для начала и С1-94 вполне сгодится.
Seriy{tan} писал(а):
Но если я правильно понял по 10 рисунку
Я уже писал, что ошибся, не 10-й рисунок, а 9-й!
На 10-м рисунке указана схема для ключей с логическим уровнем управления затворами, а IRF3205 ну ни разу не такие.
Не ясно, на сколько нормально их потянет данная микра на частоте 200кГц, подозреваю, что потянет хреново.
ИМХО, надо попробовать снизить частоту до минимума и тогда уже смотреть.
Seriy{tan} писал(а):
на затворе Q2 должно быть полное питающее напряжение, в следствии чего он должен быть закрыт
Когда на затворе полевика N-типа положительный относительно истока потенциал-он будет открыт.
Вообще, приглядись к 9-му рисунку повнимательнее: ты увидишь обычный полумост, отличается только алгоритм управления ключами подмигивает

Seriy{tan} писал(а):
Куда теперь копать? Паять феты еще легче и/или повышать рабочую частоту?
Феты находить полегче, частоту снижать.

Добавлено: Sat Jun 06, 2015 8:33 pm

Seriy{tan}
Магистр

Странно, понизил частоту обратно до 200 кГц(вывод RT висит в воздухе) - перестало работать. Без нагрузки напруга есть, подключаешь нагрузку - слышаться щелчки, напряжение на выходе 0,01В.

Когда на затворе полевика N-типа положительный относительно истока потенциал-он будет открыт.
Если я правильно понял из датащита, феты по последней ссылке открываются при 1В на затворе относительно истока. Так?

Вообще, приглядись к 9-му рисунку повнимательнее: ты увидишь обычный полумост, отличается только алгоритм управления ключами
FIGURE 9. ASYMPTOTIC BODE PLOT OF CONVERTER GAIN - этот?
Если не сложно, можешь коротенько расписать что на нем изображено? Ато я на все эти линии смотрю как на новые ворота.

Производитель микры советует использовать такие феты:
http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/fairchild/RFP70N03.pdf
По входной емкости и напряжению открытия идентичны IRF3205, тогда что не так?

Добавлено: Sat Jun 06, 2015 9:04 pm

Behram

Seriy{tan} писал(а):
Если не сложно, можешь коротенько расписать что на нем изображено? А то я на все эти линии смотрю как на новые ворота.
Наверное, имелся ввиду рисунок 10.
Странно, что не работает. 0.5А на затворе должно хватить для нормальных фронтов.
Seriy{tan} писал(а):
Если я правильно понял из датащита, феты по последней ссылке открываются при 1В на затворе относительно истока. Так?
Нет. Вот нужный график.

Добавлено: Sat Jun 06, 2015 9:50 pm

.JPG (29.58 Кб)

Vasiliy

2Seriy{tan} : Что не так проще всего понять, ткнувшись в схему осциллографом.

Ещё один косяк в описании: D1 - диод для схемы бустерной накачки (подойдёт любой, я взял стеклянный smd диод с материнки)
Безусловно, "стеклянный диод" - это весьма исчерпывающая характеристика...
Этот диод должен быть быстрым, что-то типа SF22, HER208 и т.п.

Offtopic:

Хотя, у меня в полумосте на 2153 работал тормозной 1N4007, но там и частота была порядка 35кГц.

Добавлено: Sun Jun 07, 2015 1:04 pm