Экспериментрирую с преобразователями (11В...15В в 19,5В, 5А) на токовых контроллерах и не могу добиться нормальной работы при малых значениях ёмкости выходного конденсатора.
Основная проблема - плохая устойчивость. Сделал вывод, что они, просто, не расчитаны на малые значения ёмкости выходных конденсаторов. С одной стороны, вроде бы логично - ток выходного конденсатора получается довольно большой, и если такой ток в состоянии пропустить только конденсатор большой ёмкости (или несколько штук меньшей), то зачем делать микросхеме возможность работать с малыми ёмкостями на выходе... Если пользоваться какой нибудь программой расчёта таких преобразователей, то хорошо видно, что с понижением ёмкости (от предложенной самой программой) уменьшаются и номиналы цепи компенсации в обратной связи. Если и дальше понижать выходную ёмкость, то компенсация отключается вообще, остаётся только "голый" делитель из двух резисторов в цепи обратной связи.
Вместе с уменьшением ёмкости, ухудшается устойчивость и прога начинает ругаться, предупреждая о проблемах. Получается, что решить проблему можно только применением настоящего ШИМ-контроллера? Там-то, уж проблем не будет. Ставь хоть на одну микрофараду, только пульсации увеличатся... Или я чего-то не понимаю? Практически получается то же самое - с малыми ёмкостями не хочет нормально работать - то возбуждается, то берёт только малые нагрузки. Стоит увеличить ёмкость выходного конденсатора и работа налаживается - чем больше ёмкость, тем при всё более высоких нагрузках преобразователь начинает работать нормально.
Поставил один конденсатор на 4700мкФ, 25В (CapXon KF Series Low Impedance, ESR<24мОм, ток 3.6А), вообще красота - режим с непрерывным током дросселя начинается с нагрузки 0,1А и тянется до срабатывания защиты по току (~6А). Импульсы - красивый прямоугольник, частота - заданная (300КГц).
При меньших токах длительность импульсов уже не уменьшается, по этому уменьшается частота. Без нагрузки работает без проблем (хватает сопротивления цепи обратной связи). Изменение индуктивности дросселя влияет только на граничный режим - начиная с какого тока начнётся режим непрерывного тока дросселя. Цепь компенсации расчитал так, что бы запас устойчивости был при индуктивности дросселя в пределах 1...10мкГн. То есть, что бы можно было ставить разные дрсселя (какие попадутся сердечники или готовые или без необходимости мотать точно одно значение) без необходимости менять коррекцию. Схема в аттаче.
Микросхему типа UC3843 пока отложил, как более "капризную" и с худшими параметрами.
Использовал токовый контроллер TPS40210. Часть схемы на ОУ LM358 - защита от перенапряжения на выходе. Двойная защита... img src="/smile/fun.gif" width="15" height="15" alt="" />
Если напряжение на выходе превысит 21В, то преобразователь выключается. А если он пошёл "в разнос" и стал вообще не управляем, то при напряжении на выходе 23В открывется тиристор параллельно питанию и выжигает предохранитель. Макет собран на плате размером 60х45мм. Примерно треть площади осталась свободной. Обратная сторона платы - сплошная медь, минус. При длительном прогоне на токе 5А греется прилично - полевик и диоды, практически одинаково, так как расположены рядышком, до 90 градусов, сама плата имеет температуру порядка 45-60 градусов в разных местах, дроссель греется до 50 градусов, выходной конденсатор холодный, но он висит на своих выводах рядом с платой.
Тепловая инерционность маленькая - вся печатная плата нагревается и остывает за пару минут при подключении или отключении максимальной нагрузки. Полевик и диоды нагреваются и остывают до температуры платы, примерно, за 15 секунд. Вывод однозначен - маленьким такой преобразователь не сделать. Если этот макет использовать практически, то придётся ставить радиатор.
Хотя, это ведь при максимальной нагрузке, а реальная будет меньше.
А при токе 2А плата лишь слегка тёплая.
Исходил из того, что на сетевых блоках питания к ноутбукам указываются токи от 3,5А до 4,75А. Данные дросселя на схеме не указаны.
Индуктивность, как говорилось, не критична. Проверялись несколько разных дросселей, привожу только две крайних по значению индуктивности.
1) Сердечник Т80-52 (20мм х 12мм х 6мм), 16 витков жгутом 5х0,47мм, 10мкГн,
2) Сердечник Т60-18 (15мм х 7мм х 6мм), целиком взятый с материнки, 6 витков в 3 провода 0,8мм, 1мкГн. Без нагрузки напряжение на выходе 19,3В. При нагрузке 5А падает до 19,2В. Фото платы не привожу, так как макет. Но если кому будет интересно, то отсканирую. 209357.djvu |
, цена вопроса 40 рублей за микруху, обвес копеечный из мертвого компового железа