Как можно ограничить пиковый ток потребления 2.5А?

Мне тут сказали у меня КЗ может быть через ключ при насыщении индуктора. А защита микрухи на 5А может не успевать срабатывать.

Если взять абстрактный дроссель, для него измерить насыщения при 100кГц и получить величину. То что будет с током насыщения для него же при 200кГц? Больше / меньше?

Давайте разбираться в физике процесса, чтобы понять все раз и навсегда.

Я думаю так, может я не прав:

Чем меньше может быть расчетное напряжение питания, тем меньшей индуктивности надо брать дроссель. Это прямо вытекает из формул в даташитах. Физический смысл я понимаю так: меньшая индуктивность меньше может накопить энергии, но в то же время быстрее энергию набирает и быстрее отдает.

Брать много меньшую расчетной индуктивность категорически нельзя, т.к. будут течь слишком большие токи. Брать много большую расчетной индуктивность можно, но нежелательно (почему именно - не понимаю).

Теперь про токи насыщения дросселя. Никогда нельзя применять дроссель, который имеет ток насыщения ниже пикового расчетного тока. Т.к. в этом случае дроссель резко теряет свое индуктивное сопротивление и по сути через него, через ключ пойдет короткое замыкание.

Теперь про выбор частоты работы МС. Я думаю, что надо ориентироваться на резонансную частоту дросселя, и не приближаться к ней минимум на порядок. Т.е. на частоте 3 МГц далеко не каждый дроссель можно применить.

В чем я прав? В чем нет?

Кстати, интересное токоограничивающее решение в Интернете написали на LM317 (регулируемая версия). Токоизмерительный низкоомный резистор между выходом линейсного стабилизатора и его управляющим выводом - и все дела.

Я и не думал, что так легко делается. Неужели любой в принципе регулируемый линейный стабилизатор напряжения так можно лихо использовать!?

Почему лишь в редких случаях в даташитах на линейные регуляторы напряжения описывается возможность использования как регулятор тока? Если жизнь припрет, я бы нашел линейный регулятор напряжения с минимальным падением, дабы не терять много теплом и применил его по этой незамысловатой схеме. Или здесь какой-то подвох будет??

Почему в Инете пишут, что схемы полевик + резистор как регулятор тока лучше, чем линейный регулятор напряжения + резистор?

DWD: Озвучите ТОЧНЫЕ данные - диапазон напряжения питания, допустимое напряжение нагрузки, минимальный и максимальный токи нагрузки.

Что ж еще написать-то. Питание 12В, сами понимаете, что в зависимости от разряда аккумулятора, от пиковой нагрузки напряжение это может гулять. В реальных условиях эксплуатации пользователем оно может и 3 вольта стать какой-то момент в момент издыхания. Но ничего сгорать при этом не должно! Отключение, защита... но не выход же из строя. На выходе 28В, минимальный ток - десяток миллиампер, максимальный пиковый 400 мА.

DWD: Ваша схема один к одному с даташитовской?
Фотку можете показать?

Сейчас еще раз каждую деталь выпаяю, проверю номиналы. Да схема типовая. На входе керамика, на выходе 100мкФ алюминий + керамика. А фотографии сей двусторонней платы в таком увеличении и не будет.

DWD: При таких данных Ваш дроссель работает на пороге насыщения - пульсации тока амплитудой 2,7А. При каких то бросках напряжения питания и(или) така нагрузки вполне возможно кратковременное насыщение дросселя.
К тому же, для тока нагрузки 0,4А индуктивности в 10мкГн явно мало. Нужно на порядок больше.

Все-таки хочу услышать: 1) что происходит с параметром тока насыщения отдельно взятого дросселя при увеличении частоты измерения? 2) Изменяется ли пиковый ток при изменении частоты работы повышающего преобразователя (судя по формулам в даташите - не изменяется). Чувствую, что мне надо или менять индуктор, или как-то варьировать частоту, дабы избежать больших токов и состояний насыщений. Т.к. гореть может ключ при КЗ при насыщении. Хотя почему микруха тогда не включает защиту.

Мысли насчет сгорания вследствие превышения напряжения. И насчет того, что небходимо увеличить индуктивность. Тут вообще какая-то вилка в моем разуме. Было высказано мнение о том, что сгорать микросхема может от превышения допустимого напряжения на ключе. Правда, мне неясно, как такое возможно. Ключ допускает 42В. Выходное напряжение 28В. Как, в какой точке схемы повышающего преобразователя, в какой момент напряжение может быть выше выходного?

Мне объясняли, что если индуктивность высока, то в момент закрытия ключа накопленная энергия, собственно, и используется для повышения напряжения и в этом случае может происходит выход на рамки этих 42В. Советовали абсолютно противоположное: уменьшить индуктивность.

Как быть? Действительно ли где-то принципиально может быть высокое напряжение? Как оно определяется численно хоть примерно? И как быть с вилочкой?

выброс напряжения возможен при закрывании ключа-решается снабером -индуктор лучше побольше, ток насыщения его тем паче, при таких частотах боле 500кгц-я делал дросселя без сердечника вообще!(но там свои проблемы -намотка -универсаль и литцендратом (линейная и толстым не катит совсем!))
индуктивность надо брать с запасом-именнно она ограничивает ток в момент до закрывания ключа(а любой биполяр закрывается медленно!)

Про снабберы в приложении к преобразователям почитал. Очень интересно. У буржуев нашел статью с расчетами. В общем случае это несколько сот пик последовательно с десятком Ом сопротивления. Также говорят надо маленькими высокочастотными емкостями на выходе непренебрегать.

Для схемы этой решение пока думаю такое: заменить дроссель на больший ток насыщения. Если при этом не буду влазить в габариты, и придется уменьшать индуктивность, то повышу частоту работы.

ZZZAMK: Если взять абстрактный дроссель, для него измерить насыщения при 100кГц и получить величину. То что будет с током насыщения для него же при 200кГц? Больше / меньше?

Больше.
Но при условии, что изменится только частота.

Потому что насыщение - параметр почти конструктивный и "привязан" к конкретному сердечнику.
В то же время насыщение происходит при определённых условиях, по этому достаточно изменить одно из условий работы и насыщение может как увеличиться, так и уменьшиться.

ZZZAMK: ...меньшая индуктивность меньше может накопить энергии, но в то же время быстрее энергию набирает и быстрее отдает.

В формуле расчёта накапливаемой энергии дросселем два операнда - индуктивность и ток. А так как ток в квадрате, то он в большей степени определяет величину накапливаемой энергии.

ZZZAMK: Брать много меньшую расчетной индуктивность категорически нельзя, т.к. будут течь слишком большие токи. Брать много большую расчетной индуктивность можно, но нежелательно (почему именно - не понимаю).

При уменьшении индуктивности и неизменных остальных параметрах увеличивается амплитуда тока дросселя, при увеличении индуктивнсоти - наоборот, уменьшается. При этом среднее значение, определяющее мощность, остаётся неизменным.
А так как форма тока через дроссель треугольная, то амплитудное значение получается в 2 раза больше среднего. При этом транзистор должен мочь коммутировать именно амплитудное значение.

Например, при среднем значении тока 5А, и индуктивности, рассчитанной для граничного режима, амплитуда тока будет 2*5А=10А и она же - величина пульсаций (от нуля до 10А). Если увеличить индуктивность так, что бы пульсации тока уменьшились, скажем, до 2А (колеблется от 4А до 6А), то амплитуда тока уменьшится до 6А. В результате, транзистор уже должен уметь коммутировать не все 10А, а только 6А.

Для биполярных транзисторов, у которых допустимая амплитуда тока всего лишь в 1,5-2 раза больше действующего значения, такая оптимизация тока дросселя является важной. Для полевых же танзисторов, у которых импульсный ток много больше среднего, такая оптимизация уже мало что даёт, по этому стараются за счёт этого уменьшить стоимость и габариты дросселя, уменьшая его индуктивность.
Получается, что минимальная индуктивность ограничивается токовыми возможностями транзистора.

Значительное увеличение индуктивности при сохранении величины накапливаемой энергии, потребует либо увеличения напряжения питания, либо времени накопления (длительности импульса) для обеспечения нужного тока.
Напряжение питания, обычно, величина заранее заданная и её менять нельзя, а от длительности импульса (при неизменной частоте) зависят выходные характеристики преобразователя и возможности ШИМ-контроллера, по этому и их менять слишком сильно не получится.

По этому и существует предел роста индуктивности, при котором ещё возможно накопить нужную энергию.
С одной стороны, увеличение индуктивности позволит уменьшить амплитуду тока всех силовых элементов, и уменьшить потери в них, но с другой - увеличиваются габариты дросселя за счёт большего сердечника (что бы исключить насыщение) и более толстого провода (для уменьшения потерь в меди). Растёт стоимость дросселя.

ZZZAMK: Теперь про выбор частоты работы МС. Я думаю, что надо ориентироваться на резонансную частоту дросселя, и не приближаться к ней минимум на порядок.

Этим, думаю, заморачиваться не стоит. Не на таких уже высоких частотах работаем, что бы резонансная частота влияла на режим преобразователя.

ZZZAMK: Питание 12В, сами понимаете, что в зависимости от разряда аккумулятора, от пиковой нагрузки напряжение это может гулять. В реальных условиях эксплуатации пользователем оно может и 3 вольта стать...

Выходная мощность у Вас 28В*0,4А=11,2Вт. Потребляемая, с учётом КПД 80% - 11,2Вт/0,8=14Вт.
Для обеспечения нужной мощности в нагрузке при питании 3В, потребуется ток 14Вт/3В=4,7А. Это ток дросселя и ключевого транзистора микросхемы.

Но защита ограничит величину тока на уровне 3...4А. По этому при таком напряжении питания преобразователь не будет работать.
По этому, либо берёте другую микросхему, либо меняете ТУ, подстраиваясь под имеющуюся микросхему.

ZZZAMK: ...минимальный ток - десяток миллиампер...

Для этого потребуется индуктивность не менее 500мкГн.
При условии неразрывного тока дросселя.
В крайнем случае - не меньше 100мкГн.

ZZZAMK: ...гореть может ключ при КЗ при насыщении. Хотя почему микруха тогда не включает защиту.

Она отключает, возможно, сразу отрабатывая перегрузку и снимая напряжения с базы транзистора. Но транзистор биполярный и у него большое время рассасывания, по этому он может не успевать закрыться, коммутируя при этом слишком большой ток..

ZZZAMK: Было высказано мнение о том, что сгорать микросхема может от превышения допустимого напряжения на ключе.

Вряд ли. Если в установившемся режиме напряжение на нагрузке 28В и оно стабилизируется, то на ключе напряжение будет не больше 29В.

ZZZAMK: Мне объясняли, что если индуктивность высока, то в момент закрытия ключа накопленная энергия, собственно, и используется для повышения напряжения и в этом случае может происходит выход на рамки этих 42В. Советовали абсолютно противоположное: уменьшить индуктивность.

Если работает стабилизация, то напряжение на транзисторе максимум на 1В превышает выходное. Зависит от типа диода.
Единственно, когда оно может быть больше (при неизменном выходном напряжении), так это при малой ёмкости выходного конденсатора. Пульсации напряжения на нагрузке могут быть, например, +-5В при среднем значении 28В, в результате, напряжение на транзисторе может подскочить на эти же 5В и в импульсе достигать 28В+1В+5В=34В.
Но выходной конденсатор у Вас сравнительно большой для максимального тока нагрузки 0,4А. Если возбужения нет, то пульсации не будут превышать десятков мВ.

А советы уменьшить индуктивнсоть так же можно считать корректными. Так как для повышающих преобразователей рекомендуют делать разрывный режим тока дросселя. Это хотя и увеличивает пульсации напряжения и тока в нагрузке, но удешевляет дроссель. Естественно, предел уменьшения индуктивности должен упираться в максимально допустимый ток транзистора.

musor: выброс напряжения возможен при закрывании ключа-решается снабером -индуктор лучше побольше

Выброс напряжения тем больше, чем медленнее транзистор, быстрее диод и большая индуктивность.
Раньше, что бы уменьшить выброс но не имея хороших быстрых транзисторов, но уже имея шорошие диоды, делали малую индуктивность.

По этому в данном случае, когда транзистор относительно медленый, так как биполярный, а диод может оказаться быстрым - Шоттковский, сильно увеличивать индуктивность вроде бы "низя", но при хорошей стабилизации, выброс не опасен.