Przetwornica 12V > 4,5V bardzo duże straty

Witam.Potrzebuję stworzyć przetwornicę DC/DC 12V>4,5V o mocy około 25W (do diod LED), czyli na wyjściu musi być około 5A. Najpierw próbowałem wykonać ją na układzie UC3843, zacząłem od rdzenia pierścieniowego nawijałem różne kombinacje uzwojeń, czyli 20 pierwotne 20 wtórne, 20pierwotne 10 wtórne, zastosowałem stabilizację napięcia podpinając do pinu 2 UC3843 rezystor 39kohm do masy oraz peerkę do wyjścia przetwornicy (nie potrzebuje separacji galwanicznej), dzięki czemu mogłem płynnie regulować napięcie wyjściowe, wszystko działało OK, oprócz tego że przetwornica przy 4,5V oraz 5A obciążenia na wyjściu przy 14V zasilania pobiera ponad 5A!! w spoczynku pobór prądu jest OK. Próbowałem tez na rdzeniu EI ze szczeliną, oraz przy różnych mniejszych obciążeniach (zawsze diodami LED mocy), ale zawsze skuteczność wychodzi mi tak niska!! W końcu zrezygnowałem z UC3843, postanowiłem spróbować na TL494 z rdzeniem z zasilacza ATX (bez szczeliny, zasilacz też był na bazie TL494), nawijałem na to trafo od 2x5 do 2x9 zwojów pierwotnego oraz od 2x3 do 2x9 zwojów wtórnego (cały czas używając drutu 0,8mm2, dla pierwotnego dwa druty obok siebie, dla wtórnego 3), zastosowałem też stabilizację/regulacje napięcia przy użyciu jednego z wbudowanych w układ wzm. operacyjnych, oraz dławik na wyjściu w postaci 40 zwojów drutu 1,5mm2 na rdzeniu pierścieniowym, proszkowym o średnicy 40mm, jako diod prostowniczych używam MBR1060, oraz kondensatora 2000uF na wyjściu. Po uruchomieniu układu problem identyczny jak z UC3843, na wyjściu obciążenie 25W na wejściu pobór 60kilka W!!( 5,3A przy12V, a nawet 6,8A przy 12V gdy nie użyje dławika na wyjściu!!!) W spoczynku bez obciążenia przetwornica pobiera 100mA.W przetwornicy jako tako grzeją się jedynie diody prostownicze, trafo nie grzeje się praktycznie wcale, a mosfety tylko trochę.Jako obciążenia używam diod LED 8x3W (przy 4,7V każda pobiera 700mA).Częstotliwość tej przetwornicy ustawiałem na 90kHz, lub połowę z tego, oraz 1/4 z tego, ale zawsze wychodzi podobnie, są jedynie niewielkie różnice w poborze prądu, oraz pisk 1/4 z 90kHz.Jest na forum dużo o przetwornicach, ale zwykle podwyższających napięcie, natomiast o obniżających nie wiele znalazłem, a jak już to nie na tych układach które mnie interesują (czyli UC3843 lub TL494).Proszę o pomoc w rozwiązaniu tego problemu, lub podpowiedź co robię źle gdyż skuteczność którą uzyskuję z tych przetwornic mogę przecież uzyskać na zwykłym stabilizatorze liniowym.

Witam, pokaż koniecznie cały schemat, gdyż niestety wróżki mają urlop
Prawdopodobnie zapomniałeś o kondensatorze elektrolitycznym blokującym zasilanie na WEJŚCIU przetwornicy, stąd masz takie bzdury przy pomiarze poboru prądu...

Pzetwornica jest wykonana ze schematu który jest podany w tym temacie:
https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic845172.html z tymi różnicami że pin3 układu wisi luźno, na pin 15 podaję napiecie referencyjne obniżone przez dzielnik do 3V, na pin 16 podaję przez peerkę 47K oraz rezystor 2k napiecie z wyjścia przetwornicy, dzięki czemu mogę napięcie wyjsciowe regulować, oraz jest stabilizacja. Kondensator filtrujacy jest 2200uF, przy samej przetwornicy, bez niego wogóle był problem ze startem. Układy gasikowe zastosowałem 2, po jednym dla każdego tranzystora, rezystory na bramkach irfów mają po 27ohm. Nie wiem czy ma znaczenie to że przetwornica jest zmontowana "na pająka" ? wszystko jest dobrze polutowane, a połączenia są siłą rzeczy króciutkie, czy sam fakt montażu przestrzennego może powodowac takie straty? zawsze zanim wykonam płytkę do czegokolwiek to najpierw testuje to na pająku. Może trzeba uzyc jakichś innych proporcji uzwojeń?

1. Zaprzestań używanie nadmiernej ilości wykrzykników i pytajników - nie widzę powodów, żebyś na nas powrzaskiwał.

2. Budowanie przetwornicy z wymiotków z szuflady rzadko kiedy daje pożądane efekty. Piszesz o rdzeniu pierścieniowym ale nie podajesz z jakiego materiału ani wymiarów. Podobnie z pozostałymi rdzeniami.

3. Dołączaj schematy a nie linki do cudzych tematów.

4. Zdecydowanie montaż na pająka, bez kondensatorów blokujących albo z kondensatorami przylutowanymi byle gdzie, jest całkowicie bez sensu.

Podsumowując - wątek balansuje na krawędzi Kosza.

Witam ponownie.Na początek przepraszam za te podwojone wykrzykniki i pytajniki, jest to moje głupie przyzwyczajenie z GG. Po kolejnych godzinach eksperymentów obnażyłem główna przyczynę problemów z przetwornicą, były nia diody LED. Mają one podane parametry: 700mA przy napięciu 4,7V, cały czas sie tym sugerowałem i nie mierzyłem poboru prądu po stronie wtórnej, był to duzy błąd gdyż okazało sie że przy napięciu 4,7V każda dioda pobiera aż 1,1A, dopiero po zmniejszeniu napięcia do 4,2V pobór prądu wyniósł rzeczywiście 0,7A.To diametralnie zmieniło sytuację ale pobór pradu po stronie pierwotnej i tak był jeszce zbyt duży bo wynosił 4A przy napięciu 12V.Pozstanowiłem zrezygnować z trafa z zasilacza ATX ponieważ uznałem że jest on zbyt duży do takiej mocy i byc może to tez źle wpływa na efektywność przetwornicy. Zamiast niego uzyłem rdzenia pierścieniowego, niestety też z odzysku z innej przetwornicy. Rdzeń ma średnicę zewn.: 24mm, wewn.: 13mm oraz wysokość 8mm. Nawinołem na niego uzw pierwotne 2 x 6zw drutem 1mm2 oraz wtórne 2 x 4zw podwójnym drutem 1mm2. po uruchomieniu układ pobierał już tylko 3,3A prądu, czyli był pewien postęp Po tym "sukcesie" wymieniłem jeszcze elektrolit na wyjściu ze zwykłego brązowego 1000uF/16V na kondensator low ESR 1000uF/6,3V o dziwo pobór prądu spadł na równe 3A. Zmieniłem jeszcze diody prostownicze z dwóch MBR1060 na podwójna diodę MOSPEC S20C40C. Teraz przetwornica pobiera 2,9A, co daje pobór mocy 34,8W przy 12V przy czym diody pobierają w sumie 23,5W. Nie jest to jeszcze pełny sukces, ale jest juz zdecydowanie lepiej, poeksperymentuje jeszce z dławikiem na wyjściu, poniewaz w tej chwili jest on (i tu znowu odzysk) niewspółmiernie wielki bo aż 40mm po zewnątrz 25wewnatrz oraz 15mm wysokości i jest na nim nawinięte 40zw. drutu 2,5mm2. Pewnie sytuacja polepszy się jeszcze gdy przeniosę to wszystko na uporządkowaną płytkę. Tak czy inaczej jeżeli komuś przychodzi coś jeszcze do głowy to proszę pisać, z góry dziękuje za podpowiedzi i uwagi oraz pozdrawiam!

Witam
Diody LED trzeba zasilać z źródła prądowego a nie napięciowego. Wystarczy połączyć 3 lub 4 moje przetwornice do tego celu.
https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic1539399.html

-> Myszaxx1

Ty nie przepraszaj, tylko popraw. Poza tym - nadal nie widzę jakiegokolwiek schematu ani informacji o materiale rdzenia.

-> Dar.El

Idziesz po bandzie...

Do niczego nie namawiam. Jest udostępniony schemat i każdy może przetwornicę zrobić.
p.s.
Na wszelki wypadek będę omijał ten dział "szerokim łukiem".

Dlaczego budujesz przetwornicę z transformatorem, a nie czoper z dławikiem?

Oto schemat układu:



Niestety nie posiadam danych użytego do budowy transformatora rdzenia, wiem że musi to byc ferryt mocy, bo gdy próbowałem uzyć rdzenia z dławika (pewnie proszkowego) to bardzo sie on nagrzewał i przetwornica była całkiem słaba. Rdzeń na dławik to wyciągnięty z zasilacza ATX pierścień który jest w zasilaczu użyty po stronie wtórnej. Gdybym chciał zakupić rdzeń, to jaki materiał i wymiary polecacie do takiej przetwornicy? Odnośnie choppera z dławikiem, czytałem własnie notę katalogową układu LM2672adj myślę że nadał by mi się on tyle że jego wydajność wynosi max 1A czyli 8 LED'ów = 8 przetwornic (a ten scalak kosztuje około 15PLN), no chyba że by spróbować połączyć jego wyjście z jakims mosfetem i zastosować dławik który wytrzyma te 6A. Póki co układ na TL494 pracuje OK, no tylko ten pobór mocy chciałbym jeszce zmniejszyć.

Ale ja nie rozumiem jednej rzeczy - dlaczego uparłeś się na równoległe łączenie diod? To najgorszy z możliwych sposób. W takim przypadku masz największe straty na diodach prostowniczych po stronie wtórnej - jakieś 15-20% strat na samych diodach. O wiele lepiej byłoby, gdybyś po stronie wtórnej zastosował dwa szeregi po 4 diody + rezystor wyrównawczy rzędu 0R68/0.6W i napięcie wyjściowe przetwornicy rzędu 16.8V.

Jeśli chciałbyś robić to na przetwornicy step-down, to na układzie L5973D i zasilając po cztery diody szeregowo-równolegle już wystarczą dwie przetwornice. I jest znacznie taniej niż 8 przetwornic na LM2672. Można również zrobić jedną przetwornicę na LM2670/3/6/7/8/9 i podłączyć do niej 4 szeregi po dwie diody + rezystory wyrównawcze 0R33-0R47 w każdej gałęzi.

kolego Myszaxx1 słuchaj się rad RoMan-a, diody wstaw w szereg to raz. Dwa zamieszczony schemat przetwornicy właściwa nazwa " przetwornicy potwora" powinien pracować jako źródło prądowe, ograniczyć się należy do kontroli prądu!

Też jestem ciekawy po co takie kombinacje.
Daj wszystkie LEDy w szereg i zrób step-up na UC3843.
Będzie małe, bezpieczniejsze niż step-down i efektywniejsze od tego wynalazku co tam masz; dławik może być gotowy np. smd 12x12mm czy nawinąć na małym toroidzie TN.
Powinno się udać ze sprawnością >90%

Step-up na UC3843A to dobry pomysł. Ale na dławik SMD 12x12 mm bym raczej nie liczył - jednak trzeba ciut większego.

Dzisiaj były kolejne testy przetwornicy. Byłem nastawiony sceptycznie do szeregowego łączenia diod LED, kiedyś wcześniej gdy tego próbowałem wychodziło mi że takie same diody potrafią miec dużą rozbieżność parametrów i np. na kilka sztuk połączonych w szeregu jedna świeciła szczególnie jasno a pozostałe ciemniej, co przekładało się na żywotność tej jednej, podejrzewam że wynikało to z kiepskiej jakości diodek. Po przeczytaniu paru tematów na forum poszedłem za radą kolegi -roMan- , przewinołem przetwornicę i połączyłem diody po cztery w dwóch szeregach. Po pomiarach okazało się że rozbieżność napięć na poszczególnych diodach to tylko 0,2V więc uważam że niewiele, a całość z przetwornicą pobiera juz tylko 28,8W, przy czym 24,6 idzie w same diody, reszta to straty. Tak czy inaczej wyniki które osiągnołem satysfakcjonują mnie. Może i jest to brzydkie i duże (i niefachowe - w sumie to pierwsza przetwornica jaką zbudowałem, zawsze unikałem tego tematu jak ognia:), ale żaden z półprzewodników nie wymaga już radiatora, przetworniczka nieźle stabilizuje bo przy zmianie napięcia na wejściu od 11 do 17V napięcie na wyjścu zmienia się tylko o 0,3V więc jak dla mnie jest OK. Dziękuję za cierpliwość i wszelką pomoc! Pozdro!

Ale zebrałeś troche doświadczenia. Czasem nie ma to jak praktyka.

Myszaxx1 wrote:

Byłem nastawiony sceptycznie do szeregowego łączenia diod LED, kiedyś wcześniej gdy tego próbowałem wychodziło mi że takie same diody potrafią miec dużą rozbieżność parametrów i np. na kilka sztuk połączonych w szeregu jedna świeciła szczególnie jasno a pozostałe ciemniej, co przekładało się na żywotność tej jednej, podejrzewam że wynikało to z kiepskiej jakości diodek.

Żywotnosć nie zależy od jasności, ale od mocy wydzielanej która przekłada się na temperature złacza która to jest głównym czynnikiem ograniczonej żywotności. Natomiast jeśli masz diode która świeci słabiej i dasz więcej prądu by świeciła jak pozostałe, to to już rzeczywiście będzie powodować skrócenie czasu jej eksploatacji. Generalnie nie ma potrzeby żeby diody świeciły tak samo, chyba że akurat ze względu na efekt mają tak świecić. Ale wtedy wypada raczej dobrać odpowiednio diody.