Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Przetwonica boost na UC3843 - analiza przebiegów

25 Lip 2014 22:43 4041 4
  • Poziom 37  
    Witam
    Przetwornica i jej ogólny zarys pochodzi z strony http://danyk.cz/noteb_en.html.

    Schetmat:
    Przetwonica boost na UC3843 - analiza przebiegów



    PCB wykonana jest zgodnie z sztuką (znajdę to wrzucę) lecz w układzie mam kilka zmian:

    Zamiast jednej diody wyjściowej zastosowałem 2 x SS56, zamiast 3.3mF na wyjściu 3x 470uF (w celu zmniejszenia ESR), na wejściu zamiast jednego 1000uF dałem 2 x 470uF. Tranzystor został zmieniony na FDD8880. Jako RSC dałem 10 sztuk 1R smd 1206.


    Przetwornica pracuje poprawnie. Obciążam ją netbookiem o poborze 2.2A przy 19V. Sprawność mam na poziomie 86%.

    Temperatury są znosne diody około 60*C, tranzystor z padem chłodzącym na pcb około 55*C natomiast dławik ma około 88*C.

    Jest on nawinięty na rdzeniu żółto-zielonym (taki jak w atx) z materiału 25 o średnicy zewnętrznej 18mm, nawijany pięcioma drutami 0.5mm średnicy. Przy pomiarze ma dokładnie 33uH.

    Pierwszym podejrzeniem była możliwość nasycania się dławika ale po kilku pomiarach można stwierdzić, że wszystko jest ok natomiast z pierwszych rzeczy nie podoba mi się wypełnienie przebiegu na wyjściu sterownika. Pierwszy impuls ma wypełnienie 50% następny 25%. Coś mi tu "śmierdzi" bo wypełnienie powinno być za każdym impulsem podobne (stałe obciążenie).



    Z innych przebiegów wrzuciłem kolejno przebieg na drenie i przebieg na rezystorze czujnika prądu (przed filtrem RC), Są one na tle napięcia na kondensatorze CT (łatwiej się analizuje)

    Przebieg na bramce klucza. Górny 5V/cm, dolny 0.5V/cm (przebieg na CT).

    Przetwonica boost na UC3843 - analiza przebiegów


    Przebieg na drenie klucza. Górny 5V/cm, dolny 0.5V/cm (przebieg na CT).
    Przetwonica boost na UC3843 - analiza przebiegów

    Przebieg na RSC. Przebieg na drenie klucza. Górny 0.1V/cm, dolny 0.5V/cm (przebieg na CT).
    Przetwonica boost na UC3843 - analiza przebiegów


    Częstotliwość pracy przetwornicy około 76kHz.
    Przetwonica boost na UC3843 - analiza przebiegów
    Czy to może być wina tego, iż UC3843 ma max wypełnienie 100%? Wydaje mi się, że powinien być tu kontroler UC3845, który ma max 50%.
  • Poziom 38  
    Żółty totoid z aTX-a jest to rdzeń z "rozproszoną szczeliną" wykonany z proszkowanego żelaza. Nie jest to materiał do pracy w zakresie stosowanych tutaj częstotliwości. Stąd straty a co za tym idzie temperatura. Nasycenie mu nie grozi ponieważ pracuje do ~1.2T.
    Problemem nie jest wypełnienie. Sterownik UC3843 pracuje w trybie prądowym co w tym przypadku bardzo się chwali ponieważ nie dopuści do nasycenia rdzenia i uszkodzenia klucza. Układ dopasowuje wypełnienie w funkcji obciążenia. Różnice wypełnień są raczej skutkiem kiepskiej kompensacji częstotliwościowej sprzężenia zwrotnego.
  • Poziom 27  
    Wygląda to na typowy objaw efektu "subharmonic oscillation" opisanego w nocie aplikacyjnej Unitrode U-97 (do znalezienia na stonie TI). Może do niego dojść w przetwornicach Current-Mode pracujących ze współczynnikiem wypełnienia większym niż 50% i nie ma to nic wspólnego z kompensacją częstotliwościową sprzężenia zwrotnego. Akurat układ UC3843 może pracować z więcej niż 50% wypełnienia.
    Nie jestem teraz całkiem pewny, bo nie pamiętam wszystkiego szczegółowo, ale wydaje mi się, że do zjawiska dochodzi przy pracy z ciągłym prądem dławika. W takich warunkach jakakolwiek perturbacja momentu włączenia lub wyłączenia klucza przy współczynniku większym niż 50% spowoduje, że dławik będzie miał odpowiednio mniej lub więcej czasu na rozładowanie przez diodę i w rezultacie następny cykl ładowania przez klucz rozpocznie się jakby z innego poziomu prądu, a więc z innym wypełnieniem (po szczegóły odsyłam do noty aplikacyjnej). Zjawisku przeciwdziała się poprzez dodanie do sygnału prądowego ISENSE przebiegu korekcyjnego w postaci rampy (piły) o odpowiednim nachyleniu. Zbliżony do rampy przebieg można uzyskać wykorzystując napięcie oscylatora układu tak jak to opisano w nocie U-111. Na Twoim schemacie takiej korekcji nie ma i pewnie stąd są te oscylacje. Co prawda współczynnik wypełnienia na oscylogramach nie wygląda na większy niż 50% ale już przebieg prądu wyraźnie wskazuje na oscylacje subharmoniczne. Być może odpowiedzialny za to jest dławik na rdzeniu proszkowym i jego nieliniowość, która w jakiś sposób może powodować wcześniejsze pojawienie się tego typu niestabilności.
  • Poziom 37  
    Zmieniłem dławik na nieco mniejszy rdzen AL28 pochodził z przetwornicy zasilania procesora (stara płyta główna) więc częstotliwościowo powinien wyrobić.

    Przebiegi prądu się nie zmieniły za to mosfet i diody chłodniejsze (choć może dlatego, że jest poza pcb).

    Jak dobrać ten rezystor wprowadzający rampę generatora do Isense? Czytałem ten dokument i wiem o co chodzi ale jakoś nie trafia do mnie jak dobrać ten element lub choćby jakiego rzędu jest ten rezystor
  • Poziom 37  
    Zmienłem dławik z rdzenia toroidalnego na rdzeń typu EI pozyskany z przetwornicy flyback napięcia VSB zasilacza ATX. Po uzyskaniu indukcyjności 30uH jest rewelacja jeśli chodzi o sterowanie. Przetwornica przy maksymalnym obciążeniu też sie praktycznie nie grzeje (jedynie straty na RSC i tranzystorze).

    Przetwornica daje się obciążać prądami nominalnymi, wypełnienie zmienia się regularnie (nie ma efektu 2 różnych współczynników wypełnienia).

    Natomiast zwiększyły się bardzo oscylacje na rezystorze sensingu prądu.

    W załączeniu obraz layoutu PCB, dławika i obraz przebiegu prądu na rezystorze RSC. Te oscylacje przedostają się też za filtr RC.


    Przetwonica boost na UC3843 - analiza przebiegów Przetwonica boost na UC3843 - analiza przebiegów Przetwonica boost na UC3843 - analiza przebiegów


    Po dołączeniu obciążarki i prześledzeniu rampy przy obciążeniu wychodzi na to, że kostka skraca drugi impuls w momencie kiedy wypełnienie pierwszego przekracza 50%. Z oscylacjami poradziłem sobie przez inny sposób nawinięcia indukcyjności.