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

Obliczanie przetwornicy podwyższającej z MOSFET

12 Mar 2018 12:32 606 2
  • Poziom 11  
    Obliczanie przetwornicy podwyższającej z MOSFET
    Jest to typowy, uproszczony układ przetwornicy podwyższającej z tranzystorem przełączającym MOSFET. W artykule EP 7/2012 od strony 92 jest opisany sterownik takiej przetwornicy, zbudowany na ATtiny13 oraz stosowne obliczenia, które są identyczne jak dla układu MC34063. Wykonuję takie obliczenia (skrypt VBS):
    Kod: vbscript
    Zaloguj się, aby zobaczyć kod

    W związku z tym mam kilka pytań:

    1. Czy prąd szczytowy obliczony ze wzoru "Ipk = 2*Iout*(1+ton/toff)" jest wartością tylko dla cewki o minimalnej indukcyjności, obliczonej ze wzoru "Lmin = ton*((Vin-Vsat)/Ipk)"? Czy po zwiększeniu indukcyjności tej cewki do Lsel, prąd szczytowy zmniejszy się zgodnie ze wzorami: "Ipk = ton*((Vin-Vsat)/Lsel)" oraz "Ipkm = ton*((Vinm-Vsat)/Lsel)"? Jeśli tak, to czy zwiększanie indukcyjności nie pogarsza parametrów przetwornicy?

    2. Czy obliczony prąd szczytowy Ipk/Ipkm oprócz tranzystora i cewki, przepływa też przez diodę? A jeśli tak, to czy jako parametr "Vf" przy obliczeniach, należy podać wartość napięcia wstecznego tej diody, które wystąpi przy obliczonym prądzie szczytowym Ipk/Ipkm?

    3. Tranzystor MOSFET ma podaną rezystancję przy załączeniu RDSon, a nie spadek napięcia. Czy jako parametr "Vsat" przy obliczeniach zamiast wartości RDSon, należy podać wartość spadku napięcia, jaki wystąpi na rezystancji RDSon przy obliczonym prądzie szczytowym Ipk/Ipkm?

    4. Czy te obliczenia są prawidłowe dla tego typu przetwornicy?
  • Moderator Projektowanie
    Są przecież noty katalogowe producentów driverów gdzie bardzo szczegółowo opisują ścieżkę obliczeniową dla tego typu przetwornic. Dla przykładu:
    http://www.ti.com/lit/an/slva372c/slva372c.pdf

    Tam jest już wystarczająco dobrze opisany proces projektowania, jak się nie zrozumie to czytać do skutku.
  • Poziom 11  
    Po przeczytaniu podlinkowanej noty, znalazłem część odpowiedzi:

    1. Wygląda na to, że prąd szczytowy obliczany ze wzoru "Ipk = 2*Iout*(1+ton/toff)" jest prądem tylko dla cewki o minimalnej indukcyjności, obliczanej ze wzoru "Lmin = ton*((Vin-Vsat)/Ipk)". Tak więc chyba wszystkie kalkulatory online i nie tylko dla układu MC34063, podają prąd szczytowy Ipk/Ipkm tylko dla cewki Lmin. Tymczasem po użyciu cewki o większej indukcyjności, prąd ten może być znacznie niższy. Cytat z noty "slva372c.pdf": "The higher the inductor value, the higher is the maximum output current because of the reduced ripple current." Zwiększenie indukcyjności cewki tylko i wyłącznie poprawia parametry przetwornicy.

    2. Obliczony prąd szczytowy Ipk/Ipkm przepływa przez tranzystor, cewkę oraz diodę. Cytat z noty "slva372c.pdf": "This is the peak current, the inductor, the integrated switch(es) and the external diode has to withstand." W nocie napisano, że dopuszczalny ciągły prąd wsteczny diody If musi być równy (lub większy), maksymalnemu prądowi wyjściowemu Iout z przetwornicy: "If = Iout" oraz, że dioda musi również wytrzymać obliczony prąd szczytowy Ipk/Ipkm (najmniejsze straty zapewniają diody Shottky).
    Trzeba też pamiętać, aby nie przekroczyć dopuszczalnej mocy wydzielanej w diodzie: "Pd = If*Vf". Prawdopodobnie więc w obliczeniach, należy podać wartość spadku napięcia Vf, który występuje na diodzie przy maksymalnym, ciągłym prądzie wyjściowym Iout z przetwornicy (a nie przy prądzie szczytowym Ipk/Ipkm).

    Pytania 3 i 4 pozostają otwarte.

    Nota z obliczeniami dla MC34063: Link.