Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
PCIM Europe 2019
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

TL494 moduł do przetwornicy - proszę o sprawdzenie

Vatras 29 Paź 2018 15:09 294 16
  • #1 29 Paź 2018 15:09
    Vatras
    Poziom 11  

    Witam,
    Jestem na etapie projektowania przetwornicy step-down na bazie TL494.
    Założenia projektowe:
    V_in_max = 54V6
    V_in_min = 43V2
    V_out = 40V
    I_out = 5A
    f = 70kHz
    L = 600 uH
    D = BVY79E-200 http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/NXP_Semiconductors/BYV79E_SERIES.pdf
    T = SA1694 PNP (mogę go bezpośrednio z przetwornicy sterować) - Czy ten tranzystor się nada? Czy lepiej zastosować C4PC30UD (IGBT) lub W20NK50Z (MOSFET)?
    Chciałbym również prosić o poradę dot. wyjścia sprzężenia zwrotnego (nóżka 3 i nóżka 2) Znalazłem w notach aplikacyjnych kilka sposobów na poprawę stabilności pracy przetwornicy. Zawsze stosowałem tylko rezystor R1 = 51k i R11 = 510 co daje sprzężenie = 101. Ale znalazłem również układ z kondensatorem i rezystorem R1 = 1M, R15=47k i C7=100n. W zasilaczu ATX jest znowu inaczej. Który układ jest stabilniejszy?
    1.
    TL494 moduł do przetwornicy - proszę o sprawdzenie

    2.
    TL494 moduł do przetwornicy - proszę o sprawdzenie
    Schemat mojej aplikacji - proszę o rzucenie okiem i porady.
    TL494 moduł do przetwornicy - proszę o sprawdzenie
    DZIĘKUJĘ!

    0 16
  • Pomocny post
    #2 29 Paź 2018 20:09
    wójtaszek
    Poziom 15  

    Vatras napisał:
    T = SA1694 PNP (mogę go bezpośrednio z przetwornicy sterować) - Czy ten tranzystor się nada? Czy lepiej zastosować C4PC30UD (IGBT) lub W20NK50Z (MOSFET)?

    Stosowanie tranzystora bipolarnego związane jest z dużymi stratami i dopuszczalne jest jedynie w układach o bardzo małej wydajności.
    Vatras napisał:
    Zawsze stosowałem tylko rezystor R1 = 51k i R11 = 510 co daje sprzężenie = 101. Ale znalazłem również układ z kondensatorem i rezystorem R1 = 1M, R15=47k i C7=100n. W zasilaczu ATX jest znowu inaczej. Który układ jest stabilniejszy?

    Dobrze byłoby jakbyś przedstawił dokładnie o które elementy ci się rozchodzi i zamieścił odpowiednie rysunki. To również tyczy się twojego schematu, a raczej zbioru elementów do schematu.

    Prawdopodobnie rozchodzi ci się o elementy wzmacniacza błędu i kondensator ograniczający pasmo tego wzmacniacza. Zasada jest taka sama jak dla każdego wzmacniacza operacyjnego.
    Vatras napisał:
    V_in_min = 43V2
    V_out = 40V
    I_out = 5A

    Zbyt wygórowane parametry wyjściowe ,do zaniżonych wejściowych. Może być trudno w takiej konfiguracji jak przedstawiłeś.
    Zobacz sobie gotowe rozwiązania w postaci kitów w tym układy AVT( na przykład: 2779).

    0
  • #3 31 Paź 2018 21:48
    Vatras
    Poziom 11  

    Na schemacie układu z AVT jest stabilizator U2 7812. Z jakiego powodu został on tam zastosowany? Dlaczego autor nie podał na diodę D2 napięcia zasilania całego układu? Układ Bootstrap'u (D2 i C14) wówczas by nie działał prawidłowo?

    TL494 moduł do przetwornicy - proszę o sprawdzenie

    Edit: Link do AVT2779

    0
  • Pomocny post
    #4 01 Lis 2018 09:31
    wójtaszek
    Poziom 15  

    A no z takiego jak zawsze stosuje się stabilizatory:
    - w tym przypadku dla stabilizacji napięcia zasilającego blok wykonawczy przetwornicy, czyli pośrednio dla stabilizacji parametrów jego działania.
    Pominięcie jego spowodowałoby, że w pełnym zakresie obciążenia napięcie wejściowe zmieniałoby się i tym samym zmieniany byłby punkt pracy tego stopnia(przecież napięcie wejściowe może przysiadać , może być różne ze względu a niestabilizowane źródło jakim jest transformator z prostownikiem, czy wytracający energię akumulator). Taka sytuacja wpływałaby na dodatkowe straty w przetwornicy i niestabilną pracę.

    0
  • #5 01 Lis 2018 11:21
    lechoo
    Poziom 39  

    Ten 7812 jest tam nieco na wyrost, w zupełności wystarczyłby stabilizator parametryczny z diodą Zenera. Być może autor po prostu użył tego co miał w szufladzie...

    0
  • #6 01 Lis 2018 11:24
    wójtaszek
    Poziom 15  

    Dokładnie tak. Z zastrzeżeniem, że dioda zenera 3W.

    0
  • #7 01 Lis 2018 11:29
    lechoo
    Poziom 39  

    wójtaszek napisał:
    Dokładnie tak. Z zastrzeżeniem, że dioda zenera 3W.

    Ten obwód bootstrap pobiera nie więcej niż kilkanaście mA.

    0
  • #8 01 Lis 2018 12:07
    wójtaszek
    Poziom 15  

    Ale stabilizator zasila cały układ drivera tranzystora wykonawczego. W oryginalnej konstrukcji Irka stabilizator 1-2A, markowy, po krótkiej chwili przy obciążeniu nominalnym staje się dość ciepły. Na pewno oddaje prąd większy niż kilka miliamper. Trzeba by dokładnie sprawdzić, ja przyznaje się nie sprawdzałem i nie mierzyłem :D( dobrałem jedynie dla klienta w gotowym module radiator i wymuszone chłodzenie dla pracy ciągłej przy 12A/11,8V).

    W sumie to sam autor przyznał, że konstrukcja była jego jedną z pierwszych i nie do końca opracowaną.
    Lechoo ogólnie masz rację.

    0
  • Pomocny post
    #9 01 Lis 2018 13:50
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Cytat:
    Dlaczego autor nie podał na diodę D2 napięcia zasilania całego układu? Układ Bootstrap'u (D2 i C14) wówczas by nie działał prawidłowo?
    Działał by, ale napięcie Ugs było by 24V podczas gdy katalogowe absolutne maksimum to 20V, prąd wynikający z przeładowania pojemności MOSFET-a to 2,5mA, reszta pobiera 13mA*wypełnienie, czyli typowo przy zasilaniu 24V będzie 9mA i 100mW strat w stabilizatorze, można było dać 78L12, albo układ na elementach dyskretnych, ale skoro układ nie jest przeznaczony do masowej produkcji to oszczędność tych kilkudziesięciu groszy nie ma sensu, a tak jest mniej elementów.

    0
  • #10 01 Lis 2018 17:34
    wójtaszek
    Poziom 15  

    Może kolega ma rację z tą mocą traconą, ale praktycznie stabilizator 12V/2A przy pełnym obciążeniu po kilku minutach staje się nie źle ciepły , aby nie powiedzieć gorący. Nie wygląda to na te wynikające z teorii kilkaset miliwatów strat. Nadmienię, że piszę tu o przetwornicy pracującej już od roku bezawaryjnie 24h/7dni w tygodniu przy obciążeniu 12A/11,8V, Uwe niecałe 20V( a wcześniej też pracowała z rok zanim do mnie trafiła na poprawienie chłodzenia ). Może coś jednak pomijamy, co Irek założył?
    Może uda mi się wykonać przegląd tej pracującej przetwornicy i wykonam precyzyjne pomiary, ze sprawnością włącznie:D.

    0
  • #11 01 Lis 2018 20:23
    Vatras
    Poziom 11  

    Doposażyłem peryferia tl494 o zabezpieczenie termiczne (żywcem zerżnięte z AVT) oraz o kondensatory filtrujące.
    Moduł wykonawczy również zmałpowałem tylko zamiast tranzystora MOSFET dałem IGBT G4PC30UD w którym napięcie Vge również wynosi 20V. Teoretycznie IGBT jest lepszy w takich zastosowaniach niż MOSFET - takie rewelacje wyczytałem w Internecie. Jak to wygląda praktycznie? Czy zapewni większą sprawność?
    Niestety nie mogę zastosować 7812 do zasilenia - nie wytrzyma 54V. Zastosuje zewnętrzne zasilanie 12V.
    Proszę o wszystkie uwagi czy nigdzie nie strzeliłem babola projektowego.
    DZIĘKUJĘ!

    TL494 moduł do przetwornicy - proszę o sprawdzenie
    TL494 moduł do przetwornicy - proszę o sprawdzenie

    0
  • #12 01 Lis 2018 20:58
    wójtaszek
    Poziom 15  

    Vatras napisał:
    Teoretycznie IGBT jest lepszy w takich zastosowaniach niż MOSFET - takie rewelacje wyczytałem w Internecie. Jak to wygląda praktycznie? Czy zapewni większą sprawność?

    Ale nie znaczy to, że w dowolnym układzie wstawiasz sobie dowolny IGBT zamiast dobranego w opracowaniu MOSFETA i wszystko jest w najlepszym porządku.
    Proponuję nie przekombinowywać i skorzystać z gotowego, sprawdzonego schematu. Nie koniecznie tego wskazanego. W sieci jest dostępne kilkanaście różnych sprawdzonych opracowań.
    Dość ciekawie przedstawia się oferta dedykowanych przetwornic Texas Instruments pracujących z o wiele większą sprawnością niż to rozwiązanie. Druga z ich zalet, to niewielkie gabaryty ostateczne przetwornicy.

    A może wykonać przetwornice z separacją galwaniczną ?

    0
  • #13 01 Lis 2018 23:22
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Cytat:
    Teoretycznie IGBT jest lepszy w takich zastosowaniach niż MOSFET - takie rewelacje wyczytałem w Internecie.
    A czy autor umiał to jakoś uzasadnić? czy też przeczytał w internecie? prawda jest taka że IGBT stosuje się w zastępstwie wysokonapięciowych MOSFETów które mają kiepski Rds(on), IGBT mają wiele wad ale powyżej 200-300V przy niezbyt wysokich częstotliwościach mogą konkurować z MOSFETami.

    0
  • #14 02 Lis 2018 08:27
    Vatras
    Poziom 11  

    jarek_lnx napisał:
    Cytat:
    Teoretycznie IGBT jest lepszy w takich zastosowaniach niż MOSFET - takie rewelacje wyczytałem w Internecie.
    A czy autor umiał to jakoś uzasadnić? czy też przeczytał w internecie? prawda jest taka że IGBT stosuje się w zastępstwie wysokonapięciowych MOSFETów które mają kiepski Rds(on), IGBT mają wiele wad ale powyżej 200-300V przy niezbyt wysokich częstotliwościach mogą konkurować z MOSFETami.


    Głównie rozchodziło się o kluczowy parametr Rds(on) który powoduje znaczące straty.
    "Przykładowo, przy przepływie przez tranzystor MOSFET prądu o wartości 20 A, straty na nim wyniosą 120...400 W, podczas gdy na IGBT wytraci się jedynie 33 W." Link

    0
  • Pomocny post
    #15 02 Lis 2018 09:00
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Vatras napisał:
    "Przykładowo, przy przepływie przez tranzystor MOSFET prądu o wartości 20 A, straty na nim wyniosą 120...400 W, podczas gdy na IGBT wytraci się jedynie 33 W." Link
    To weźmy IRFP7718 - 1,5mΩ więc wytraci się 0,6W przy 20A (nie licząc strat przełączania). O ile w MOSFETach straty przełączania zależą od szybkości przeładowania bramki (można bardzo przyśpieszyć i przez to zminimalizować straty) to w IGBT są prawie stałe, dla IRG4PC30UD przy 50kHz będzie 24W@5A więc przy 20A będzie bliżej 100W.

    Ty masz 5A więc IRG4PC30UD straci 24W a IRFP7718 37mW czyli ponad 600x mniej, nawet bez radiatora ciepła nie wyczujesz, trzeba poszukać gorszego tranzystora ;)

    Podsumowując opieraj się na konkretnych parametrach konkretnych tranzystorów, zamiast bezmyślnie stosować "regułę kciuka". Gdybyś miał 600V było by zupełnie inaczej - ale nie masz.

    0
  • #16 05 Lis 2018 12:11
    Vatras
    Poziom 11  

    Mam jeszcze jedno pytanie: jak chciałbym zastosować TLP250 to czy pozostawć bootstrap czy usunąć? Czy może odradzacie zastosowanie tego układu?

    0
  • #17 05 Lis 2018 13:59
    wójtaszek
    Poziom 15  

    Kolego zaczynasz udziwniać całkowicie pierwszą swoją konstrukcję. Na początek na prawdę jest dobrze skopiować czyjąś realizację i próbowac ją uruchomić poprawnie. Zwykle takie doświadczenie jest bardzo kształcące.
    Stosowanie specjalizowanego układu ma za zadanie pominięcie wszelkich niedogodności innych rozwiązań. I takim jest układ TLP.
    Jego zastosowanie w jednej płaszczyźnie upraszcza konstrukcje , w drugiej komplikuje ( kwestia zasilania).
    Stosując TLPTLP musisz zastosować całkowicie odmienny schemat realizacyjny.
    Ponadto w jakim celu ci potrzebna izolacja galwaniczna (optyczna)?
    Jak już chcesz zastosować gotowy driver Mosfet ,to z typowych :
    - TC427CPA,
    -TC429CPA,
    -MCP1406,
    -FAN311,
    -MIC4420Y,
    UCC37321P.

    0