Przetwornica DC-DC DIY: piszczący dławik po zmianie tranzystora na CEP7030

Witam! Z nudów w sobotni wieczór postanowiłem coś polutować i wpadłem na pomysł zrobienia przetwornicy DC-DC (tak dla zabawy)
Wziąłem więc jakiegoś npn'a, dławik byle jaki poskładałem według (też mojego) schematu poniżej. Po pewnym czasie wpadłem na to ze lepiej było by zamontować jakiś lepszy tranzytor zamiast wolnego npn'a i dałem n-mosfeta CEP7030. wymieniłem dławik na dławik prosto wyjęty z jakiegoś starego zasilacza impulsowego ATX. Sygnał prostokątny wytwarza procek attint2313 - sygnał. Sygnał z procesora jest podawany na tranzystor. Na początku (już po zmianie tranzystora) zmieniłem źródło zasilania ze starego zasilacza ATX na zwykły zasilacz transformatorowy 2A/12VAC. Do tego mostek prostowniczy 1A. Gdy włączyłem zasilanie (procesor był ustawiony tak aby napięcie na bramce mosfeta było zmieniane co 100 us (z 0 -> 5V -> 05V -> ...). Dławik zaczął straszliwie piszczeć ale nie przejmowałem się tym jakoś zbytnio. W każdym razie patrząc na woltomierz zauważyłem oczekiwane wyższe napięcie (około 30-40 V). po kilku sekundach przestał nagle piszczeć. Okazało się ze sfajcył się mostek wiec dałem 30A () - mimo to się grzał znacznie ale nic się już nie fajcyło. Ale już nie mogę uzyskać tego wysokiego napięcia.

Witam,
Kolego, a jak wyglądają parametry pozostałych zastosowanych elementów, tj.; diod, kondenastorów elektrolitycznych na wyjściu, jaka jest częstotliwość impulsowania i jaki jest współczynnik wypełnienia, czy ta przetwornica była obciążona, czy też tylko ładowała energię w kondensatory; C2 i C3?
To co napisałem wyżej to są istotne, przynajmniej dla mnie, parametry, jeśli mam udzielić jakiejś prawdziwej odpowiedzi.

Poza tym, to istotna jest tu wartość indukcyjności dławika i maksymalna wartość prądu jaka może przezeń płynąc nie powodując nasycenia magnetycznego jego rdzenia.

Dodam tylko, iż ten typ przetwornicy jeśli pracuje ona ze stałym wypełnieniem i nie jest obciążona, oraz brak jest pętli sprzężenia zwrotnego, które to sprzężenie byłoby zdolne przerwać jej pracę po uzyskaniu zadanego napięcia na kondensatorze wyjściowym, to zachowuje się jak "pompa ładunkowa", czyli doładowuje z każdym taktem energię do kondensatora wyjściowego powiększając w ten sposob wartość zgromadzonego w kondensatorze ładunku, a co jest równoznaczne ze wzrostem wartości tego napięcia ze wszystkimi z tym związanymi skutkami.
Oczywiście, teoretycznie byłoby to do nieskończenie dużego napięcia, a w praktyce do dość znacznego (jak wcześniej kondensator nie zacznie dostawać upływności), ponieważ czasy wyłączania (narastania, opadania zboczy) tranzystora są skończone.

Pozdrawiam

Tak więc przerobiłem układ według schematu poniżej Teraz działa. To, że się lekko grzeje tranzystor mocy to akurat mało ważne ale jakoś nie moge sobie poradzić z wydajnością z obciążeniem 220K napięcie na kondensatorach wysokonapięciowych sięga do +80 V. Przy większym obciążeniu juz spada napięcie znacznie. Co zrobić żeby było bardziej wydajne? I co ejst z tym PWM? nie wystarczy stałe wypełnienie? Jaka powinna być częstotliwość otwierania tranzystora w takiej przetwornicy?Na drugim zdjęciu jest dłąwik któego użyłem.

Witam,
przede wszystkim to tranzystor Q2 powinien mieć pomiędzy swoją bazą a emiterem rezystor o wartości ok. 100Ω w celu przyspieszenia jego wyłączania.
Dalej, tranzystor Q1 jest tranzystorem niskonapięciowym (UCB0 <≤60V), należy zamienić go na inny wysokonapięciowy (a czy jest ten tranzystor jest sprawny, czy tylko przewodzi jego złącze emiterowe?).
Następna sprawa to diody. Według dostępnych mi źródeł to dioda 1N5844 jest diodą Zenera i nie bardzo chce mi się wierzyć, by taka dioda tam mogła pracować, poza tym, to nie jest ona tam (przy przetwornicy podwyższającej) potrzebna (być może jest to tylko zwarta atrapa diody).
Natomiast dioda 1N5048 jest również diodą Zenera (Uz =75V), zobacz:
http://www.datasheets4u.com/search.php?q=1N5048
i to tłumaczy, dlaczego nie daje się uzyskać większego napięcia na wyjściu.
Ostatnia sprawa to dławik; do najlepszych to on nie należy, ponieważ jest to wielouzwojeniowy dławik filtru zasilacza nawinięty na rdzeniu ze sproszkowanego żelaza. Tu odpowiedniejszym byłby rdzeń z ferrytu, ale z odpowiednią szczeliną ze względu na nasycenie rdzenia.
Reasumując, Kolego; należy porządnie tę przetwornicę przeliczyć, by uzyskać pożądany efekt końcowy.
Należałoby zastanowić się, czy w tym zastosowaniu nie lepszy byłby wysokonapięciowy tranzystor MOS-FET z kanałem typu N w roli klucza, który można sterować napięciowo.

Pozdrawiam

Tak więc kolejna wersją którą zrobiłem to układzik poniżej. Niby działa. nawinąłem na nowo dławik (z 5 uzwojeń nawinąłem tylko dwa najgrubsze (każdy po jednej stronie - nie zachodzą na siebie). Wszelkie diody wywaliłem dałem tylko diodę dual scottky w to-220 (MOSPEC F12C0C). Dzięki dwóm dławikom wydajność prądowa teoretycznie jest dwa razy większa. Każde uzwojenie jest sterowane osobno z procesora.

Teraz dobrze by było zrobić ujemne sprzężenie zwrotne tak żeby ustabilizować napięcie- tylko jak?! Nie wystarczyłoby na wyjściu wysokiego napięcia dać np. diak, który powyżej danego napięcia włączał by tranzystor co odłączało by np sterowanie tranzystorów kluczujących.

Jak dobrać częstotliwość i wypełnienie kluczowania dławików?

Jak sprawdzić jaka jest wydajność prądowa takiej przetwornicy?

Witam,
już znacznie lepiej, ale jeszcze potrzebne są poprawki, zobacz:



Wrysowałem rezystory 100Ω (około), o których wspominałem wcześniej, a zapomniałeś o nich. One pełnią ważną rolę przy wyłączaniu tranzystorów kluczy, a mianowicie poprzez usunięcie ładunków większościowych w bazie w monencie ustania przewodzenia tranzystorów Q1, lub Q2 przyspieszają przejście tranzystora Q3, lub Q4 w stan nieprzewodzenia, co zmniejsza straty komutacyjne.
Dławik, który przewinąłeś nie może być jako sprzęgnięty magnetycznie, muszą to być dwa egzemplarze i mogą być mniejsze od tych z filtru PCetowego zasilacza.
Poza tym, to fazy sterowania obu tranzystorów kluczy należy przesunąć o 180° (ale koniecznie z dwoma dławikami i niesprzęgniętymi magnetycznie). W ten sposób powstanie przetwornica dwufazowa.
Nadal nie wyartykułowałeś co chcesz uzyskać na wyjściu z tej przetwornicy i pod obciążeniem, więc o jakimkolwiek racjonalnym doborze elementów nie może być tu mowy.
Zamiast sterowania z µCPU, lepszy byłby tu dedykowany do tego celu układ typu TL494N (lub jego ścisły odpowiednik KA7500B) w którym znajdziesz układ źródła odniesienia, oraz niezbędne do zbudowania skutecznego sprzężenia zwrotnego, kontrolującego wartość napięcia wyjściowego, wzmacniacze operacyjne.
Linki do DataSheet do wspomnianego tu TL494N nie podaję, ponieważ na forum elektroda była ona podawana wielokrotnie, a więc znajdź sobie sam.
Warto jednak zapoznać się z tym tematem tam:
https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic575090.html
Choć nie jest to ideał, ale w swojej konstrukcji, jak widać, zmierzasz w tym samym kierunku.
Przeczytaj tam do końca, postaraj się zrozumieć dyskutowane tam niuanse, oraz poprzez pryzmat swoich potrzeb oceń, na ile tamto rozwiązanie (w sensie schematu) będzie Tobie przydatne.

Pozdrawiam

Ogólnie to chciałem zrobić przetwornicę do swojego notebooka tak żeby dało się go podłączyć go w aucie z 12V. Oryginalny zasilacz z ~220V/+20V ma wydajność 3.5 A więc przynajmniej takiej wydajności powinna być przetwornica DC-DC +12V/+20V.

Witam,
zdecydowanie lepszy jest tu, dedykowany do tego celu, układ programowanego stabilizatora równoległego (diody Zenera) typu LM431, zobacz tam:
http://www.datasheet4u.com/html/L/M/4/LM431_NationalSemiconductor.pdf.html

Pozdrawiam

Udało mi się wymyślić takie coś (stabilizator.jpg) : kiedy napięcie przekroczy 20V wtedy na wejściu invertera U1A napięcie przekroczy próg przełączenia (chyba 2,5V ale nie jestem pewien) I wtedy stan niski zostanie podana na wejście!Reset Attiny13 i wyłaczy go na czas stanu nskiego na tym właśie wyjsćiu. No i helitrim po to żeby ustawić dokładnie żądane napięcie.

Powstała więc kolejna wersja mojego schematu ( przetwornica_impulsowa.jpg) . Już ze stabilizacją, która teoretycznie powinna działać :].

Myślałem też trochę nad zrobieniem przetwornicy pojemnościowej (przetwornica_pojemnosciowa.jpg) według ostatniego schematu. Która będzie lepsza? Impulsowa czy pojemnościowa?
(można tu zrobić dodatkowe bloki złożone z D3, D4, D5, D6, C7 co zwiększy wydajność prądową przetwornicy podobno przy jednym bloku jest 1,5A wydajności (przy 20V na wyjściu))

Witam,
z całym szacunkiem do Twoich poczyniań, ale odnoszę nieodparte wrażenie, iż próbujesz ponownie "wynaleźć proch...", a wszystko to za sprawą braku z Twojej strony wiedzy teoretycznej w tamacie, którym tu zajmujesz się.
Przetwornice pojemnościowe już dawno wynaleziono i są niekiedy (dla małych mocy) stosowane. Zobacz np. układ scalony typu ICL7660 (ICL7660S):
http://www.datasheet4u.com/html/I/C/L/ICL7660S_IntersilCorporation.pdf.html
Dla większych mocy, ze względu na "skokowe" ładowanie kondensatora służącego za swoiste "wiadro do przenoszenia ładunku", oraz znaczne przy tym straty, tego typu przetwornice nie nadają się.

Poza tym, to charakterystyka wejściowa bramki buforowej CMOS z serii B typu CD4069 jako komparator napięcia to pomysł kiepski, a o czym już Tobie tu napisałem (brak powtarzalności, zależność wartości przełączania od napięcia zasilania), proponowałem Tobie układ LM431, który jest do tego celu (stabilizator regulacyjny napięcia) dedykowany.

Nie pisz podobno, ponieważ jest język gdybaczy, a nie inżyniera...
Tu nie ma magii, jest teoria (sprawdzona i do opanowania) i na podstawie niej należy formułować swoje postulaty i je weryfikować praktycznie.
Powinieneś też zobaczyć jak to już ktoś kiedyś zrobił (zobacz niżej na mój podpis), ponieważ w przeciwnym przypadku zostaniesz uznanym za osobę która "wyważa już dawno otwarte drzwi..."
Na koniec; µPC jako sterownik do przetwornic, to moim zdaniem, trochę przerost formy nad treścią, ponieważ na potrzeby różnego rodzaju przetwornic impulsowych, już dawno wymyślono i wyprodukowano wiele dedykowanych i specjalizowanych sterowników w postaci układów scalonych.
Wobec tego zapytam; dlaczego właśnie taką obrałeś drogę, by zaprzęgnąć do tego celu µPC?

Pozdrawiam

Witam
Nie można stosować układów cyfrowych do pomiaru napięć o charakterze liniowym, w takim miejscu stosuje się komparatory. Jak będziesz potrzebował działającej przetwornicy 12>20 o wydajności do 4A, to jest już opracowana i udokumentowana na ELEKTRODZIE w działach DIY i ZASILACZY.

Mógłby mi ktoś wytłumaczyć jak działa komparator? znaczy się wiem ze służy do porównywania napięć, ale chodzi mi o to jak się z korzysta z czegoś takiego, i jeszcze chciałbym jakieś przykłady scalaków z komparatorami.

Tu masz informacje jakie potrzebujesz. Komparator porównuje dwa napięcia i informuje które jest większe.
Zobacz to może pomoże:
https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic314776.html#2434319
https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic464917.html#2375533
http://home.cogeco.ca/~rpaisley4/Comparators.html

Bez urazy "Pth" ale "Czesio" musi się jeszcze wiele nauczyć.
Ps.Ja też się bawiłem w takie rzeczy ale wolę tani MC34063 +tranzystor prostsze i dużo lepiej opisane (do podobnych zastosowań) lub inne sterowniki Step-Up,Universal czy Fly-Back N-Semi np LM2XXX
http://www.national.com/cat/
lub wiele innych stron i rozwiązań...