Weryfikacja projektu przetwornicy MC34063: parametry, schemat, cewka 100uH, Vsat

Question

Witam, Wiem ,że temat przetwornicy przewija się co tydzień ale ja potrzebuje już głównie oceny czy dobrze to wymyśliłem i zrobiłem.... Tak więc moje założenia: (obliczenia w pdf są na podstawie AN920 do MC34063) Uwe = 22-26V (średnio 24V będzie) Iwy = 1A Uwy = 12V f = 40kHz Całość jest w...

Konto nie istnieje · Accepted Answer

dU = Uinmax - Uout

Stosunek napiec

sU = Vout/Vinmax

Minimalna indukcyjnosc

Lmin = dU*(1-sU)/(1.4*IoutMIN*f)

f- czestotliwosc

Ale musisz jeszcze pamietać o jednym. Wzory to sprawa wazna ale nie gwarantujaca poprawnosci dzialania. Trzeba odpowiednio projektowac PCB, nawijac cewki i transformatory i wiedziec mase innych rzeczy ktorych nie uwzgledniaja proste wzory a ktore maja miejsce.
pozdr

Konto nie istnieje · Answer

witam
Te 0,3V to napiecie przy ktorym wlancza sie zabezpieczenie pradowe układu.
Isense znajduje sie pod 7 nozka.
0,3V/0,33ohm= 0,9A
Te 0,9 ampera to maksymalny prad w ukladzie na schemacie.
Tutaj jest mala rozbierznosc. W pliku wedlug twoich obliczen impuls pradu wynosi 2,8A, a w katalogu maksymalny 1,5A.
Przeprowadz nowe obliczenia dla twoich 100uH i zobacz czy sie zmiescisz.
O pradzie wyjsciowym 1A przy 12V na takiej malej kosci mozesz chyba zapomniec.
Obliczenia wykonane sa raczej prawidlowo.
pozdr

saper_2 · Answer

Nie patrz się na schemat na stronie z obliczeniami

to jest z AN920

.
Właściwy schemat jest na drugiej stronie w PDFie zaś na 3 str. jest rysunek płytki.

Rsens ma 0,12R i podniosłem Vsat do 0,4V teraz mam I=3,8A
Po lekturze forum na temat MC34063 zacząłęm się zastanawiać czy nie za mało ale nie chce za bardzo zwiększać cewki (nie mam większego rdzenia).

Więc chciałem prosić o opinię kogoś wprawionego w projektowaniu przetwornic i uwagi nt. płytki (i schematu).
Dioda D1 to ma być BY397 (3A, 200V, 500ns, DO201AD)

Konto nie istnieje · Answer

Ten układ z 2 str. raczej nie bedzie poprawnie zalanczal mosfeta, uzyj dla pewnosci tranzystora bipolarnego tak jak w nocie aplikacji. pozdr

saper_2 · Answer

Mam podobnie zrobioną przetwornicę step-down 24/12V (właśnie z mosfetem) i działa Najwyżej wymienie jak zrobię i nie będzie chciało działać I to wszystko?? (troche mało ) )

Konto nie istnieje · Answer

Podaj jeszcze wymiary rdzenia. pozdr

saper_2 · Answer

Wymiary rdzenia:
średnica zewnętrzna 33mm, wewnętrzna: 20mm, grubość: 20mm. 28zw (albo 30zw) drutem 2x0,5.

Teraz kiedy o to spytałeś, przekształciłem sobie wzór: n = pierwiastek(L / AL) i wyszło mi że AL mam 127[nH/n] - chyba ,że źle licze :/

Dodatkowo wszedłem sobie na stronę: http://schmidt-walter.fbe.fh-darmstadt.de/smps_e/abw_smps_e.html
i policzyłem swoją przetworniczkę i z rdzeni najlepiej mi zasugerował E16 który ma AL=69 ,a mój ma AL=127 więc nie jest źle

(tak myślę)

Konto nie istnieje · Answer

Twoj rdzen ma przekroj 2,6 cm2. Calkiem przyzwoity rdzen. Sadzac po wartosci Al jest to rdzen proszkowy. Jako ze jest to przetwornica Step-Down przy obliczeniach indukcyjnosci musze przyjac max napiecie wejsciowe , napiecie wyjsciowe , czestotliwosc pracy i min prad wyjsciowy. Dla minimalnego pradu 0,5A indukcyjnosc wynosi 227uH.
Musisz mi jeszcze podac jakim minimalnym pradem obciazysz przetwornice. Jezeli 0,5A to masz odpowiedz 227uH minimum.
pozdro.

Dodano po 38 [minuty]:

Pomijajac narazie indukcyjnosc , podam ci garsc innych obliczen.
I tak kolejno Resystor Vsat powinien mniec wartosc 0,1ohm co da spadek napiecia 0,3V przy max impulsie wynoszacym 2,8A, moc wydzielana na rezystorze to max 0,8W wiec nalezy zastosowac najlepiej 2Watowy.
Pojemnosc na wyjsciu prawidlowa twoje 1000u zapewnia oscylacje mniejsze niz 30mV p-p , ale osobiscie zastosowal bym kilka kondensatorow Low ESR np 4 x 330u.
Pojemnosc na wejsciu min 375u . I tu jest podobnie np 4x100u ewentualnie 2x 220u.
Tranzystor IRF520 posiada Rds 0,27Ohm co przy skrajnych warunkach pracy da 2W strat. Jakoze rezystancja termiczna pomiedzy zlaczem a reszta swiata wynosi 62stC/W temperatura stuktury podniesie sie o 124st C. Wymusza to stosowanie malego radiatora na ten tranzystor.
Jezeli chcialbys pominac radiator to znajdz tranzystor ktorego Rdson < 0,12 Ohm min 5A i 30-50V.
Dioda BY397 powinna wystarczyc ale nie grzechem byloby uzyc cos szybszego i na wiekszy prad. Ja polecam cos na 5A najlepiej schottky.
Mozna by pokusic sie jeszcze na filtr pomiedzy Vout a Comp In. ale jezeli w aplikacji producent nic nie pisze na ten temat , to ta sprawe ominiemy.

saper_2 · Answer

Ikss... gdzie ja upchnę te +35zw.... Zapytam się ale nie sądzę żebym dostał LOW ESR... A właśnie czytam też forum, notę i właśnie widze to Low ESR to chodzi o kondensatory nisko-impedancyjne? (typ: ECRDF1000/25 z ) Pozostanie przy zwykłych kondensatorach sprawi mi że po czasie będę musiał je wymienić? (~2 lata) To już przewidziałem przy projektowaniu płytki (tranzystor jest na brzegu). No to zamiast BY'ków wpisze sobie diody Schottkiego do zamówienia. To omijamy bo nic nie zauważyłem w AN. Ps. I czy mógł byś mi podać wzory z których skorzystałeś przy obliczeniu cewki? U mnie mimo ,że chodzę do technikum elektronicznego to jednak ciężko o jakieś konkretne książki dot. projektowania i budy przetwornic

Konto nie istnieje · Answer

Zaczynajac od poczatku. Jezeli cewka ktora opisales ma 100uH i 30zw to ze wzoru n*n*AL=L[nH] otrzymujemy Al = 111 . Jak widac ze wzoru indykcyjnosc rosnie z kwadratem liczby zwojow, wiec podstawiajac do wzoru 250uH otrzymamy 47zw. Musisz dowinac tylko 17zw, gdyz 30 juz sie tam znajduje.Realizacja jest stosunkowo prosta , wystarczy ze bedziesz dalej nawijal jedne na drugie, pojemnosc mniedzy zwojami nie bedzie odgrywac zasadniczej roli przy tej czestotliwosci pracy. Druga sprawa to kondensatory. Dawanie zwyklych elektrolitow mija sie z celem. Czas zycia liczy sie conajwyzej w minutach a nie w latach, a jezeli sie nawet zdazy ze zaden nie padnie to i tak ze wzgledu na ich duza rezystancje szeregowa uklad bedzie sie zachowywal tak jakby wcale ich tam nie bylo. Idac dalej sprawnosc , jakosc przetwornicy bedzie na najnizszym z mozliwych poziomow jezeli wyjdzie z tego jakakolwiek przetwornica. Kondensatory Low ESR to nie Low Impedance, z jednymi i z drugimi nie ma problemu, dostepne w sprzedazy , spojz na allegro. Sprawa nastepna to obliczanie przetwornic. Kazdy ma inna recepture , jedna lepsza druga gorsza , zalezy do czego i jak. Przyklady obliczen mozna znalesc w katalogach ukl scalonych przeznaczonych do danych rozwiazan. Ja osobiscie kozystam z wlasnej wiedzy na temat obwodow magnetycznych. Temat w elektronice chyba najbardziej trudny i ze zrozumieniem u wiekszosci tez. Jezeli bedziesz posiadal przekrojowa i szczegolowa wiedze na temat obw. elektrycznych i mag. to wzory do kazdej przetwornicy wyprowadzisz sobie sam. Obw elektryczne to stany ustalone i nieustalone oparte na rownania rozniczkowe. W technikum chyba tego nie uswiadczysz. pozdr.

saper_2 · Answer

Ale jestem głupi ,właśnie z tego wzoru liczyłem ile zowjów potrzebuje (na te 100uH), jakoś się dowinie tyle ile trzeba... Troche za lewniwy jestem na to żeby samemu to robić prędzej pogrzebię w google albo w nocie do układu. Niestety masz racje... A umnie jescze... A wracając do temtu kondensatorów, czyli te Low ESR to są te polsko nazywane nisko-impedancyje. Rozjaśniło mnie już trochę bardzej, i chyba jednak dam te elektrolity i schodząc z tematu mam 3 pytania jeszcze (mam nadzieje że to już ostatnie będą): 1. Ostatnio dobrałem się do wnętrzności starej MP3'ki i tam znalazłem tylko kondensatory tantalowe smd (największy 100u na wyjściu przetworniczki 1,5V/3,3V) - wychodzę z wnoisku (bazując na tym co załapałem nt. kondensatorów) że też mogą być stosowane zamiast ESR? 2. Jak to jest z obliczaniem sprawności przetwornicy? To jest [ Pwy/Pwe*100% ] ? 3. Nie szybko będę robił jakąś przetwornicę typu fly-back więc bedę siedział przy mc34063 (i ew. jakiś kiedyś może typu uc3842 lub tl494/497 (różnią sięchyba Uzasilania)) tak więc mógł byś mi podać kilka (ze 5) wartości kondensatorów i cewek jakie może zdażyć mi się użyć w różnych konfiguracjach tego układu (układów) - lub podmienić coś z tego co wymieniłem? Planuje zaopatrzyć się w takie elementy (tak w miarę uniwersalnie): - Kondensatory: 1000/10, 470/16, 470/50, 220/35 (nisko-impedancyjne) - Cewki: 330uH/0,25A/1R SMD, 220uH/0,8A/0,7R SMD zabudowany, 150uH/1,5A/0,25R SMD, 330uH (rdzeń dławikowy), 820uH (rdzeń dławikowy) - Tranzystory: IRF520 N-MOSFET 10A/100V, IRF9530 P-MOSFET 14A/100V, IRF530 16A/100V, IRFL014NPBF N-MOSFET 1,9A/55V (IDM=22A) SOT-223, IRFR024NPBF N-MOSFET 16A/55V TO252AA (IDM=56A) - Diody-Schottky: SS18 1A/80V SMD, SK36 3A/60V SMD, 1N5822 3A/40V, MBR760 7,5A/60V TO220, MBR2060 2x10A/60V TO220 - Z rdzeni: E16 3F3, E25 3F3, U10 3C90

Konto nie istnieje · Answer

Low ESR to po polsku niska rezystancja szeregowa.
Low Impedance to niska impedancja.
Very low impedance - bardzo niska impedancja
Wiec sa to zazwyczaj rozne typy kondensatorów.

Tantale moga i zazwyczaj wyręczają jedne i drugie , ale dostępne sa na niskie napiecia- wieksza pojemność lub wyższe napięcia - mniejsza pojemność.

Pojemności użyte w układzie rosną proporcjonalnie do prądu i maleją w stosunku do częstotliwości pracy. Wraz z częstotliwością pracy rosną wymagania odnośnie do kondensatorów. Przy obliczaniu przetwornicy należy wziąść pod uwage Rezystancje Szeregową kondensatora (ESR).
Powinna byc ona jak najmniejsza. Czym mniejsza tym lepszy kondensator. Co za tym idzie 100u moze okazac sie lepszy od 1000u.
Indukcyjności maleją ze wzrostem częstotliwości pracy , rosnie takze moc przetwornicy przy tych samych wymiarach lub zmiejszasz wymiary pozostawiajac moc.
Generalnie jezeli chcesz sie zaopatrzyc juz w elementy - co odradzam, to powinieneś wybrać takie kondensatory które mają najmniejszą ESR.

Jeżeli popełniłeś juz jakieś przetwornice to radze sie zająć teraz większymi częstotliwościami np 100-200kHz.

Tranzystory , diody , kondensatory muszą być dobrane na prądu i napięcia panujące w układzie. Napięcia panujące w przetwornicach FLYBACK sa znacznie wyższe niż w pozostałych , wiec napewno będą tu potrzebne tr. na wyższe napięcia. Prąd najlepiej 1,5-2 razy wyższy niż panujący w impulsie. Rds on jak najniższa.
To samo tyczy sie diód. Tu panuje zasada czym szybsze i na większy prąd tym lepsze.
Asortyment elementów zależy przedewszystkim od przetwornicy!!!

Materiały 3C90 i 3F3 są dobre. 3C90 pracuje poniżej 200kHz a 3F3 200kHz-500kHz. Na ok 500kHz polecam rdzenie z materiału SuperMMS Więc jak widac zależy od zastosowań. Do 100kHz spokojnie 3C90.

Podajesz różne cewki. Ja wole więcej rdzeni i sam je nawijać , no chyba ze ewidentnie wiem ze coś przypasuje. Do obliczania cewek wystarczy znać materiał z którego są wykonane (katalog-wszystkie inf) , i przekrój.

Z ukł scalonych możesz pomyśleć o nieśmiertelnym TL494(KA7500)- zasilanie 7-40V, pracuje do 200kHz i bardzo łatwo jest zaadoptować układ do pracy na Mos-Fet'ach.

Zamiast IRF 520/530/9520/9530 proponuje IRF540N/9540N.
Do mocniejszych rzeczy IRF250N. Spójż tylko w katalog jakie mają prarametry , a ceny śmieszne. Te pierwsze od 2-3 zl drugi 3-4zl.

Dioda MBR20200 - 2 x 10A 200V 2-3zl
Dioda SB360 3A 60V 10 - 15zl za 50szt
Dioda 1N5819 1A 40V ok 15zl za 100szt

Sprawność to Pout/Pin * 100%.

saper_2 · Answer

To ja nie wiem już które Wszędzie widze tylko nisko-impedancyjne nigdzie nie widze o niskiej rez. szeregowej. Ale patrząc się na tabele z current ripple (z prądem falującym? - nie bardzo wiem jak to przetłumaczyć :/ ) i widze iż zwykłe kondensatory elektrolityczne mają kilkukrotnie mniejszy prad w porównaniu do tych nisko-impedancyjnych (te mają wartości tego prądu dużo większe przy dużo większej też częstotliwości w porównaniu do zwykłych) Popełniłem jedną i działa nawet (12V/24V Iout=150mA) ale skuteczność 51% Z tego MC nie wycisnę więcej jak 40khz... Z układów jeszcze się nie przyglądałem TL494/497 czy UC3842 ale to są układy które wymagają do zasilania conajmniej 7V (ale potrafią wyciąnąć chyba do 400khz). A mi prędzej zdaży się zrobić coś z zasilania bateryjnego. Wiem o tym. I przy wyborze tranzystora kieruję się I`pk gdyż wychodzi on większy. Oczywiście wiem o tym... Tylko że u mnie dostać coś trochę mniej powszechne to tylko mogę liczyć na cud :/ Zresztą do obliczania i zbudowania flyback'a trzeba liczyć trafko ,a ja tego nie umiem :/ - ale ze względu na wymagane to do przetwornic będę musiał troche posiedzieć nad tym. Nawinąć to mogę duże - i tak włąśnie zrobiłem w tej przetwornicy, ale małych (np. SMD) to nie nawinę Nie planuje szybko budować przetwornicę fly-back i/lub na moc kilkunastu-kilkudziesięciu wat jak zrobię na max 5-10W to będę happy Ale coś spróbuję zrobić na TL494/7/UC3842 - ale to przyszłość Ceny widze, może faktycznie zamiast kilku różnych wezmę tylko jeden typ w to220. Gdzie w takich ilościach diody 1n5819 (5822 - wygląda lepiej)? Ja najtaniej znalazłem po 22gr/szt przy 100szt :/

Konto nie istnieje · Answer

Oczywiscie mozesz stosować low impedance , albo jeszcze lepiej very low impedance. Czym wiekszy prad moze plynac przez kondensator przy wiekszej czestotliwosci tym lepiej.
Wezmy np 2 kondensatory jeden 1000u impedancja 0.043 drugi 2200u impedancja 0,03.
Jezeli w układzie gdzie wymagana pojemnosc to 2000u zamienimy ten 2200u na 2x 1000u impedancja bedzie 2x mniejsza niz pojedynczego.Czyli wypadkowa 0,0215. Dlatego opłaca sie łączyć kondensatory - nie tylko low impedance- w baterie.
Odnosnie FlyBack to nie musi byc trafo , chyba ze zalezy ci na separacji galwanicznej wejscia i wyjscia.
Temat przetwornic to temat rzeka.
Mnie interesuja przetwornice ~230VAC i takowe wykonuje.
W twoim przypadku jezeli jest to zasilanie bateryjne , powinny byc to przetwornice synchroniczne. Praca synchroniczna to furtka do wyzszej sprawnosci.

Podzespoły - patrz allegro - wystawiaja tam tez hurtownicy.

Masz pomysl na Flyback albo na inna przetwornice , wypisz zalozenia projektu a ja napisze co i jak bym zrobil , moze to ci troche rozjasni sprawe.
pozdr.

saper_2 · Answer

No właśnie zapomniałem się zapytać jak to obliczyłeś? Bazująć na parametrach: - Uin_max = 26V - Uout = 12V - f = 40kHz - Iout_min = 0,5A - L = ??? i nie wiem jak to wyczarować z powyższych Szukałem po necie i nie znalazłem Jeśli jeszcze masz ochotę mi podpowiedzieć to może dodałbyś wzór (może na boost też extra ) Ps. Pewnie wzór kiedyś widziałem gdzieś ale nie mam pamięci do czegoś czego prawie nigdy nie używam

saper_2 · Answer

Do tego potrzeba doświadczenia, a ja dopiero zaczynam więc doświadczenie nabirę z czasem...

To chyba wszystko co mi brakowało

, w razie czego będę mógł Cię pomęczyć jeszcze??

Ps. Planuje jeszcze przetwornicę 4-7V/5V 800mA ale na razie mam tylko obliczenia z grubsza - tak więc jak zabiorę się za projektowanie to zrobię nowy temat (o ile moderator mnie nie zastrzeli )

Konto nie istnieje · Answer

Spoko pomoge. Do czego używasz przetwornic?

trol.six · Answer

Hm.. wzorów do przetwornic to można skombinować całą mase, jak sie przegląda opracowania na ten temat, to widać jak kazdy liczy po swojemu te same elementy.

Najważniejsze przy przetwornicach:

1. zmiana prądu w czasie dI= ( U * dt ) / L

2. energia E = ( I * I * L ) / 2

z tego pierwszego określamy jaką nam pasuje L, mamy t czyli czas z częstotliwości, ponieważ tam prąd sobie tętni w funkcji tego czasu, dobieramy by sobie trochę tętnił, ale nie przesadzamy bo za duży dławik skutkuje brakiem stabilności napiecia wyjściowego. Dobiera sie go w korelacji z pojemnością wyjściową. Co w zasadzie podał waveli6.

Energie przydaje sie przy liczeniu transformatorów do flyback. Tez tutaj można to różnie liczyć bo taka przetwornica może pracować w trybie CCM albo i nie.

Ogólnie prawde powiedziawszy wypadałoby napisać jeden większy rozdział na jeden rodzaj przetwornicy jak liczyć.

Liczenie dławików też jak chcesz sam nawijać trzeba opanować. Musisz nie tylko umieć policzyć indukcyjność mając Al, ale także prąd nasycenia, Warto także przy większych rdzeniach szacować chociaż straty w materiale.

Ilość materiału jest dość spora. Dodając że każdy ma swoje własne pomysły jak liczyć, dawanie tutaj rad w postaci typowego gotowca jest raczej takie sobie, moim zdaniem troche prowizoryczne. Chcąc samemu projektować warto wiec sporo poczytać.

Promuję tematy:
22.05.2021 Programator VHH -- tropic -- mikrokontrolery pic i inne
02.12.2020 Analiza kilku filtrów RC przy uzyskiwaniu napięcia z sygnału PWM
18.11.2020 Symulacyjny program do szacowania kilku filtrów RC dla PWM
11.09.2020 Programator optoizolacyjny inne RS232 UART AVR soft linux
01.04.2020 Zadajnik napięciowy z pomiarem: ESEM

saper_2 · Answer

waveli6 Do czego... dobre pytanie... do zasilania raczej tam gdzie nie mogłem dać stabilizatora (np 24V > 12V 1A) albo potrzebowałem wyższe napięcie (12>24V 130mA; 4-6V/5V 800mA(ta się dopiero planuje)). No właśnie, tylko co? Do tej pory z książek po polsku mam na celowniku 2 książki: - Odon Ferenczi: Zasilanie układów elektronicznych Przetwornice impulsowe - Odon Ferenczi: Zasilanie układów elektronicznych Zasilacze ze stabilizatorami do pracy ciągłej. Przetwornice DC − DC. Te ^^ staram się wypatrzyć na aledrogo. Ale cena ich jest niezła jak się pojawią. A z angielsko-języcznych trafiłem na: - Keith Billings Switchmode Power Supply Handbook - widziałem jeden rozdział i stwierdziłem że mój angielski jeszcze ma dużo braków - Marty Brown Power Supply Cookbook - też takie same stwierdzenie z moim angielskim A poza tym czytam jak mi czas pozwoli AN i datasheety do ukłądów które chce użyć czyli ostatnio: TL497, UC3842, MC34063 (tutaj w AN jest przetwornica Step-Up/Step-down która by mi super pasowała do zasilania pocketa (czyli Vin=4-6V, Vout=5V Iout_max=800mA Iout_min=140mA))

Konto nie istnieje · Answer

Polecam jeszcze artykuły w pdf'ach firm produkujących ukł. scalone i materiały magnetyczne. Dostępne na ich stronach www.
Prawde mówiąc przychodzi chęć napisania lub przetłumaczenia jakieś książki, bo rzeczywiście literatura w jezyku polskim jest raczej uboga.

jony · Answer

W języku polskim to polecam te artykuły z edw. całość i inne dostępne tu I trochę po angielsku:

saper_2 · Answer

Ja bym z tego usunął raczej Dzięki jony z pdf'ow edw mam ale nie mogę zebrać się i tego przeczytać ciągle coś... (klasa maturalna :/ ) I po angielsku oczywiście też przeczytam tylko musze znaleźć czas

Weryfikacja projektu przetwornicy MC34063: parametry, schemat, cewka 100uH, Vsat

Post #1

Post #2

Post #3

Post #4

Post #5

Post #6

Post #7

Post #8

Post #9

Post #10

Post #11

Post #12

Post #13

Post #14

Post #15

Post #16

Post #17

Post #18

Post #19

Post #20

Post #21

Post #22

Post #23

Podsumowanie tematu