Dławik wyjściowy przetwornicy

[sebxx4]

No spoko :)

[raven1985]

Tak się teraz zastanawiam od czego zacząć i przypominała mi się jedna ważna kwestia przez którą ta stabilizacja może nie działać:
Chodzi o to że aby to działało konwerter musiał my być idealnie symetryczny. Nigdy nie uda się idealnie symetrycznie nawinąć trafa czy spadek napięcia na kluczach, ścieżkach nigdy nie będzie taki sam w końcu czasy włącz/wyłącz też nie będą jednakowe. Rdzeń zacznie "chodzić" i może się nasycić. Żeby zrobić stabilizację trzeba by w praktyce przejść na current mode.

[sebxx4]

Użyje stabilizacji na zasadzie PWM i będę stabilizował tylko jedną połówkę napięcia wyjściowego. Zakładam że trafo będzie nawinięte w miare symetrycznie, a uzwojenia równo obciążone. Robiłem już przetworke ze stabilizacją, ale bez dławika.

Wcześniej pisałeś coś o jakiś rysunkach.

[raven1985]

Postanowiłem zacząć od początku czyli od cewki :)
CCM vs DCM czyli co w dławiku piszczy :)
Wstępniak:
Zanim przyjrzymy się przetwornicy warto przedstawić główną bohaterkę czyli cewę :)
Jak wiadomo cewa gromadzi energię w polu magnetycznym ale tego nie lubi i jak tylko nadarzy się okazja to się tej energii pozbywa. Jeśli jej tego nie umożliwimy potrafi się nieźle zdenerwować klasycznym przykładem jest sterowanie cewki przekaźnika, jeśli zapomnimy zamontować diody torującej drogę dla prądu cewki po odłączeniu jej od źródła zasilania to cewka sama sobie tą drogę utoruje i to po trupach a konkretnie po trupie tranzystora sterującego :)
Czyli:

• prąd w cewce musi być ciągły ! (Nie może zmieniać się skokowo)
• cewka na nagłe zmiany prądu reaguje zmianami napięcia.

A co się stanie jak podłączymy do cewki napięcie ?

Nic ciekawego. Prąd zacznie rosnąć liniowo, szybkość (nachylenie) z jaką będzie rósł będzie oczywiście proporcjonalna do napięcia na cewce i odwrotnie proporcjonalna do indukcyjności cewki. Krótko:
VL / L.

I to w zasadzie wszystko co trzeba wiedzieć :) Ale żeby formalności stało się zadość.
Napięcie na cewce to pochodna prądu płynącego przez nią lub z innej strony prąd to całka napięcia na cewce :) Ale dopóki podłączamy do cewki napięcie „prostokątne” to te pochodne i całki do niczego nie są potrzebne :) Całka z linii prostej to funkcja liniowa, pochodna z funkcji liniowej to linia prosta :)
Wato jeszcze przypomnieć sobie wzorek na ilość energii jaką zachomikuje cewka 0.5* L * I^2. Przyda się przy dobieraniu rdzenia :)

Do rzeczy:
Aby nie komplikować sobie na razie życia przeanalizujmy na początek prościutką klasyczną przetwornicę obniżającą z angielskiego „BUCK” :) Jak się później okaże w przetworce push-pull będzie dokładnie tak samo :)
Spójrzmy na rysunek. Co tutaj mamy ?

Mamy dwa klucze jednym jest tranzystor MOSFET drugim dioda które „prostokątują” napięcie z baterii Vin. Napięcie to (na rysunku Vk) ląduje dalej na cewie L i kondensatorze C i po przejściu przez nie na obciążeniu RL.
Jak to działa:
Załóżmy że nasza przetwornica chodzi już jakiś czas i kondensator C naładował się już do napięcia Vout jakie tam sobie zażyczyliśmy (jakie ono będzie o tym dalej) inaczej mówiąc mamy tzw. stan ustalony (co się dzieje przy starcie przetwornicy to zupełnie inna bajka).
Powiedzmy że tranzystor przewodzi na cewce ląduje wtedy napięcie będące różnicą napięcia bateryjki i napięcia wyjściowego czyli Vin – Vout = VL. I co się teraz będzie działo z prądem dławika ? No zacznie sobie rosnąć liniowo przez czas Ton (włączenia tranzystora) z nachyleniem VL/ L czyi Vin – Vout / L. Po czasie Ton tranzystor zostanie wyłączony. Napięcie na cewce zmieni kierunek i spolaryzuje diodę w kierunku przewodnia. Napięcie to będzie co do wartości równe napięciu wyjściowemu Vout (nie ma innego wyjścia bo do takiego napięcia naładowany jest kond C). Prąd na cewce zacznie maleć (cewka zacznie pozbywać się energii) z nachyleniem -Vout / L aż do momentu w którym znowu klucz zostanie załączony i sytuacja się powtórzy :) Czyli prąd dławika będzie miał kształt piły :) i łatwo zauważyć że prąd wyjściowy to średni prąd dławika.
Narysujmy to sobie:


Mamy więc prąd dławika. Zobaczmy co się z nim będzie działo jak zaczniemy „wkładać” sobie cewki o różnej indukcyjności do układu zostawiając wszystko inne nie zmienione.
Co się zmieni ? Zmieni się nachylenie a tym samym wielkość ząbków piły. Jak zaczniemy zmniejszać indukcyjność dławika to max prąd zacznie nam rosnąć a dławik puchnąć :) bo będzie musiał ten prąd znieść i się nie nasycić i nie tylko on bo prąd dławika płynie przez diodę i tranzystor.

I tu pojawia się pytanie: No to ile tych uH ten dławik powinien w końcu mieć ?
… CDN... :)

[sebxx4]

Hehe, niezłe :) Fakt, zrozumiałem co drugie słowo i dalej nie wiem ile powinien mieć ten dławik :glare:

[raven1985]

Fakt, zrozumiałem co drugie słowo

To źle.

i dalej nie wiem ile powinien mieć ten dławik

Cierpliwości :)

Spójrzmy z powrotem na rysunek prądu w cewce.

Spróbujmy zobaczyć o ile ten prąd w dławiku się „buja” i jak zależy to od indukcyjności dławika:
Oznaczmy sobie to bujanie jako 2*dl jak znaleźć jego wartość ? Trochę matematyki:
Prąd narasta liniowo – funkcja liniowa – równanie prostej znamy y = a*x. y to nasze 2*dl, a – to nachylenie prostej które znamy czyli Vout – Vin / L, x – spójrzmy na oś x mamy tam czas Ton lub inaczej D*Ts wstawiamy i mamy :)
Teraz możemy już wyliczyć L :

Jedyną niewiadomą we wzorku jest to nasze bujanie które przed chwilą liczyliśmy ? Trzeba więc coś przyjąć. No to ile ? Przyjmuje się najczęściej 20% prądu wyjściowego przetwornicy. Tak jak wcześniej pisałem jak przyjmiemy zbyt dużą wartość to prąd płynący przez elementy przetwornicy zacznie osiągać bardzo duże wartości jak za mało to wyjdzie nam nie praktyczna wartość indukcyjności dławika.
Wiemy już jaki dławik wsadzić ale zanim zabierzemy się za jego nawijanie zobaczmy co się będzie działo z przetwornicą jak zaczniemy zmniejszać prąd obciążenia, bo na razie zakładaliśmy że się nie zmienia :)
CDN...

[sebxx4]

Różnica "Vin-Vout" we wzorze to wartość wachania napięcia wyjściowego ? (np 40-60)

"D*Ts" - co to oznacza ? D to chyba współczynnik wypełnienia, a Ts ?

Wynik wyjdzie w H czy nH ?

[raven1985]

Pisze chyba sam do siebie :)

[sebxx4]

?

Troche to skomplikowane :)

---------- Post dodany o 08:08 ---------- Poprzedni post o 06:46 ----------

Niech mi jeszcze kolega powie, czy jak robie tą stabilizację na transoptorze (włącz/wyłącz) to do obliczania trafa mam użyć indukcji międzyszczytowej 320mT czy 520mT ?

[raven1985]

Troche to skomplikowane

Tak się wydaje na początku ale jak byś sobie sam to przeanalizował na spokojnie (spróbuj sam narysować przebiegi) to zobaczysz że jest banalnie proste :)

Niech mi jeszcze kolega powie, czy jak robie tą stabilizację na transoptorze (włącz/wyłącz) to do obliczania trafa mam użyć indukcji międzyszczytowej 320mT czy 520mT ?

między szczytową.

Dławik tak jak pisałem wcześniej zacznij od 220uH. Najlepiej sprzężony (oba dławiki na jednym rdzeniu). Dławiki są nieliniowe i mają większą indukcyjność dla małych prądów.

[irek]

Daj sobie spokoj raven bo szkoda twojego czasu. Koles caly czas pyta mnie o takie podstawy ze to na prawde zaczyna byc irytujace.

[sebxx4]

A tak na temat samego sterowania kluczami ze strony wtórnej - można to zrobić na transoptorach (np. CNY17, 4N25) ? W sytuacji gdy sterownik jest na stronie wtórnej trafa, a klucze na pierwotnej i trzeba nimi sterować z zachowaniem separacji galwanicznej. Działa wtedy dalej normalnie PWM ?

[raven1985]

Bez dodatkowych driverów nie. No i mogą być za wolne.

[sebxx4]

A gdy zastosuję trafo sterujące to będę miał normalne PWM ?