Xl4016 регулировка тока не работает

radiohlam.ru

Volag инженер, читатель
Сообщения: 250 Зарегистрирован: 19 апр 2010, 03:53 Откуда: Симферополь

Понижающий DC-DC 1. 26В,100Вт

• Цитата

Сообщение Volag » 15 апр 2016, 01:59

Хочу разработать для себя схемку преобразователя из радиохлама с такими характеристиками:
Напряжение
Входное: 5. 28В.
Выходное:1. 26В.
Ток: 0,1. 10А
Мощность: 100Вт

Нашёл два преобразователя, от которых думаю отталкиваться:
1) http://ru.aliexpress.com/item/DC-DC-Buc . 09920.html#!


2) http://www.dx.com/p/10a-dc-cnoverter-bu . w_vTt9-PIV

С ними есть вопросы.
1. Дроссель.
Судя по виду оба преобразователя — однотактные синхронники. Значит кольца однозначно не ферритовые, а из материала с распределённым зазором.
Какой может быть тип и параметры сердечника дросселя второго преобразователя? Если сопоставлять с известным размером подстроечного резистора, то размер кольца примерно соответствует T68 (OD:17,5мм, ID:9,4мм, HT:4,83мм).
Цвет покрытия — чёрный, такие поиском находятся кольца на основе сендаста (KS068125) и амидона (T68-10). Но частота преобразователя указана 150кГц, а KS068125 вроде предназначен для низкочастотных применений, ниже 100кГц. T68-10 — наоборот, для высоких частот порядка 15. 100 мГц.
Что же это тогда?
На первой плате дроссель имеет размеры T106: 26,9/14,7/11,2 и судя по цветам (зелёный с синим) это T106-18. Насколько хорош этот материал на частоте в 300 кГц, которая указана для данного преобразователя? Габариты больше чем у дросселя на второй плате, число витков тоже. И это несмотря на то, что частота в 2 раза выше.
2.Силовые транзисторы на второй плате.
Скромные люди зачем-то затерли подписи на микросхеме и ключах в корпусах D-PAK. Интересно, что бы это могли быть за транзисторы работающие на такую нагрузку без радиаторов и микросхема, управляющая верхним ключом без бутстрепной цепочки?
3.Регулировка тока.
Как реализована регулировка тока на второй плате, токоизмерительного шунта что-то не видно.
4.Микросхема на первой плате. Что это может быть — в корпусе TO-220 с 5 выводами, работающее на частоте 300кГц, с выходным током до 10А и синхронным выпрямлением? К сожалению с нужного ракурса не сфотографировали, а ведь хотелось бы знать.

Если есть готовые схемы подобных преобразователей, буду рад их увидеть.

rhf-admin администратор, спонсор, писатель, дизайнер, инженер, программист, идеолог
Сообщения: 3009 Зарегистрирован: 25 авг 2009, 23:19 Откуда: Уфа Контактная информация:

Re: Понижающий DC-DC 1. 26В,100Вт

• Цитата

Сообщение rhf-admin » 15 апр 2016, 09:04

1) На цвет колец вряд ли можно ориентироваться. Он у всех производителей разный. Да и зачем эта информация по большому счёту? Лучше ориентироваться на известные параметры (частоту/мощность) преобразователя-донора. Если заявлено, что он работает на 300 кГц и при этом рассчитан на ток до 3А, — значит и в твоей схеме на этой же частоте он примерно такой же ток сможет тащить. Завышать габариты дросселя производителю особого смысла нет.
Сможет ли кольцо работать на частоте выше, чем в доноре? Ну, тут только эксперименты остаются.
2) Это могут быть любые полевики. Почему ты решил, что бутстрепной цепочки нет? Видно очень плохо, но над микрухой явно есть два достаточно больших кондёра и диод. Вполне может быть, что один из этих кондюков и есть бутстреп.
3) А почему регулировка тока вообще должна быть. Где-то в описухе что ли написано, что она есть?
4) Я бы подумал на LM2596, но она на 100 кГц. А вообще «техассцы» любят делать такие корпуса, у них на сайте много подобных вариантов, с 7-ю, 5-ю ногами с одной стороны в корпусе как от транзистора.

Вот здесь была была тема с разными схемами понижаек. В том числе полюбившийся всем образец на ADP3418.

Volag инженер, читатель
Сообщения: 250 Зарегистрирован: 19 апр 2010, 03:53 Откуда: Симферополь

Re: Понижающий DC-DC 1. 26В,100Вт

• Цитата

Сообщение Volag » 15 апр 2016, 23:53

1.Ну как зачем? Надо же от чего-то отталкиваться.
Вот, к примеру нашёл я донора — сгоревший БП компьютера.

В нем есть дроссель на кольце, в другой цепи и по чём знать, подойдёт-ли он для моей цели? Размеры его 20,1 x 11,8 x 6,2, покрытие — жёлтый/белый. Мне же нужно как-то рассчитать идуктивность, иметь ввиду магнитную проницаемость, индукцию насыщения и т.д. Или указать тип материала для расчёта в программе.
Поиск выдает инфу, что жёлтый/белый — это может быть материал -26. А размеры примерно соответствуют T80. Значит можно предположить, что это сердечник T80-26. Для него есть такой параметр, AL=46,0nH/N^2, где N- число витков. Индуктивность тогда можно посчитать по формуле: L(mkHn)= (46,0*Turns^2)/1000. Число витков на этом дросселе — 34, значит L=53,176 мкГн. Это можно проверить.
Действительно, измеренная индуктивность похожая: 53,24 мкГн.

Можно воспользоваться программой Drossel_Ring зная тип сердечника. В ней данные показывают, что для преобразователя на ток 10A этот сердечник мало подходит. Но 5A вполне потянет, хотя мощность потерь и составит 1,486 Вт.

Кстати в теме про ADP3418 лучше всего результаты вроде получались на сердечниках салатовый/голубой — это материал -52. Он похож на -26, но обладает меньшими потерями и может работать на более высоких частотах. Микросхема ADP3418 наверное не подойдёт, ведь чтобы рулить верхним полевиком при входном напряжении 28В на затвор нужно подавать импульс с амплитудой 38В, а там до 36В ито при длительности импульса не более 200нс.

2. Неужели этих блошек размером всего 0805 достаточно для нормального бутстрепа? Если схема работает со входным напряжением до 30В, то бутсрепная цепочка должна выдать все 40В, и какой может быть керамическая ёмкость при таких размерах? Навряд-ли больше 1мкФ.

3. Ну резистора же 2. Если одним регулируется напряжение, второй-то для чего еще может быть?

4. Ага, спасибо за наводку. Пошарился на сайте TI, заодно на onsemi и ST. Именно такого не нашёл, но интересные вещи есть, например LM25085 — синхронник со входом до 40В, током 10A и внешним p-канальным транзистором, такому бутстрепная цепочка и не нужна. Есть и n-канальный вариант: LM25088. Но это всё не радиохлам и непонятно где у нас достать. А если заказывать, то это и ждать долго и получится наверное не дёшево, а надо чтобы получилось дешевле прототипов.

И насчёт полевиков еще вопрос. Частота — 300 кГц, нужно выбрать оптимальный вариант исходя из потерь на проводимость при максимальном токе и потерь на переключение.
Pconduction=Iout^2 x RDS(on) x Vout/Vin
Pswitch=Vin x Vout x 0,5*(t_rise+t_fall) x f_sw.
С первой формулой всё понятно. Во второй t_rise и t_fall — это, наверное время за которое импульс от низкого до высокого уровня сформируется по фронту и по спаду.
Какой реалистичной величиной t_rise и t_fall можно задаться и как ее определить исходя из параметров конкретного транзистора?
Мощность рассеиваемую на транзисторе хорошо бы получить не более нескольких ватт.

rhf-admin администратор, спонсор, писатель, дизайнер, инженер, программист, идеолог
Сообщения: 3009 Зарегистрирован: 25 авг 2009, 23:19 Откуда: Уфа Контактная информация:

Схема подключения

Схема включения и настройка XL4015 E1 очень простая. Модуль имеет клеммы для подачи входного и выходного напряжения. Для отражения состояния работы на плате размещены светодиоды. Более подробная информация представлена на рисунке.

Символы «E1» в маркировке микросхемы, установленной на плате, указывают на наличие безсвинцовой технологии (Pb-free) и соответствие экологическому евростандарту RoHS.

Настройка

Питающий потенциал на входе модуля всегда будет больше, чем на выходе, так как это понижающий преобразователь. Поэтому получить напряжение на выходе больше, чем на входе используя xl4015 невозможно.

Для его увеличения напряжения (тока) необходимо вращать соответствующие ручку потенциометров, размещенных на плате, по часовой стрелке. Для уменьшения в другую сторону. Таким образом осуществляется настройка необходимых значений выходных параметров.

Дополнительный вольтампертметр

Для отображения информации о значениях напряжения и тока специально для xl4015 разработана дополнительная плата вольтамперметра. Она существенно облегчат задачу конструирования лабораторного блока питания, но к сожалению не продается отдельно.

DC-DC понижающий вход3-40в с регулировкой до 2А регулировка тока 98119 — описание:

Моё применение — простейший маломощный лабораторный источник питания. Ещё одну такую плату поставил в зарядное устройство для литиевой батареи шуруповёрта.

Постоянное напряжение

Постоянный ток

Пока ток не превышает заданного максимума, плата выполняет роль стабилизатора напряжения, ток может быть любым, напряжение — строго заданное. Как только ток пытается подняться выше заданного, начинает работать ограничитель тока. Ток на выходе при этом фиксированный, а напряжение понижается так, чтобы через нагрузку шёл этот максимальный ток. Получается, что ни напряжение, ни ток не выходят за установленные значения.

Например, если по расчетам выходит, что выходной ток должен быть 2,5 А (например, при заданном Uвых = 5 В и нагрузке 2 Ом), но плата настроена на ограничение в 2 А, то на выходе будет 2 А и напряжение 4 В (2 А * 2 Ом), при этом будет гореть индикатор ограничения. Если теперь повысить сопротивление нагрузки до 3 Ом, то ток в выходной цепи будет идти без ограничений, напряжение снижаться не будет и будет равно заданному, ток — 5 В / 3 Ом = 1,67 А. Индикатор при этом гореть не будет.

Для настройки максимального тока закорачиваем выход через мультиметр в режиме измерения большого тока, обычно с пределом 10 А, которого здесь хватит с запасом, и выставляем крутилкой на плате необходимый ток.

Индикация заряда

Опыт применения

Попробовал в качестве CC+CV зарядки для лития. Фазы CC и CV работают, но процесс зарядки в конце не останавливается, просто гаснет индикатор заряда. Если конечное напряжение заряда устанавливать заведомо ниже предела для аккумулятора, ничего плохого в такой зарядке нет, в конце ток просто очень медленно упадёт до нуля. Но лучше реализовать на выходе ключ (реле, полевик), который бы отрубал зарядку при падении тока до заданного значения.

Еще один вариант использования — обычное зарядное устройство, за счёт низких пульсаций на выходе, довольно качественное. У меня как раз начал шалить зарядник от планшета — тач при зарядке плохо работал. Эксперимент оказался удачным, пульсации на выходе достаточно низкие, при зарядке планшета от этой платы всё работало нормально. Конечно, придётся также иметь/купить адаптер питания с выходным напряжением примерно от 9 В до 35 В и мощностью выше необходимой для заряжаемого устройства с запасом.

При большом токе и низком напряжении на выходе этот преобразователь сильно греется. Хотя по инструкции радиатор нужно ставить от 15 Вт, проблемы начинаются гораздо раньше, например уже при 5 В / 1 А. Можно поставить радиатор, но он должен быть с выпуклой контактной площадкой, возможно придётся его стачивать. Никаких приспособлений для крепления радиатора на плате нет, придётся клеить на теплопроводящий клей.

С другой стороны, при использовании в зарядном для шуруповёрта я настраивал выход на 16,4 В и 0,5 А, то есть на выходе была даже большая мощность, но плата была чуть тёплая. КПД и, соответственно, нагрев сильно зависят от выходного напряжения (больше — лучше) и относительно слабо от входного, подробности можно увидеть в даташите на LM2596 на графике Efficiency.

Возьмём для примера входное напряжение 25 В и пару выходных — 5 В и 20 В. КПД в первом случае будет около 82%, во втором — около 94%. При одинаковой мощности на выходе (например, 10 Вт) при 5 В будет рассеиваться 1,8 Вт, а при 20 В — всего 0,6 Вт. Если взять одинаковый ток на выходе, например 1 А, то разница будет с другим знаком (0,9 Вт и 1,2 Вт для 5 В и 20 В соответственно), но совсем небольшой. При этом снижение входного напряжения для входного 5 В не даст улучшения КПД (пик эффективности для этого напряжения как раз около 25 В).

Отсюда делаем вывод, что этот преобразователь больше подходит для относительно высоких выходных напряжений (например, 12 В и выше), но при этом он не способен работать с большими токами, т.к. рассеиваемая мощность, а значит и нагрев, при увеличении выходного тока будет всё равно только расти, а охлаждение платы минимально. Реальные характеристики преобразователя наверняка хуже заявленных, но для первичной оценки хватит и этой информации.

Есть множество вариантов исполнения этой платы, этот — самый маломощный. Есть с радиатором, залитые компаундом, с мощными дросселем и другими элементами. Но эти варианты намного дороже, и их использование оправдано только в случае работы в оптимальных, но максимальных, режимах преобразователя, иначе лучше подыскать решение на другой схеме. Нет смысла затыкать проблему КПД охлаждением, когда для необходимого выходного напряжения есть решения с лучшим КПД.