[elektro] kettős DCDC

Mon Nov 3 08:56:23 CET 2008

--------------------------------------------------------------------------------
Namost azt csináltam, hogy találtam itt a fiókban egy stepdownt, amit 
átalakítottam arra a feszre, ami nekem kell. Nem változtattam benne semmit, 
csak a kimenő elkót kicseréltem egy nagyobb feszültségűre. Azt mondja az 
adatlap, hogy a 0,5A terheléshez nekem illene betenni egy 2mH tekercset. 
Ebben bennmaradt az eredeti 100uH, és csak 0,025 A-el terhelem (egy 
ellenállással). A kijövő fesz. gyönyörű sima, talán 30mV kis tüskék vannak 
rajta. Most akkor mi van? Mert a terhelés itt nagyon nincs összhangban a 
megadott tekerccsel. Gond inkább hirtelen terhelésváltozásnál lehet?

A stepdown IC kézrátétellel úgy 50 Celsius lehet, hűtés nélkül. Nem az a 
gond az elméretezett tekerccsel, hogy a hatásfok lesz nagyon kutya? Az 
IC-nek ez nem árt?

Hali!

A tekercs induktivitása alapvetően az áram hullámosságot határozza meg.
A tekercsen négyszög alakú feszültség hatására háromszög alakú áram alakul ki. 
Ha írtál volna számokat könnyebb lenne, de a példa kedvéért:
tegyük fel, hogy 60V-ból csinálsz 12V-ot, kb. 50khz-en. A dióda és a tranzisztor
maradékfeszültségét elhanyagolva ekkor a tekercsen +12V illetve -48V lesz, az 
előjel nézőpont kérdése. A hozzájuk tartozó időtartamok 16 illetve 4 us lesznek,
így a fluxus egyensúlyban marad. 12V*16us=48V*4us=192uVs ami dI*L ahol dI az 
áramerősség megváltozása. ha 2mH a tekercsed akkor 192/2000=0.096A ingadozásra
számíthatsz. Ha 100uH akkor 1.92A-re. Amennyiben az átlagos terhelés a fenti 
értékek felénél nagyobb, az áram nem csökken nulla alá, a tekercs árama mindig
azonos irányú és háromszög hullámformájú lesz. Az áram hullámosságának hatása 
egyrészt a kimeneti feszültség hullámosságában jelentkezik, másrészt a kapcsoló
elemek terhelésében, a nagyobb csúcsáram főként fet-nél, nagyobb veszteséget okoz.
A hullámosság terheli a kimeneti elkót is, feszültséget úgy tud simítani, hogy ezt
a hullámzó áramot magára vállalja, ezért is kell LowEsr mert kritikus esetben 
túlmelegedhet.
A példánál maradva, ha mondjuk 1A a terhelés, 2mH-nél 0.952 A és 1.048 A között 
változik az áramerősség ami mondjuk egy 0.1 Ohmos feten 90.6 illetve 109.83 mW 
pillanatnyi disszipációt okoz. A 0.1mH esetén 0.04 és 1.96 áram-szélsőértékekkel
számolva 0.16 mW és 384 mW szélső teljesítmény értékek adódnak. Ez egyszerűen az 
inégyzet*R következménye, tehát valóban a hatásfok romlik. Persze még integráli
kellene de már így is hossszzúúúú ez a levél és még nincs vége.
További bonyodalom, ha a hullámosság fele  meghaladja az átlagos terhelő áram értékét. 
Ekkor ha az alsó oldalon is fet van, csak az lesz amit már írtam, nagyobb veszteség,
nagyobb kimeneti ripli. Ha, mint általában, csupán egy dióda, akkor ugye az áram nem
fordulhat meg, ekkor az történik, hogy amikor az áram nullára csökken, a dióda elengedi
és a tekercsen nulla feszültség lesz egy ideig. A példánál maradva, ha L=100uH és a 
terhelő áram csupán 0.06 A (hogy szép számok legyenek), akkor 4us és 1us lesz a két 
kapcsolási idő vagyis az áram nulla, bekapcs 1us re UL=48V dI=48V*1us/100uH=0.48A majd 
visszafutás, amíg a dióda nyitva 4us*12V, ekkor az áram nullára csökken és marad 15us a 
semmittevésre. Az átlagos áram így az első 5us-re 0.48/2=0.24A, a teljes 20us-es periódusra
ennek negyede vagyis 0.06A. Itt még durvábbak az arányok a csúcs és a hasznos között. Másik
gond, hogy ekkor a szabályozási hurok látszólagos belső erősítési tényezője erősen megváltozik. 
Az IC a bekapcsolási időt vezérli, nem mindegy, hogy mondjuk 1us a teljes bekapcs idő vagy
csak a negyede. Mindez ugyancsak a hurokstabilitást veszélyezteti, begerjedhet ebben az
üzemmódban, ami nem szükségszerű, de akkor meg normál üzemben túlkompenzált.
A normál és ez utóbbi üzemmódot angolul continouos illetve noncontinouos jelzővel illetik. 
Megjegyzem, 20-30 éve amikor nem voltak elérhetőek nagyáramú shottky diódák, bizony úgy 
méreteztünk, hogy a may terhelés legyen az átmeneti határ a continouos-ba, ekkor ugyanis 
elkerültük azt az állapotot, mikor a tranyo bekapcsol és a dióda tárolt töltését egy hatalmas 
áramtüske formájában magára rántja. Csak azért írom, hogy a dolog nem mindig egyérteélmű, 
bár
ez ma már kétségtelenül túlhaladott szempont.
50fok nem sok, de ha jól értem jobban akarod terhelni.

Mindezek persze lehetnek elviselhető, esetleg elhanyagolható hátrányok, tehát ha rám hallgatsz, 
azt választod amit akarsz.
Üdv.
         Németh Tibor