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FORO TÉCNICO => Electrónica de potencia => Mensaje iniciado por: elgarbe en 30 de Marzo de 2016, 21:42:16
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Hola, estaba necesitando armarme un step up para alimentar la notebook con la batería del auto.
La idea es conectar el step up a la entrada del cargador de la notebook. Es posible esto? digo, no hay deteccion de cargador original, ni nada por el estilo en esa entrada, no?
algún circuito base para esto?
Saludos y gracias.
EDITADO: Cambio de título indicando Proyecto y Finalizado
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Algun integrado boost para entradas de 12V a 24V no te serviria? Como para mirar en TI por ejemplo.
No necesita ser aislado, lo que si imagino que vas a necesitar es un buen filtro para todo lo que pueda venir desde el motor. Y tambien un shutdown cuando el voltaje este bajo como por ejemplo en el arranque, de esa forma no lo alimentas con menos voltaje Aunque algunos tienen un GRAN rango. LM3478, muestra de TI ? xD
Y ahora aprovecho para preguntarte, te exigen mucho para enviarte una muestra desde TI ?
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pues yo me hice uno para mi laptop y hasta ahora no me ha dado problema.
me hice este http://danyk.cz/noteb_en.html
Saludos
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Y ahora aprovecho para preguntarte, te exigen mucho para enviarte una muestra desde TI ?
yo pido mucho. Pero creo que te piden un email de empresa. Despues cuando llega a la argentina, fedex te envía los datos para que hagas el 4550 (clave fiscal 2) y listo, llegan a tu casa con envío gratis. Pero creo que son esos 2 requisitos.
Saludos!
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Tambien tienes otras dos opciones. Un inversor pequeño y utilizar su cargador original y/o un modulo step up que venden en DX.com, es de 600 W y va muy bien. Tiene un margen amplio de entrada y de salida y es bastante asequible.
Lo digo por si no quieres "entretenerte" en hacertelo. Yo preferiria hacermelo.
Saludos.
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tengo 3 candidatos, el de stk500, y estos dos:
http://labkit.ru/userfiles/file/projects/power_supply_shm/95-wat_Laptop_PSU_12V_in_-_19V_5A_out.pdf
http://www.deeptronic.com/step-up-dc-dc-converter-circuit-for-laptop-chargeradapter-convert-12v9-14-to-19v16-21v/
alguno le ve algo malo para descartar alguno de los 3?
Los dos integrados de estos circuitos son muy conocidos... no creo que fallen estos circuitos... y si el de stk500 ya lo probó... quizá valla con ese...
sds-
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Basicamente el que puso stk y el de Elektor son el mismo, aunque el de Elektor es algo mas complejo. El otro tambien parece bueno y ademas lleva proteccion de cortocircuitos y arranque manual.
Echando mano a aquella frase que dice: "Lo bueno, si breve, dos veces bueno", yo me decantaria por el de stk, que ademas ya esta probado.
Saludos.
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los demonte para que lo vea,
(http://www.todopic.com.ar/foros/imgtiny/aca692.jpg)
Donde esta la RX le puse un Pote de 5K y asi lo ajusto fino, mi Laptop consume 3,4Amp y en el mueble que le hice de metal, le hice muchos agujeritos para que entra aire, porque se calienta al cabo de mas de una hora, pero hasta ahora no me ha dado problema, lo uso cuando voy de viaje en el Auto y lo uso la Laptop como Google Navi.
asi no me pierdo viajando :D
Saludos
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Ok, iré por la stk!
En mi caso es para usar la notebook en el campo de vuelo (aviones RC).
Ya iré comentando como me va.
Saludos!
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Por cierto, que MOSFET / SCHOTTKY has usado?
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Hola elgarbe, por el mosfet puedes usar IRFZ44, IRFZ48, IRF3205, o cualquiera similar, el requisito es la menor RDSon posible, corrientes mínimas de 20A y tensiones mínimas de 30V
Con respecto al diodo puede ser también del tipo rápido, con tensiones mínimas de 30V y corrientes por lo menos de 10A, lo recomendable sería 15A.
Un saludo.
Atte. CARLOS.
Pda. recuerda que el inductor debe de poder soportar por lo menos 7 u 8 amperes.
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Carlos ya me robo el esquema :D :D y ya te dijo todos :D :D
Saludos
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Excelente!
La R que dice 0R08 x 2W es .82 ohm cierto?
Para el toroide puedo usar ferrite o tengo que usar esas de hierro si o si?
saludos!
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La ferrita que yo use´, fue una amarilla con banda blanca de una Fuente ATX vieja, la resistencia 0R08 2W puse una que ahora mismo ni me acuerdo, pero creo que era 0R10 o algo asi, prueba con una bajo cero Ohm, Ej.0,22 Ohm.
Saludos
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Hola elgarbe, veamos:
Excelente!
La R que dice 0R08 x 2W es .82 ohm cierto?
0R08 ohms es lo mismo que 0.08 ohms. Puedes usar dos de 0.15 ohms 1W en paralelo. O una de 0.1 ohms 2W en paralelo con una de 0.39 ohms 0.5W
Para el toroide puedo usar ferrite o tengo que usar esas de hierro si o si?
Usa el de polvo de hierro, al de ferrita no le dará la capacidad del almacenaje de magnetismo, por consiguiente no conseguirás la potencia se salida deseada.
Los de fuentes ATX, los que menciona stk500, de color amarillo con una franja blanca son de polvo de hierro, ese te será de utilidad, casi todas las fuentes ATX poseen por lo menos uno de estos toroides.
Un saludo.
Atte. CARLOS.
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Se puede poner 2 schokly en paralelo?
Digo, para usar este diodo, MBR2060CT que consigo en elemon.
saludos
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Hola elgarbe, aunque a mi particularmente no me gusta poner diodos en paralelo (por eso del desequilibrio), se que se puede y en muchas ocasiones los e visto funcionar correctamente y sin ningún tipo de problemas.
Así que realmente queda a tu discreción.
Un saludo.
Atte. CARLOS.
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Respecto al circuito de stk500, es seguro que funciona pues el lo lleva usando tiempo, pero hay algo que no me cuadra, la resistencia de 0.08ohm y 2W podría llegar a disipar 12.5W, segun el datasheet del UC3843 por el pin3 compara internamente con 1v, entonces:
P = 1v2 / 0.08ohm = 12.5W
Supongo que el circuito funcione con pulsos no muy anchos en el tiempo, y las resistencias disipen una potencia mucho menor. Aparte que en funcionamiento normal la corriente media sea menor, dentro de un valor que no supere los 2w de disipación.
Saludos!!!
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Hola Chicos,
os pido disculpa por mi error, el link que he puestos con el circuitos no es el que tengo hecho, pero si intente hacerlo y creo no logre buenos resultados y hoy demontados mi circuitos y ver los componente me he dados cuentas y fue este
https://electro-medical.blogspot.de/2015/05/19v-5amps-inverter-for-laptops.html
os pido perdon por mi error :?
Saludos
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Hola Chicos,
os pido disculpa por mi error, el link que he puestos con el circuitos no es el que tengo hecho, pero si intente hacerlo y creo no logre buenos resultados y hoy demontados mi circuitos y ver los componente me he dados cuentas y fue este
https://electro-medical.blogspot.de/2015/05/19v-5amps-inverter-for-laptops.html
os pido perdon por mi error :?
Saludos
Entonces el de esta imagen, ¿no funciona bien?
(http://www.todopic.com.ar/foros/imgtiny/aca692.jpg)
Saludos!!!
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Hola micro_pepe,
Si, el de la imagen funciona muy bien, pero no es el esquema que puse al inicio de los mensajes.
el modulo que vee ahi en mi mesa es este
https://electro-medical.blogspot.de/2015/05/19v-5amps-inverter-for-laptops.html
la unica diferencia son los Mosfet , en el esquema hay un IRL2505 y el mio tiene un IRLIZ44N
http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irliz44n.pdf
ese me funciona a mi de maravilla, no me ha dado problema todavia
Saludos
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OK, gracias stk500.
Saludos!!!
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Hola micro_pepe, pues a mi me gusta más este circuito:
http://danyk.cz/noteb_en.html
Por tener protección por corriente, lo cual en un auto es una ventaja. Si no anduvo, es casi seguro que fue por algún error cometido, porque debería de funcionar correctamente.
Un saludo.
Atte. CARLOS.
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Hola micro_pepe, pues a mi me gusta más este circuito:
http://danyk.cz/noteb_en.html
Por tener protección por corriente, lo cual en un auto es una ventaja. Si no anduvo, es casi seguro que fue por algún error cometido, porque debería de funcionar correctamente.
Un saludo.
Atte. CARLOS.
No lo he llegado a montar, estaba analizando los circuitos para montar uno. La protección en corriente se hace sensando la corriente con la resistencia de 0.08ohm, y como veo en el datasheet del UC3843 funciona con una caida de voltaje en la resistencia de 1v, entonces 2w se queda corto, el la foto del link se ven tres resistencias en paralelo que pueden sumar 6w, y aun así si la protección actua al máximo de corriente se quedaría corto de potencia, es lo que no me cuadra de ese esquema, a no ser que yo esté confundido.
Saludos!!!
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Hola micro_pepe
No lo he llegado a montar, estaba analizando los circuitos para montar uno. La protección en corriente se hace sensando la corriente con la resistencia de 0.08ohm, y como veo en el datasheet del UC3843 funciona con una caida de voltaje en la resistencia de 1v, entonces 2w se queda corto, el la foto del link se ven tres resistencias en paralelo que pueden sumar 6w, y aun así si la protección actua al máximo de corriente se quedaría corto de potencia, es lo que no me cuadra de ese esquema, a no ser que yo esté confundido.
En algo tienes razón, la resistencia es un poco chica, pero tampoco es tan grande como te imaginas.
Supongamos para este circuito condiciones de trabajo extremas, una tensión de entrada mínima de 12V (no es recomendable que la batería del auto tenga menos tensión y el circuito siga en funcionamiento), una corriente de salida de 5A en 19V.
Bajo estas condiciones se produce la máxima corriente sobre el mosfet, donde los picos serán de 9.4A aproximadamente y la corriente promedio de 3.35A aproximadamente y una RMS de 5.25A.
Por lo tanto y teniendo esto en cuenta, la potencia disipada por la resistencia sería de:
5.25A x 0.08 ohms = 0.42V
0.42V x 5.25A = 2.2W
Por lo que yo usaría una resistencia de 3W o incluso una de 5W
El límite de corriente está fijado en 1/0.08=12.5A, pero solo en muy pocas ocasiones el circuito poseería picos de esos valores, uno de esos momento sería durante el encendido inicial, hasta lograr la estabilización de la tensión de salida, pero ese proceso solo dura fracciones de segundos, por lo que la resistencia no presentaría un calentamiento notorio.
Espero que ahora tus dudas estén un poco más claras.
Un saludo.
Atte. CARLOS.
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Menos mal, por que yo ya tengop esto:
- Tienes que ingresar para ver archivos adjuntos -
y me he fabricado un par de placas (si alguien de Argentina quiere una me aviso y se la envío)
- Tienes que ingresar para ver archivos adjuntos -
Saludos
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Hola elgarbe, jajaja ya te habías asustado?
Un saludo.
Atte. CARLOS.
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siiii
por cierto, Carlos, como ves las pistas gruesas que hice? son suficiente? creo que use tu calculador para ellas...
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Hola elgarbe, pues si usaste el calculador de seguro están correctas, por supuesto si seteaste todo correctamente.
Ahora así a simple vista y sin tener modo de comparar las dimensiones, pues se me hace un poco complicado dar una opinión certera.
Un saludo.
Atte. CARLOS.
Pda, siendo realistas y viendo el tamaño del integrado DIL8, pues diría que las pistas de la alimentación son un poco finas. Yo les daría un ancho mínimo de 5mm, recuerda que deben de poder conducir de manera constante hasta 7A en la entrada y 5A en la salida.
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Este es el diseño de mi PCB, espero criticas :)
(http://www.todopic.com.ar/foros/imgtiny/zmli6d.png)
Saludos!!!
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Hola micro_pepe, pues si me permites, veo algunos detalles:
Recuerda que tanto Q1 como D1 necesitarán estar montados sobre disipador, si los ubicaras de mejor manera podrías usar el mismo para ambos, y recuerda que el disipador debe estar fijado a la PCB, ya que de usarlo en un vehículo, la vibración del mismo terminaría cortando los pines de los elementos a el fijado.
Gira el fusible 180° cambia de lugar J3, y que la pista saliente del fuse "caiga" sobre el positivo de C1, así obligas a la corriente a pasar por ambos capacitores.
Creo que son C3, C10 y C4, todos ellos SMD. Por que todos "invaden" la pista de GND siendo que desplazándolos levemente hacia arriba no lo harían permitiendo mayor sección de pista para el GND
Ya que al positivo para alimentar la lógica lo tomas de C1 mediante R11, el negativo deberías de tomarlo del mismo.
Ubica R7 y R6 de tal manera que al montar el disipador, no se interpongan con este.
Las pistas de R10 no hacen falta que sea tan gruesas (aunque no molestan), y toma la referencia desde el positivo de C2.
Tanto plano de masa sin uso hacia arriba de la PCB, y tienes una "estrangulación" muy importante para el GND hacia la izquierda y hacia abajo de Q1
La resistencia de GATE de Q1 debe estar cerca del transistor y no del integrado.
Gira C2 90° y ponla seguido a R1, quedaría mejor.
Quedan algunos detalles, pero ya son menores.
Un saludo y espero te sea de ayuda.
Atte. CARLOS.
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Bueno, hice unos cuantos cambios, el disipador es uno recuperado de fuente de PC, como dijiste Chaly29, es importante que esté sujeto para proteger el transistor y el diodo de las vibraciones, esto afea un poco el rutado, pero lo importante es que sea compacto y funcione bien.
(http://www.todopic.com.ar/foros/imgtiny/2rniozl.png)
Saludos!!!
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Hola micro_pepe, mucho mejor, aunque ahora e visto nuevas mejoras:
La resistencia de gate no debería de ser menor a 12 ohms, ya que el UC3843 posee una corriente máxima de salida de 1A, con una resistencia de 10 ohms estaríamos generando pulsos de 1.2A, y aunque no creo que haya mucha diferencia, de seguro conseguiremos una mejor vida útil de integrado al respetar los parámetros del mismo.
Aumenta el valor de C12 a por lo menos 100uF, recomendable sería 220uF
Mueve la bobina principal más a la derecha y si puedes levemente más hacia arriba, me parece que la que estás usando es muy pequeña y para la que necesitarás usarás más espacio.
Por lo demás ya creería esta todo correcto.
Un saludo.
Atte. CARLOS.
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La resistencia de gate no debería de ser menor a 12 ohms, ya que el UC3843 posee una corriente máxima de salida de 1A, con una resistencia de 10 ohms estaríamos generando pulsos de 1.2A, y aunque no creo que haya mucha diferencia, de seguro conseguiremos una mejor vida útil de integrado al respetar los parámetros del mismo.
Aumenta el valor de C12 a por lo menos 100uF, recomendable sería 220uF
OK, cambio esos valores.
Mueve la bobina principal más a la derecha y si puedes levemente más hacia arriba, me parece que la que estás usando es muy pequeña y para la que necesitarás usarás más espacio.
La verdad es que andaba un poquito justo el sitio. Las bobinas candidatas son:
- Una con medidas externas (midiendo el hilo bobinado de 1.3mm) 25x12mm y un valor de 30uH.
- Otra con medidas 30x15mm con un valor de 140uH.
Según el artículo (http://danyk.cz/noteb_en.html) , dice que tiene que tener un valor entre 60 y 240uH, asique la segunda parece la correcta, aunque la de la imagen del mencionado artículo, parece muy pequeña, y según esta calculadora (http://schmidt-walter-schaltnetzteile.de/smps_e/aww_smps_e.html) de convertidores sale un valor de 25uH.
(http://www.todopic.com.ar/foros/imgtiny/15637nd.jpg)
Otra cosa, la bobina tiene mucha masa, y por tanto tambien hay que sujetarla para que las vibraciones del coche no la terminen arrancando, se me ocurre poner en la base un trozo de esponja, de esa rosa antiestática que viene en los embalajes con algunos semiconductores, y luego pasar una brida por los orificios que he puesto:
(http://www.todopic.com.ar/foros/imgtiny/14dq7on.png)
O poner un pegote de cola termica, pero esto dificulta las futuras reparaciones.
Saludos!!!
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Hola micro_pepe, si, la verdad es que la bobina posee su buena masa, y si se puede "ajustar" al PCB es lo ideal, recuerda que la bobina también calentará, por lo que nada térmico se le puede aplicar, ya que terminaría fundiéndolo. Y "ojo" con las bridas que no perforen la aislación del alambre y terminen haciendo un corto circuito.
A mi los cálculos para tensiones de entrada de entre 11V y 15V, frecuencia de 80 KHz y salida de 19V 5A me entrega una bobina de 25uH y corriente RMS de 9A. Esto significaría un alambre con un diámetro no menor a 1.4 mm. Puede funcionar el alambre de 1.3, aunque más "apretado" de lo normal.
Un saludo.
Atte. CARLOS.
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buenas, he armado el circuito y no me està funcionando.
A la salida tengo la misma tension que a la entrada. Varìo la entrada entre 8 y 14V y la salida obtengo lo mismo. Nada calienta, y hay un pequeño consumo de unos 10mA. la salida la tengo en vacìo...
mas tarde voy a poner el oscilloscopio, solo preguntar si tengo que prestar atencion a alguna parte en especial por el efecto que me hace.
Saludos!
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Hola elgarbe, sin dudas el circuito no está oscilando o el transietor de potencia, por algún motivo no está conmutando, puede ser falta de oscilación, transistor o integrado dañado o algún componente en mal funcionamiento.
Sería interesante que indiques que esquema estas usando para poderte dar una mejor ayuda/guía de donde poder buscar.
Un saludo.
Atte. CARLOS.
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Carlos, estoy usando el que activa el MOSFET a través de la r de 10E no el que es push pull.
Más tarde pongo osciloscopio y comentó
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En la pata 4 tengo casi un diente de sierra (la carga parece exponecial) con f=83KHz desde 980mV hasta 2.7V
En Vref tengo 4.9V
Alimentando con 10.9V
A la salida tengo 10.7V
El divisor esta formado por 4.7K y 30K (1%) y en Vfb tengo 1.76V
La salida esta a 11.2V (la diferencia es mididendo con osciloscopio o con tester) con pequeños pulsos a 0V. La frecuencia es de 83KHz y el Toff es de 500nS y el Ton 11.57uSeg.
La Isense esta en 1.7V
Ideas?
Saludos!
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Hola elgarbe, pero si no se que circuito estás usando, pues no puedo saber que valores deberías de tener. Postea el esquema o el link del circuito.
Un saludo.
Atte. CARLOS.
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http://danyk.cz/noteb_en.html
:?
cambie el circuito de Isense por el de este circuito
https://electro-medical.blogspot.com.ar/2015/05/19v-5amps-inverter-for-laptops.html
solo la pata 3 pero tampoco.
Hace lo mismo, el Toff es muy corto, està el 97% del tiempo conduciendo.
Lo probe con carga (1A) y es lo mismo...
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- Tienes que ingresar para ver archivos adjuntos -
por si le errè en algo, este es el esquemàtico mio...
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una imagen del circuito con la bobina hecho
- Tienes que ingresar para ver archivos adjuntos -
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Hola elgarbe,
En ese esquema falta un punto de conexión entre D1 y C8, y entre R5 y C5 ¿es solo en el esquema? revisa esos puntos en el pcb.
Por lo que dices parece estar oscilando.
Dices "La Isense esta en 1.7V", si tienes ese voltaje en el pin 3, te está cortando la salida de pulsos al mosfet, con 1V ya te los cortaría, lo que no sé es como lo estás probando, si con carga en la salida o sin ella, alimentado con una batería o una fuente. El motivo de esos 1.7v puede ser que tengas puesta una carga demasiado grande, y que lo estés probando con una batería o fuente de bastante corriente.
La primera prueba sería sin carga, y con una fuente de alimentación ajustada a 12v y limitado en corriente a unos 100mA.
Saludos!!!
PD: Yo hoy acabo de montar ese circuito con el pcb de unos post más arriba, y funciona perfectamente, solo lo he probado hasta donde llega mi fuente, son 4A, y estoy cargando la salida con dos lámparas de 12v y 21w en serie, si le pongo una carga mayor, como las lamparas en frio consumen más, la fuente se limita en corriente porque no soporta el pico de corriente demandado.
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Hola micropepe. Las conexiones estàn, aunque parecen no verse, hay una junction que puse para que se conecten.
He probado sin carga primero, luego con carga.
He visto que tu PCB tiene algunos componentes màs que yo no tengo, podrìas subir el esquemàtico?
La tension en Isense la he medido mal. El valor està muy cerca de 0. Solo unas decenas de mV con 1A de carga
La tension de entrada ahora la tego en 12V con una fuente regulada de 5A...
Es muy raro...
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Lo que he añadido son algunos condensadores más de filtro, debería funcionarte igual sin ellos, pero lo dejo adjunto.
En el pin 6 ¿que señal tienes?
Yo hace tiempo jugando con estos circuitos step-up, me cargué algunos integrados, y la falla que daban era lo que te pasa a tí, oscila, pero no saca pulsos al mosfet, y era por haberle metido más voltaje del que soporta en el pin FB.
Si oscila, en Isense hay poco voltaje, y no hay pulsos de salida, es posible que sea el integrado.
Saludos!!!
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como son los pulsos a la salida? porque yo tengo siempre 12V y durante unos 0.5useg se va a 0 y vuelve. Eso es lo que tengo en el pin 6, unos trenes de pulso de 81KHz mas o menos y con un 97% de T en on y un 3% de T en off...
Saludos
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como son los pulsos a la salida? porque yo tengo siempre 12V y durante unos 0.5useg se va a 0 y vuelve. Eso es lo que tengo en el pin 6, unos trenes de pulso de 81KHz mas o menos y con un 97% de T en on y un 3% de T en off...
Saludos
Mañana los mido, pero sin carga deberian de ser al contrario, si tienes eso es que el mosfet no está conmutando, revisa la resistencia del GATE del transistor, y el propio transistor, que no esté soldado al revés, o que esté dañado.
Saludos!!!
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el tema es que no cambia nada de lo que mido con o sin carga...
sigo revisando
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Hola elgarbe, primero comprueba que el integrado es el correcto, y si es el correcto UC3843, pues cámbialo porque casi de seguro está dañado.
Un saludo.
Atte. CARLOS.
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ya lo cambio, estoy usando unos que estan en unas fuentes compradas, nacionales, que estan funcionando.
saludos!
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Hola elgarbe, pues si no es el integrado, y el resto de los componentes están es sus valores, lo que quedaría es que la bobina está mal construida.
Mide la inductancia que posee (debes de quitarla del circuito) y comenta el valor que te a dado. También puedes postear las medidas del núcleo usado, los colores del mismo y cantidad de espiras del bobinado, así la construyo acá y mido el valor que me da.
En mis cálculos la bobina debería de ser de unos 25/35 uH
Un saludo.
Atte. CARLOS.
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Hola elgarbe,
medí la salida de pulsos por el pin 6, sin carga, y son pulsos en ON de muy corta duración.
La bobina que he puesto yo es un toroide de polvo de hierro amarillo y blanco (recuperado de una fuente de PC), con unas medidas de: 23mm exterior x 13.6mm interior x 9.7mm altura, sobre el que he bobinado 23 espiras de hilo de 1.3mm de diametro (si lo pones de 1.4mm mejor) y me dá un valor de 30uH.
He echo la peueba de alimentarlo con una batería, y me dá estos resultados:
- Entrada: 12v 8A
- Salida: 18.6v 4.15A
El rizado medido en la salida (en bornes de salida del PCB) tiene unos pulsos muy feos de casi 4Vpp en las conmutaciones del transistor, creo que poniendo un condensador en paralelo a R9 se pueden rebajar.
Saludos!!!
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Buenas!!!!
Ahora siiiiiiiii, habia puesto mal las R del gate del mosfet!!! intercambie de lugar la de 10E con la de 10K!!!
Ahora esta funcionando bien.
El cargador de mi notebook dice 2.1A por lo que espero funcione bien con disipadores pequeños...
A que corriente deberìa limitar al circuito para que funcione bien cargando la notebook (suponiendo 2.5A) y protegiendo mosfet-diodo?
Por que si con 4A en el lìmite estoy bien, pues cambiarìa la R de sensado para poner ese lìmite...
Saludos!
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Hola elgarbe, para las peores condiciones de uso, que las estimo en 11V de tensión de entrada, 19V de tensión de salida y 4A de corriente de salida, suponiendo que la bobina posea unos 30uH, la intensidad pico circulante por el mosfet, y por la resistencia de censado sería de 8.2A aproximadamente.
Como la tensión de censado máxima es de 1V, nos quedaría:
1V / 8.2A = 0.122 ohms
La potencia disipada sería de 1V x 4.86Arms = 4.86W
Por lo que una resistencia de 0.12 ohms 5 watts sería lo que estimo adecuado para la aplicación que le darías.
Hola micro_pepe, si los datos que aportas están correctos, tu fuente solo tiene un rendimiento del 80.5%, lo cual es muy bajo para ese tipo de fuente que debería de estar más próximo al 90%.
Fíjate porque estimo que por algún lado se te están escapando casi 10 watts de puro calentamiento.
Un saludo.
Ate. CARLOS.
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Excelente!
Y ya que está funcionando bien, me sugerirían algunos filtros/mejoras en el PCB para hacer un modelo definitivo? el esquema de micro_pepe está más completo, debería tomar ese como base creo.
Saludos!
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Hola elgarbe, el esquema de micro_pepe me gusta como a quedado, aunque yo reemplazaría las resistencias siguientes:
R9 = 22K
R10= multivultas de 20K
Con estos valores conseguirás una mejor regulación de entre 14V y 25V aprox. y no corres el riesgo de pasar la tensión de los capacitores electrolíticos. Por lo demás todo lo veo correcto.
Un saludo.
Atte. CARLOS.
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Excelente!
De paso voy a pasar los componentes chicos a SMD, incluido el 3843.
Saludos
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Hola elgarbe, para las peores condiciones de uso, que las estimo en 11V de tensión de entrada, 19V de tensión de salida y 4A de corriente de salida, suponiendo que la bobina posea unos 30uH, la intensidad pico circulante por el mosfet, y por la resistencia de censado sería de 8.2A aproximadamente.
Como la tensión de censado máxima es de 1V, nos quedaría:
1V / 8.2A = 0.122 ohms
La potencia disipada sería de 1V x 4.86Arms = 4.86W
Por lo que una resistencia de 0.12 ohms 5 watts sería lo que estimo adecuado para la aplicación que le darías.
lo que consigo más parecido es 3 resistencias de .47E x 2W no hay problema, verdad?
tambien quisiera usar este mosfet http://www.ti.com/lit/ds/symlink/csd19532ktt.pdf pero el tema es si lo podré usar sin dispador, poniendo una buena área de cobre en el pad de potencia...
Saludos!
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Hola elgarbe
lo que consigo más parecido es 3 resistencias de .47E x 2W no hay problema, verdad?
La verdad que si hay problema, ya que una resistencia total mayor a los 0.12 ohms te estaría limitando demasiado la intensidad máxima, por lo cual corres el riesgo de no tener la intensidad máxima deseada a la salida de la fuente.
0.47 ohms / 3 = 0.156 ohms, lo cual representa un pico de unos 6.4A, muy por debajo de los 8.2 mínimos necesarios para las características que te e mencionado más arriba.
Prueba usando 4 de 0.47 ohms y ahí estas muy cerca de lo mencionado.
tambien quisiera usar este mosfet http://www.ti.com/lit/ds/symlink/csd19532ktt.pdf pero el tema es si lo podré usar sin dispador, poniendo una buena área de cobre en el pad de potencia...
Por el mosfet no hay problema, de hecho este posee mejores características que el IRF3205, pero asegúrate de colocarle una buena disipación, ya que estimo que unos 4 o 5 watts de potencia debería de estar disipando.
Un saludo.
Atte. CARLOS.
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Entiendo.
Tengo 3 de .33x 2W (tengo que comprarlas pero las consigo) o 3 de .27Ex 2W (las tengo actualmente en la placa)
Para el ruteo estoy trabajando en esto:
- Tienes que ingresar para ver archivos adjuntos -
toda la potencia > a 5mm y el mosfet tiene un área de cobre de 5.5cm2
estoy buscando info para ver cuanto disipa con esa área....
Saludos!
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Hola micro_pepe, si los datos que aportas están correctos, tu fuente solo tiene un rendimiento del 80.5%, lo cual es muy bajo para ese tipo de fuente que debería de estar más próximo al 90%.
Fíjate porque estimo que por algún lado se te están escapando casi 10 watts de puro calentamiento.
En esas medidas tenia puesto de la batería al alimentador dos sondas muy largas (más de 2m entre las dos), de hilo fino (0.5mm2), unido todo con pinzas de cocodrilo y medí el voltaje en bornes de la batería, he repetido las medidas con mejores conexiones, y la cosa mejora:
- Entrada: 7.55A y 11.8v (89w)
- Salida: 4.13A y 18.42v (76w)
- Rendimiento: 76/89 = 85%
hay que tener en cuenta que en las resistencias de sensado de corriente se disipan unos 2w.
El disipador no noto que caliente mucho, pero tendría que dejarlo funcionando más tiempo.
Hola elgarbe, el esquema de micro_pepe me gusta como a quedado, aunque yo reemplazaría las resistencias siguientes:
R9 = 22K
R10= multivultas de 20K
Mucho mejor así, yo tube el cuidado de sjustar el multivueltas al minimo antes de dar corriente al circuito, pero se puede olvidar y freir el condensador de salida.
Saludos!!!
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Hola elgarbe, 5.5 cm2 lo veo muy poco y más si el conjunto va dentro de un gabinete estanco. Si el conjunto irá en gabinete estanco, yo recomendaría un disipador de aluminio de unos 20 cm2 (40 cm2 de superficie total)
Igual, recuerda que el diodo también debería estar montado en disipador, porque si usas un diodo tipo schottky la potencia a disipar será de aprox. 2W y ni hablar de un diodo tipo fast.
Con respecto a la PCB, pues primer error, que la corriente saliendo del fusible este "obligada" a pasar por los condensadores, o sea que los condensadores se encuentren entre el fuse y la bobina. Como está en la salida sería lo correcto.
Cable de alimentación de entrada con una sección mínima recomendada de 1.5 mm2. 1 mm2 es posible usarlo, pero el mismo produciría una caída de tensión considerable.
Otro tema, yo siempre hablo teniendo en cuenta que la corriente de salida máx. será de 4A, Está en ustedes querer "apretar" más los componentes.
Con las resistencias, 3 de 0.33 ohms 2W sería un shunt de 0.11 ohms 6W, correcto para nuestro uso, ahora 2 de 0.27 ohms 2W serían un shunt de 0.135 ohms 4W y si bien los ohms son aceptables, pues nos quedamos cortos con la potencia, ya que el máximo a disipar se encuentra muy próximo a los 5W.
Un saludo.
Atte. CARLOS.
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Ok voy a ver de rehuvicar los condensadores de entrada entonces
La segunda opcion en resistenciassería 3 de 027E x 2W o sea 0.09E de shunt ira mejor que 3 de 033E?
El gabinete no es estanco no tendra ventilacion forzada pero si unas ranuras por donde pede salir algo de aire caliente
Al diodo le pongo una aleta de aluminio aunque haré las pruebas a ver si puedo achicarlo o tengo que poner algo mediano
El mosfet es el que esta mas complicado porque al ser superficial se comlica ponerle algo
Saludos y gracias!
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micro_pepe, como te ha ido con el tema disipador? tuviste que poner algo mediano/grande al mosfet/diodo?
Saludos!
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Ahí conseguí la ficha de mi notebook y estoy probando el circuito con la placa vieja que hice
Esta funcionando de 10
Yo tengo la notebook con baterias la he usado medi hora para descargara un poco
Al poner el step up comienza a cargar la bateria mientras funciona la notebook
El consumo en la entrada esta en 1.6 A y en la salida 0.9A con una Vin de 12V y una Vout de 18.5V lo que da una eficiencia del 86%
Con esos valores los componentes solo etivian sin disipador de calor
Cuand pongo a trabajar la notebook llega a consumir en la entrada 2.5A (el cargador original dice 19V 2A)
Por lo que en mi caso estimo que pondré el mosfet superficial y no usaré disipador lo que si usaré es una caja plástica con ranuras
El uso que le voy a dar es alimentar la notebook en el camo de vuelo por lo que estará al aire libre y no debería sufrir demasiado
Igual estoy mejorando la placa para incluir los filtros y mejorar el ruteo para evitar problemas
Tambien tengo previsto espacio para poner un disipador si fuese necesario en la nueva placa
Este finde si no llueve pruebo todo
Saludos y gracias!
EDITO 2 horas de uso y el diodo doble esta caliente va a necesitar disipador aunque sea una placa de aluminio para aumentar la superficie con el aire
El mosfet sigue tibio al igual que la bobina
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A ver que les parece este ruteo de la parte de potencia?
Creo que consideré todos los camionos de la corriente como para que circule pasando por los capacitores y maximizando el grososr de las pistas:
- Tienes que ingresar para ver archivos adjuntos -
El capacitor de salida ya lo corri hacia la derecha para permitir el disipador al diodo schokly.
Saludos!
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Hola elgarbe, no termino de ver donde esta colocado el transistor de potencia...
Un saludo.
Atte. CARLOS.
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Perdón, es SMD y quedó debajo de la bobina. Podes ver un plano que conecta las 3 resistencias de sensado (que van verticales no horizontales como el dibujo) que se conectan al SOURCE. Luego está sin rutear a la derecha el GATE. Y el DRAIN es el plano que conecta la bobina con el diodo.
Toda la conexion de GND del circuito de control debería tomarla de un unico punto en la bornera de entrada, verdad? x q se me complica un poco eso...
saludos
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Hola elgarbe,
Toda la conexion de GND del circuito de control debería tomarla de un unico punto en la bornera de entrada, verdad? x q se me complica un poco eso...
Si, debe de hacerse de un único punto, pero no de la bornera, si no de los capacitores en este caso C10 (el último antes del consumo).
Lo que veo muy mal es la pista que va desde C8 a la bornera, en realidad debería de ir a C10.
Separa más los condensadores de la bobina y del diodo, recuerda que estos calientan y le pasarían su calor a los electrolíticos acortando sustancialmente su vida útil. Aparte debes de permitir la libre circulación de aire.
Por otro lado, no todo en la vida se puede hacer chico, hay situaciones que desear o hacerlo chico perjudica más de lo que beneficia, y este es uno de los casos.
Un saludo.
Atte. CARLOS.
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aaaaa, ya entiendo el camino de la corriente (la parte de GND)... ok, lo voy a modificar.
El querer hacerlo chico es casi una mañia y es como vos decis, a veces perjudica más de lo que beneficia.
a reformar se ha dicho!
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Ahora creo que ya está bien...
- Tienes que ingresar para ver archivos adjuntos -
no? :oops:
saludos!
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micro_pepe, como te ha ido con el tema disipador? tuviste que poner algo mediano/grande al mosfet/diodo?
Saludos!
Las pruebas que he echo no demuestran que se caliente, pero tendría que dejarlo como una hora para asegurarme, la batería que usé es de 7Ah y no me daría para probarlo bien, cuando tenga lista la fuente de PC comento. La ultima prueba sería en el auto.
Saludos!!!
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Hola elgarbe, ahí me gusto mucho más, pero aleja un poco los capacitores del la bobina, si quieres por supuesto.
Un saludo.
Atte. CARLOS.
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Ok asi lo haré he notado que la bobina calienta un poco más que el mosfet por lo que los alejaré de la bobina
en un rato paso el pcb definitivo
saludos y gracias!
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Listo creo que ya está listo
- Tienes que ingresar para ver archivos adjuntos -
- Tienes que ingresar para ver archivos adjuntos -
Acabo de ver que el preset interfiere con el disipador por lo que lo correré un poco
Saludos
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Cuidado Leonardo, la bornera de salida Con2 esta girada 180º, por lo tanto la conexión de cables te queda hacia el Capacitor C8.
Es solo un detalle si solo vas a soldar cables, pero si pondras borneras realmente, cuando quieras girarla tal vez te haga tope contra el capacitor.
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Hola elgarbe, si, realmente yo colocaría R8 justo por encima de la bornera, elevando un poco el capacitor C8. Luego por donde se encuentra actualmente el preset, iría R7y el preset justo sobre el borde del PCB. Por el resto creo que no hay grandes detalles.
Hola MGLSOFT, en la realidad la bornera no molestaría en el montaje, ya que es simétrica o posee muy poca diferencia. Pero en la vista 3D por supuesto, colocarla correctamente quedaría más vistoso.
Un saludo.
Atte. CARLOS.
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Listo, ahora sí.
Gracias Marcos y Carlos.
- Tienes que ingresar para ver archivos adjuntos -
Saludos!
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Hola elgarbe, ahora sí, hasta parece profesional :D
A fabricarla y probar.
Un saludo.
Atte. CARLOS.
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jeje, si!
voy a fabricar varias placas ya que por el proceso siempre hago varias.
Si hay alguien de Argentina que quiera alguna me avisa y se la envío. solo pagan el costo de envío, la placa va gratis.
Saludos!
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Por cierto, muchas gracias Carlos y micro_pepe por la ayuda! sin ustedes este proyecto no sé si hubiese llegado a su fin.
Saludos!
PD: Cambio el título del primer post a "[Proyecto] - Step UP 12V a 19V para notebook - Finalizado" para busquedas futuras
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Yo quiero una !! :D :D ((:-)) ((:-)) ((:-))
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te agrego una a tu paquete ;-)
sds.
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Buenas, el finde finalmente probé el StepUp en el aeroclub y me surgió un problema.
El circuito que probe fue el primero, el de este post: http://www.todopic.com.ar/foros/index.php?topic=46137.msg388288#msg388288
El tema es que le falta filtrado x q me mete ruido en la notebook. Me explico:
Yo con la batería del auto alimento un Receptor de video de 1.2GHz y el step up. Con el step up alimento la notebook, que tiene su batería funcional. En la notebook tengo un dongle USB que es una capturadora de video, la cual toma la señal de video del receptor de video y la pasa a la notebook.
Por otra parte tengo una camarita con un transmisor de video en 1.2GHz.
Bien, cuando pongo todo el sistema a funcionar y no alimento la notebook con el step up, el video se ve perfecto. Pero cuando enchufo la notebook el video empieza a salir todo movido.
No estoy seguro de si el ruido se mete en la linea de 12V y me afecta el Rx de video o si el ruido se mete en la linea de 19V y me afecta el funcionamiento de la notebook. El movimiento solo se ve en el programa de video, no en el escritorio de windows. Lo que no me acuerdo si probe es con la camarita web de la notbook, si esta tambien se movia la imagen o no.
Ideas? soluciones?
Saludos!
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Probaste con auto en marcha o sin marchar??
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Hola elgarbe, pues si pides mi opinión, diría que la interferencia se propaga por la línea de los 12V, ya que la fuente step up realmente posee un muy pobre filtrado de entrada y los circuitos de vídeo saben ser relativamente sensible a este tipo de problemas.
Así mismo, el filtrado de salida sigue los mismos caminos, pero bueno, ten en cuenta que fue un simple diseño no pensado para cubrir todos los flancos. ;-)
Un saludo.
Atte. CARLOS.
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Probaste con auto en marcha o sin marchar??
sin marchar
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Hola elgarbe, pues si pides mi opinión, diría que la interferencia se propaga por la línea de los 12V, ya que la fuente step up realmente posee un muy pobre filtrado de entrada y los circuitos de vídeo saben ser relativamente sensible a este tipo de problemas.
Así mismo, el filtrado de salida sigue los mismos caminos, pero bueno, ten en cuenta que fue un simple diseño no pensado para cubrir todos los flancos. ;-)
Un saludo.
Atte. CARLOS.
entiendo, probablemente el receptor de video valla con una LiPo independiemte y problema resuelto.
Saludos
-
Reabro este hilo para adjuntar un oscilograma del rizado de la salida, las condiciones de trabajo son las siguientes:
- Entrada: 7.55A y 11.8v (89w)
- Salida: 4.13A y 18.42v (76w)
He probado a alimentar un portatil viejo, y funciona, pero no sé si el rizado tan alto puede ser dañino:
- Tienes que ingresar para ver archivos adjuntos -
Gracias!!! Un saludo.
STK: Estaría bien que pusieses un oscilograma de tu montaje a plena carga, ya que lo has usado durante mucho tiempo con tu portatil.
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Hola micro_pepe, ese rizado tan notorio, lo que conseguirá y no en muy largo plazo, es agotarte "secar" los capacitores electrolíticos, tantos de la propia fuente, como los de la portátil en su recorrido hacia la batería.
Sería interesante que comentaras que esquema estás usando y cual es el valor de ESR del capacitor de filtrado de salida (0.1 ohms como máximo). Igualmente, por el tipo de señal, yo diría que es una auto-oscilación a la salida de la propia fuente, ya que la frecuencia es muy elevada y el formato de la misma coincide con esto.
Una prueba que deberías de hacer es conectar en serie con la salida, una inductancia de buen valor, y luego de esta un capacitor de unos 1000uF o más, junto con uno de unos 0.1uF (clásico filtro LC), y luego alimentar la portátil. Y con osciloscópio en mano, tomar el oscilograma anterior y posterior a la inductancia colocada, así sabrás si la oscilación es producida por la fuente o por la portatil.
Un saludo.
Atte. CARLOS.
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Hola micro_pepe
Quería confirmar algunos datos que no me quedan claros mirando tu gráfica.
1. Parece que la frecuencia de conmutación es de unos 87kHz (aproximadamente la que saldría con una resistencia de 10k y un condensador de 2nF)
¿Eso es así?
2. El ciclo de trabajo parece del 50% cuando debería ser del 36% para las tensiones de entrada y salida que comentas.
Eso no me cuadra del todo. Con ese ciclo de trabajo debería estar duplicándose la tensión de entrada.
¿Están bien las tensiones y el ciclo de trabajo?
3. La disipación me parece un poco alta. Tienes un rendimiento del 85% y creo que se puede mejorar un poco.
¿Cuál es el componente que se calienta mucho? ¿o está repartido? ¿Mosfet, diodo?
Un saludo.
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- Tienes que ingresar para ver archivos adjuntos -
¿Has utilizado este esquema con estos valores?
Un saludo.
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Ese ruido tan alto (+-3v) se debe a que a la salida no hay condensadores de filtro de altas frecuencias (10nF y 100nF)
Si quieres reducir aún más el ruido de alta frecuencia, prueba a aumentar un poco R4. De esta forma la conmutación será más lenta, el transistor Q1 se calentará un poco más pero el ruido se reduce.
Q1 se calienta solo con la conmutación porque tiene una Rdson muy baja.
Si el calentamiento se aprecia, se puede reducir disminuyendo la frecuencia de conmutación hasta 20kHz.
Con esa bobina y ese condensador tan grandes, funcionará bien y apenas aumentarán las corrientes de pico o el rizado de salida, mientras que la disipación por conmutación se reducirá a una cuarta parte.
Imagino que la bobina L1 es de 8 Amperios o más. Si solo tiene los 0.49A del esquema, ya debería estar todo quemado.
En esa gráfica no se observa el rizado de media frecuencia (los 87kHz de conmutación). Si haces zoom en voltaje, podrás ver una señal cuadrada a la salida del condensador de unos 0.5Vpp.
Si el condensador C8 se calienta mucho, habría que poner varios condensadores de menor capacidad en paralelo (eso es lo habitual) para bajar la ESR y repartir el calentamiento entre los dos.
Un saludo.
PD. Se me olvidaba comentar que esas frecuencias que observas tienen varios megahercios. A esa frecuencia las señales son ondas de radio y no se comportan como las de baja frecuencia. Es muy importante saber qué sonda estás utilizando y dónde y cómo tomas la masa.
En estas notas de aplicación puedes ver algunas técnicas para medir señales de alta frecuencia: http://cds.linear.com/docs/en/application-note/an47fa.pdf
Aquí más notas de aplicación sobre convertidores conmutados: http://www.linear.com/designtools/app_notes.php#power
Un saludo.
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Bueno, vamos por partes.
El esquema empleado:
- Tienes que ingresar para ver archivos adjuntos -
El diseño de la PCB:
- Tienes que ingresar para ver archivos adjuntos -
Los valores que dí son erroneos, copia pega del sitio equivocado, los correctos son estos:
Vin = 12.76V
Iin = 6.45A
Pin = 82.3w
------------------
Vout = 23.8V
Iout = 2.96A
Pout = 70.45w
------------------
Rendimiento 82%
La carga a la que corresponde esa gráfica son dos lamparas en serie de 35w y 12v.
El condensador de salida de 3300uF, al tacto tan solo templa un poco, no es de baja ESR, pero es de buena calidad de 105ºC (marca lelon, si no recuerdo mal).
El transistor y el diodo van en el mismo disipador, no sé decir cual calienta más, pero el disipador al tacto estará como a unos 50ºC (se soporta bien sin quemarse).
En el fusible hay pérdidas, en el caen unos 300mV (1.93w). Y en las resistencias del shunt de corriente también, se calientan un poco.
La bobina está fabricada con hilo de 1.3mm de diametro, y tiene un valor de 30uH. No noto que se caliente mucho.
Para medir el rizado uso una sonda de 200MHz en x10, y coloco la pincita de masa en el terminal de salida negativo, y la "garra" del vivo en el terminal de salida positivo. Creo que por aquí vienen algunos errores, sería mejor medir directamente en el condensador, y sacando la masa del osciloscopio, en lugar de la sonda.
Gracias, un saludo!!!
-
Bueno, vengo con más pruebas. He recordado una forma de medir el rizado en fuentes conmutadas, consiste en enrrollas un trocito de cable rígido en la masa de la sonda, la parte de la punta al quitar el capuchón, de forma que queden dos pinchos, el del vivo de la sonda, y el del cablecito rígido.
Además he soldado un condensador de 10nF y otro de 100nf de polyester en paralelo con el condensador de 3300uF de la salida.
Resultado de la medición:
- Tienes que ingresar para ver archivos adjuntos -
Ahora voy a dejarlo un tiempo funcionando y medir temperaturas.
Gracias, un saludo!!!
-
El layout de tu PCB no está tan optimizado como el otro de elgarbe. Eso puede crear resonancias de alta frecuencia que es lo que ves en el osciloscopio.
Pero también se puede deber al método de medida. Prueba con el cable de masa mas corto posible. Si puedes utilizar un sistema diferente que conecte la sonda directamente a masa sin el cable, mejor. Las medidas pueden cambiar mucho.
Desde luego lo primero que necesitas poner es un condensador de desacoplo de alta frecuencia a la salida (no lo veo en la PCB).
A propósito de la bobina ¿Cómo sabes que es de 30uH?
El hilo, para esas frecuencias, es mejor fabricarle con muchos hilos más finos en paralelo. Por ejemplo 4 hilos paralelos de 0.6 mm de diámetro.
A la bobina se le pueden dar más vueltas, por ejemplo el doble. Así consigues 120uH y mejor filtrado. Dentro del toroide los hilos estarán un poco apretados, pero caben.
Un saludo.
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Bueno, vengo con más pruebas. He recordado una forma de medir el rizado en fuentes conmutadas, consiste en enrrollas un trocito de cable rígido en la masa de la sonda, la parte de la punta al quitar el capuchón, de forma que queden dos pinchos, el del vivo de la sonda, y el del cablecito rígido.
Además he soldado un condensador de 10nF y otro de 100nf de polyester en paralelo con el condensador de 3300uF de la salida.
¡¡¡Menuda diferencia!!! Eso está mucho mejor.
Ahora se aprecia el rizado del condensador. Es muy bajo, está bastante bien. Debe ser un condensador de baja ESR.
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Calculo que el rizado es de unos 0.1V con una diferencia de corriente de 6.45A, lo que da una ESR de 0.016 Ohmios
La potencia disipada en el condensador debería ser más o menos P= 3.4A^2 * 0.016 = 0.18W casi inapreciable.
Deberías separar los disipadores del mosfet y diodos. Para saber si el mosfet se calienta. En caso negativo, puedes subir la resistencia de puerta.
Así a cambio de un menor rendimiento y un pequeño calentamiento del mosfet, conseguirás menos rizado de salida.
Un saludo.
P.D. No le vendría mal algún otro condensador de 100nF.
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Desde luego lo primero que necesitas poner es un condensador de desacoplo de alta frecuencia a la salida (no lo veo en la PCB).
Hay dos cocndensadores SMD de 100nF, tamaño 1206, en paralelo con C2; y ahora a mayores uno de 10nF y otro de 100nF de polyester.
A propósito de la bobina ¿Cómo sabes que es de 30uH?
La medí con un tester de componentes de esos de los chinos, no sé la precisión de medida, pero hice pruebas con bobinas axiales de señal, del 10%, y hace medidas dentro del rango. (Uno igual que este: medidor (https://es.aliexpress.com/store/product/Free-Shipping-LCR-T4-graphic-transistor-tester-resistance-capacitance-ESR-SCR-Electronic-Component/342106_32669556621.html?spm=2114.04010208.3.121.mdlA92&ws_ab_test=searchweb0_0,searchweb201602_5_10065_10068_433_434_10136_10137_10138_10060_10062_10141_10056_10140_10055_127_10054_10059_10099_10103_10102_10096_10052_10109_10053_10050_10107_10142_10051_10106_10084_10083_10119_10080_10082_10081_10110_10111_10112_10113_10114_10078_10079_10073_10070_10122_10123_10120_10124-10050_10120,searchweb201603_13,afswitch_1_afChannel,ppcSwitch_5,single_sort_0_default&btsid=d1c0511a-5d36-4862-a056-37bbc7d05ae5&algo_expid=8d1d4290-5ae8-45eb-9984-e6c831062b93-14&algo_pvid=8d1d4290-5ae8-45eb-9984-e6c831062b93) ).
El hilo, para esas frecuencias, es mejor fabricarle con muchos hilos más finos en paralelo. Por ejemplo 4 hilos paralelos de 0.6 mm de diámetro.
A la bobina se le pueden dar más vueltas, por ejemplo el doble. Así consigues 120uH y mejor filtrado. Dentro del toroide los hilos estarán un poco apretados, pero caben.
Probaré ha hacer otra con con cuatro hilos.
Ahora se aprecia el rizado del condensador. Es muy bajo, está bastante bien. Debe ser un condensador de baja ESR.
No viene marcado como baja ESR, pero es de buena calidad de 105ºC, la marca confirmo que es lelon, creo que es buena marca.
Las temperaturas medidas con un termometro de infrarrojos, tras media hora de funcionamiento son las siguientes:
- Condensadores de entrada: 37ºC.
- Condensador de salida: 44ºC.
- Bobina: 55ºC.
- Resistencias shunt: 55ºC.
- Diodo: 41ºC.
- Transistor: 46ºC.
- Fusible: 45ºC.
- Temperatura ambiente, a 3cm de la placa: 27ºC.
Creo que si puedo subir un poco la resistencia de puerta del mosfet, aunque quizás si subo de valor la bobina no sea necesario.
Gracias!!! Un saludo.
PD: La forma de medir el rizado es como en este video (sobre el minuto 9) Me cae bien este tipo, es muy sonriente, y tiene algún ensallo interesante.
-
Si el valor de L es de 30uH, entonces la bobina creo que soportará más vueltas.
Los cálculos son:
Reluctancia = N^2 / L = 23^2 / 30uH = 17.6 * 106 Henrios-1
Sección magnética:
A = 9.7mm * 9.4mm * 0.95 = 87 * 10-6 m2
Inducción magnética:
B = N * I / (R * A) = 23 * 7.5A / (17.6 * 87) = 0,112 Tesla
Una bobina de hierro no está hecha para esas frecuencias tan altas, pero por lo que veo no se calienta mucho y el hierro puede soportar bastante más inducción. Si quieres puedes aumentar el número de vueltas y su L.
La inductancia no tiene que ver con el ruido de salida. Ahora tienes un rizado de corriente de unos 2 amperios sobre una media de 6.5 Amperios. Ese rizado no es grande, está bastante bien.
Reducir el rizado de corriente de la bobina a 0.5A no va a conseguir que el ruido de salida mejore.
El problema en la salida es que la bobina en ciertos momentos está desconectada y en otros está inyectando 6.5 Amperios de media. Esa es una variación de corriente que no puedes evitar, es muy grande y brusca (señal cuadrada). Eso es lo que produce los pulsos en el condensador de salida.
En la entrada es distinto. Ahí la bobina está siempre conectada y el rizado actual es de 2 amperios con señal triangular (mucho más suave que la cuadrada) por eso en la entrada apenas verás rizado.
Lo que si puedes conseguir con una bobina más grande es bajar la frecuencia de conmutación, mejorando así las pérdidas por conmutación y el ruido eléctrico (porque habrá menos pulsos por segundo)
La conexión y desconexión lenta del mosfet (por ejemplo en 200 o en 200ns) va a aumentar su calentamiento, pero eliminará ese pico tan brusco de unos 100ns en la salida. Combinado con una frecuencia menor de conmutación, el calentamiento casi no aumentará y el ruido disminuye.
No es una solución ideal, pero funciona.
Un saludo.
-
Hay dos condensadores SMD de 100nF, tamaño 1206, en paralelo con C2; y ahora a mayores uno de 10nF y otro de 100nF de poliester.
De todas formas, al poner doble condensador ha mejorado mucho el pico y si pones más condensadores mejorará más. Ten en cuenta que filtrar unos 7.5 Amperios de pico al conmutar no es poca cosa.
Las temperaturas medidas con un termometro de infrarrojos, tras media hora de funcionamiento son las siguientes:
- Condensadores de entrada: 37ºC.
- Condensador de salida: 44ºC.
- Bobina: 55ºC.
- Resistencias shunt: 55ºC.
- Diodo: 41ºC.
- Transistor: 46ºC.
- Fusible: 45ºC.
- Temperatura ambiente, a 3cm de la placa: 27ºC.
Alguna temperaturas me llama la atención. Los condensadores de entrada deberían estar frios. ¿El cobre está conduciendo calor entre componentes?
La bobina puede reducir su temperatura si pones más sección de cable.
Ahora que lo pienso, con el poco rizado de corriente que tienes en la bobina no creo que mejore mucho si pones hilos finos en paralelo. Eso mejora la disipación cuando hay grandes variaciones de corriente, pero este no es el caso. No hace falta que te molestes en cambiar la sección del hilo.
Un saludo.
-
Alguna temperaturas me llama la atención. Los condensadores de entrada deberían estar frios. ¿El cobre está conduciendo calor entre componentes?
Pues seguramente sí, las pistas de conexión que manejan altas corrientes las reforcé soldando pequeños hilos de cobre, tiene una buena masa que conducirá el calor tras un tiempo funcionando.
La bobina puede reducir su temperatura si pones más sección de cable.
Ahora que lo pienso, con el poco rizado de corriente que tienes en la bobina no creo que mejore mucho si pones hilos finos en paralelo. Eso mejora la disipación cuando hay grandes variaciones de corriente, pero este no es el caso. No hace falta que te molestes en cambiar la sección del hilo.
Probaré entonces a poner más vueltas, aumentar la resistencia del GATE, y bajar la frecuencia de conmutación, quizás subiendo C6 a 3.3nF, la frecuencia andará por los 50KHz.
Gracias!!! Un saludo.
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El diseño de la bobina no es sencillo. Hay muchos factores que tienen efectos contrarios entre sí y que no es sencillo evaluar, así que hay que hacer ensayos.
Yo probaría un cambio un poco mayor. El doble de espiras (46), la cuarta parte de frecuencia (8.2nF) y vigilar mucho el calentamiento de la ferrita.
Con ese cambio, la inducción se va a duplicar y las pérdidas por histéresis por lo tanto se multiplicarán por tres.
Por otro lado, al bajar la frecuencia a un cuarto, las perdidas por histéresis se dividen por cuatro o más, porque los núcleos de hierro se calientan mucho a esas frecuencias tan altas (mejor que no pasen de 20kHz).
Además el efecto películar (https://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_pelicular) se reduce mucho al bajar la frecuencia y bajan las pérdidas en el cobre un poco.
Por otro lado al ser el cobre más largo, las pérdidas por resistencia se duplican.
El efecto total no lo sé con exactitud. Creo que debería bajar un poco el calentamiento, pero por si acaso lo mejor es vigilar de cerca el núcleo y no probarlo de repente a toda potencia.
Un saludo.
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Fíjate en la página 63 (2ª hoja) lo sensibles que son a la frecuencia y a la inducción los núcleos de hierro:
http://www.ferroxcube.com/FerroxcubeCorporateReception/datasheet/2p.pdf
Con una inducción de 100 mTesla, se calienta tres veces más a 20Khz que a 10kHz
Por otro lado al aumentar la inducción al doble (a la misma frecuencia) las pérdidas aumentan 3.5 veces más.
Y todo esto depende mucho del material. Así que al aumentar al doble la inducción y disminuir la cuarta parte la frecuencia espero que baje un poco el calor generado, pero depende del material.
Las pérdidas en el cobre aumentarán casi al doble (depende del efecto pelicular) y espero que no sean mayores de 2 W (R=0.035m Ohmios o un poco más con una corriente efectiva algo mayor de 6.5 Amperios). También están al límite, así que hay que vigilar todo al probar.
Un saludo.
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Sección magnética:
A = 9.7mm * 9.4mm * 0.95 = 87 * 10-6 m2
Inducción magnética:
B = N * I / (R * A) = 23 * 7.5A / (17.6 * 87) = 0,112 Tesla
Me he equivocado en estos valores. La sección magnética es la mitad y la inducción vale el doble. Para un núcleo de polvo de hierro sigue siendo un valor bajo.
Un saludo.
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Bueno, comento los resultados:
- He cambiado la resistencia de puerta, de 15ohm, a 22ohm.
- La bobina, le dí las 46 espiras, he medido el valor y da 100uH.
- El condensador del oscilador, le he puesto en paralelo uno de 4,7nF y otro de 1nF, en paralelo con el de 2,2nF que tenía, total 7,9nF.
La oscilación se hace audible.
Con una carga de 42w (1.8A) el resultado es este:
- Tienes que ingresar para ver archivos adjuntos -
Creo que no mejora mucho, con una carga mayor los pulsos serán mayores. Tengo que observar el calentamiento de la bobina, y habría que subir de frecuencia para que no sea audible la oscilación.
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Este otro oscilograma es con la misma carga de 42w y bajando la resistencia del oscilador a 6K8, y el condensador a 6n8. La bobina calienta unos 55ºC, el resto de conponentes no calientan a penas.
Sigue siendo audible, pero muy leve, habría que subirlo un pelin más.
- Tienes que ingresar para ver archivos adjuntos -
Este otro oscilograma, con carga de 70w a 24v. La bobina anda cerca de los 70ºC.
- Tienes que ingresar para ver archivos adjuntos -
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Hola micro_pepe, hay algo que no me gusta de esos oscilogramas, y es que claramente se ve, que por cada ciclo, hay dos periodos de conmutación, uno corto, y el otro, considerablemente más largo.
Esto no es normal y por supuesto, incrementa las perdidas por conmutación, al doble de lo que debería de ser.
En oscilogramas anteriores esto no se ve, y estoy casi seguro que es por haber incrementado demasiado el valor de la inductancia, yo no usaría un valor tan alto, ya que como existe un límite inferior recomendado, también hay uno superior, y creo que ya lo sobrepasaste con el valor de 100uH. Pero bueno, lo mío es solo por experiencia y no tengo formulas para acompañar lo dicho.
Un saludo.
Atte. CARLOS.
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Chaly tiene razón, esas gráficas tienen dos conmutaciones muy rápidas y eso no es normal.
Pero vayamos por partes porque hay muchas cosas que no cuadran.
1. El valor de la inductancia se está midiendo mal.
Las inductancias son muy estables en esto. Si aumentas las espiras al doble, aumenta la inductancia cuatro veces.
La inductancia depende del cuadrado del número de espiras, y siempre se cumple.
Es probable que el aparato esté falseando un poco las medidas por la capacidad y la resistencia parásitas.
Pero no es grave.
2.- El tiempo de ciclo ha variado más de lo esperado.
Aquí ocurre lo mismo. El oscilador del integrado es muy estable. Si multiplicas por dos la capacidad, multiplicas por dos el tiempo de ciclo y siempre se cumple (salvo para valores muy pequeños de capacidad o muy grandes de corriente, que no es el caso)
En las gráficas anteriores se ve claramente que tenías un tiempo de ciclo de 11.6us = 86kHz de conmutación
Ahora el tiempo de ciclo que pareces tener en la primera gráfica es de 84us = 12kHz
No cuadra, porque el valor del condensador lo has multiplicado por 3.6 (de 2.2nF a 8nF) y el tiempo de ciclo se ha multiplicado por 7.2 (de 11.6us a 84us).
Se debería haber multiplicado por 3.6, lo mismo que el valor del condensador. Los condensadores suelen tener una tolerancia muy grande, pero eso es demasiado.
Pero en este caso lo importante es que la frecuencia esté en torno a los 20 a 25kHz (40 a 50us de tiempo de ciclo)
Veo que bajando la resistencia has conseguido en la última gráfica 50us = 20kHz, por ahora con eso es suficiente.
De todas formas no vendría mal que observases la oscilación directamente en el condensador C6 para comprobar que la señal es limpia y de 20kHz
3.- El integrado parece estar conmutando dos veces por ciclo
Esto es raro y no está funcionando bien. Me gustaría poder ver la señal que tienes en bornes de las resistencias de sensado de corriente con un rango de 0.5v por línea vertical y 10us por línea horizontal (para que se vea grande)
Con esta señal se puede estimar el valor de la inductancia, se puede ver si se está saturando o no y se pueden ver las corrientes medias y de pico que pasan por la bobina, además de comprobar las conmutaciones que se están dando.
A ver si así damos con el problema.
Un saludo.
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Con respecto a la inductancia, creo que lo mejor es no modificarla hasta ver que está ocurriendo.
En principio un valor alto no debería ser un problema. Cuanto más alta sea la inductancia, mejor filtra y mejor funciona todo. Además al bajar la frecuencia de trabajo, hay que aumentar el valor de la inductancia para que no aumenten mucho los picos de corriente.
Pero vamos a esperar a ver por qué se dan esas conmutaciones tan extrañas.
Un saludo.
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Otro punto que habría que comprobar es la puerta del mosfet y la salida de conmutación del integrado (pin6)
Si todo es normal, la salida del integrado debería tener una onda cuadrada de unos 12v y 20kHz.
La puerta del mosfet debería tener una señal cuadrada suavizada en los flancos con pequeños escalones en la conmutación, con una duración de 200 a 300ns y con una tensión de 4v más o menos.
Un saludo.
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Hola Picuino, y permíteme llevarte la contra un poco :mrgreen:
En la teoría, cuando una inductancia es más grande, pues la señal de salida sería más filtrada, en la practica también los es, pero se le agrega un pequeño detalle.
Cuando una inductancia es muy grande (pasando ciertos limites), esta almacena demasiada energía, que cuando la libera, la tensión de salida permanece estable por mucho más tiempo que un ciclo de reloj, por lo tanto, el IC "detecta" esta situación, y trata de compensarla salteandose una conmutación, para no exceder la tensión de salida programada y en estas situaciones es cuando el circuito deja de funcionar de manera estable.
Por lo anterior es que en post más antiguos decía que también tenemos ciertos límites superiores y no es tan simple como colocar la inductancia más grande que podamos. Ya que con un funcionamiento inestable, el comportamiento del IC no es predecible tan sencillamente.
Con respecto a este punto "2.- El tiempo de ciclo ha variado más de lo esperado."
Este comentario tuyo, a medias está confirmando lo que trato de explicarte más arriba, ya que una fuente de este tipo, pues no debería de presentar variaciones de frecuencia con la variación de la inductancia, ya que al no ser una fuente auto oscilante, la inductancia no está implicada en la generación de la frecuencia, por lo tanto, una inductancia mayor o menor siempre debería estar sometida a la misma frecuencia de funcionamiento si no hay cambios en el sector del oscilador RC.
Tu mismo al hacer las cuentas, notas que el cambio de periodos paso de 3.6 a 7.2 (y no le encuentras sentido), esto significaría que la inductancia al ser tan grande, esta haciendo que el IC se "coma" una conmutación intermedia y la frecuencia sobre la bobina se a reducido a la mitad.
Mi consejo, regresen a un valor de inductancia de aproximadamente 30/40 uH que es la adecuada para una fuente de esas características, luego vean como mejorar el filtrado de salida.
Un saludo.
Atte. CARLOS.
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Hola Chaly,
No me llevas la contraria. Tienes razón en que en ocasiones las fuentes no son estables y se 'comen' algunos ciclos. Pero esto no es lo que yo veo en este caso.
En ese caso que comentas se debería ver un periodo total siempre constante (ton + toff = constante), pero con tiempos de encendido variables, a veces largos y a veces cortos (ton = largo seguido de ton = corto).
Lo que yo veo es un periodo no constante (ton + toff = no constante) y eso no me cuadra, creo que se están dando dos conmutaciones en un sólo ciclo.
Por esa razón le he pedido a micro_pepe que nos enseñe la señal que hay en bornes de las resistencias de sensado de corriente (R6 y R7), y que compruebe la frecuencia de conmutación directamente en el condensador C6, para intentar confirmar qué es lo que está pasando.
Un saludo.
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Acabo de caer en que tienes razón, Chaly.
Estaba mirando mal el gráfico. Los tiempos 'cortos' no van juntos. Cada tiempo 'corto' va con el tiempo 'largo' que le corresponde.
Entonces las frecuencias de conmutación son la mitad de lo que creía y están bien.
Efectivamente hay un problema de regulación, pero se puede solucionar sin cambiar la bobina.
Tengo que mirarlo todo de nuevo. Cuando tenga un rato lo miro y posteo.
Un saludo.
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Hola Picuino, es que exactamente ese es el problema, la bobina.
El gran valor de la bobina es el que causa ese efecto, por lo tanto deben de reducir el valor de la misma, tal como ya e comentado a uno valor entre 30/40 uH y para solucionar el problema de rozado, pues mejorar el filtrado de salida.
Una red RC de filtrado de salida, más el capacitor ya existente, debería de funcionar correctamente. O sea, pasando el diodo un capacitor de unos 2200uF (mejor sería 2 de 1000uF) luego una bobina con una inductancia de unos 100uH y luego, nuevamente uno o dos capacitores para formar 2000/2200uF. Y por supuesto, no olvidar los capacitores de .1/.5uF
Y también mejorar la resistencia de gate. Para ver si la resistencia de gate es la correcta, pues necesitaríamos un oscilograma de la tensión de gate con respecto al source.
Un saludo.
Atte. CARLOS.
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Las oscilaciones se pueden compensar con facilidad. No hay problema, ya lo he hecho antes y es sencillo.
Este tipo de circuitos en 'modo corriente' suelen tener este comportamiento y se soluciona con un circuito simple que el fabricante llama 'slope compensation'. Este circuito se añade para evitar que el circuito oscile cuando el ciclo de trabajo sobrepasa el 50%
En este caso no se debe a la bobina, es intrínseco a los controladores en modo corriente y les pasa a todos cuando el ciclo de trabajo es alto.
Por suerte se soluciona con un transistor y una resistencia que se pueden soldar al aire.
Aparece en la página 7 (hoja 8 ) de este datasheet: https://www.fairchildsemi.com/datasheets/UC/UC3843.pdf
Un saludo.
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Una vez compensado, el 'ruido audible' desaparecerá, incluso si vuelves a poner la resistencia de 10k para bajar la frecuencia.
El ruido típico en otros casos (cuando la frecuencia de conmutación es baja o la fuente oscila por una mala regulación) es un pitido de un solo tono, como un silbato.
El ruido que a tí te aparece, micro_pepe, debe ser de otro tipo. Es un ruido blanco, de muchas frecuencias, como cuando hay un escape de gas o como cuando dos piezas se frotan con rozamiento. No es un pitido de una sola frecuencia.
Así se identifica el problema de falta de Slope compensation en los integrados con control por corriente.
Ten en cuenta que esto siempre te ocurrirá cuando la tensión de entrada baje. Si pones una tensión de entrada más alta, el ciclo de trabajo se reduce y el ruido desaparece. Ese es otro síntoma y otra forma de identificar este problema.
Un saludo.
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Bueno, vengo con las gráficas pedidas. En la del shunt, el voltaje alcanza en un punto unos 0.75v, no sé si con eso es suficiente para que empieze a actuar la protección en corriente (en teoria es 1v), creo que no, pues hay un integrador que da la media de esa señal al integrado.
De todas formas, yo recuerdo un poco la teoría de los convertidores DC-DC, y se hacian estudios de conducción continua y discontinua, un estado u otro dependen de la bobina y la carga, si no recuerdo mal, y lo ideal es trabajar en continua.
Bueno ahí va la gráfica del shunt:
- Tienes que ingresar para ver archivos adjuntos -
la del oscilador:
- Tienes que ingresar para ver archivos adjuntos -
la salida de pulsos.
- Tienes que ingresar para ver archivos adjuntos -
y la Vgs:
- Tienes que ingresar para ver archivos adjuntos -
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El estado de modo discontinuo al que me refiero, sería el que se ve en la página 28:
http://ocw.uc3m.es/tecnologia-electronica/electronica-de-potencia/material-de-clase-1/MC-F-005.pdf
en un momento la corriente por la bobina es cero.
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Muchas gracias micro_pepe.
La señal del oscilador está bien. Tienes 40kHz que por ahora es una buena frecuencia.
El sensor de corriente corta a una tensión máxima de 1 voltio, pero eso depende del regulador de tension, que puede bajar la tensión de corte para que la salida no aumente de tensión. Está correcto.
Medida de la bobina:
No se ve demasiado bien, pero parece que la rampa de corriente sube unos 0.5v en 40us = 0.0125 V/us
Dividiendo por la resistencia de sensado da 0.0125 / 0.075 Ohm = 0.167 A/us
Si la tensión de la bobina es de unos 11.5v, el valor de inductancia será: L = 11.5 V / 0.167 A/us = 70uH
Parece que la bobina tiene un valor menor del esperado. Casi la mitad. En este caso es mejor no tocar la frecuencia de 40kHz
rampa de compensación:
El problema ahora es añadir la rampa de compensación de corriente (slope compensation).
Mira el esquema del datasheet. Tienes que soldar un npn entre bornes de una resistencia y su emisor soldado a una resistencia que va a un condensador. Un pequeño montaje al aire.
Aparece en la página 7 (hoja 8 ) de este datasheet: https://www.fairchildsemi.com/datasheets/UC/UC3843.pdf
Un saludo.
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En este caso el conversor no está trabajando en modo discontinuo. En todo momento pasa corriente por la bobina.
El problema está en la rampa de compensación que he comentado (slope compensation)
Un saludo.
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Hay otro problema.
Según las gráficas, tienes los siguientes valores
Ie = 5.7 Amperios
Imagino que has puesto la carga pequeña:
Io = 1.8 Amperios.
Según las tensiones que posteaste antes, el rendimiento es muy malo. ¿Que valores de tensión y corriente tienes para comprobarlo?
Si el rendimiento ha bajado eso es lo más importante. Con estos cambios pretendía subir el rendimiento.
¿Cómo es la señal en la puerta del mosfet? El tiempo de conmutación no debería subir de unos 300ns.
Un saludo.
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Hola micro_pepe, en primer lugar, sin dudas la resistencia de gate es muy chica, ya que puedes apreciar esas pequeñas oscilaciones en la señal del gate.
- Tienes que ingresar para ver archivos adjuntos -
Como puedes ver, en la imagen del pin 6 y la del gate, hay una diferencia dentro del circulo rojo. En el gate se aprecia una oscilación, la cual es indicativo de que la resistencia de gate es muy chica. La mejor opción, es poner en serie a la resistencia ya existente, un preset de 100 ohms (inicialmente calibrado a cero), enciendes la fuente con su correspondiente carga, y el osciloscópio conectado al gate, y lentamente incrementas el valor del preset, esto se hace hasta que la oscilación desaparezca, luego mides el valor de la resistencia, mas el del preset y reemplazas la primera por una resistencia de valor fijo adecuado.
Este proceso se debería repetir por cada cambio de bobina o frecuencia.
Un saludo.
Atte. CARLOS.
Pda. vuelvo a insistir con lo mismo, acá no hay problemas de sobrepasar el 50% de ciclo activo (el mismo debería de ser de aproximadamente 40% para esta fuente), acá el problema es porque la bobina es demasiado grande. Por lo tanto, el circuito de (slope compensation) no creo que posea efecto alguno en el funcionamiento actual.
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Pda. vuelvo a insistir con lo mismo, acá no hay problemas de sobrepasar el 50% de ciclo activo (el mismo debería de ser de aproximadamente 40% para esta fuente),
Carlos, Lo que dice el fabricante del integrado es que sí hay problemas al sobrepasar el 50% (lo explica en el datasheet y en varias notas de aplicación)
Este circuito puede sobrepasar el 50% en cuanto la tensión de salida sea alta o la de entrada un poco baja, como está ocurriendo ahora.
Esos problemas de oscilaciones los he visto en circuitos que he montado con este integrado y se han solucionado sin problemas con el slope compensation.
¿Por qué dices que no es un problema?
En cuanto a la resistencia de puerta, creo que con esas gráficas no se puede ver lo suficiente.
Habría que ver el tiempo de subida de puerta en un rango de 500ns por línea en el osciloscopio para observar bien los detalles.
En concreto yo veo que el pulso pequeño tiene un tiempo de subida que parece oscilar un poco, pero apenas se aprecia.
El tiempo de bajada también parece un poco grande, pero de nuevo es imposible calcular bien los tiempos en ese rango.
Un saludo.
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Hay otro problema.
Según las gráficas, tienes los siguientes valores
Ie = 5.7 Amperios
Imagino que has puesto la carga pequeña:
Io = 1.8 Amperios.
Según las tensiones que posteaste antes, el rendimiento es muy malo. ¿Que valores de tensión y corriente tienes para comprobarlo?
Si el rendimiento ha bajado eso es lo más importante. Con estos cambios pretendía subir el rendimiento.
¿Cómo es la señal en la puerta del mosfet? El tiempo de conmutación no debería subir de unos 300ns.
Un saludo.
Probé con la carga de 70w, unos 3A.
Probaré a poner la rampa de compensación, así salimos de dudas de si hace algo o nó.
Luego el ajuste de la resistencia del gate lo tendré en cuenta.
El rendimiento también lo mido y muestro resultados.
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Espera que te calculo la resistencia de slope que tienes que poner.
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Creo que será suficiente con una resistencia de 3300 ohmios en Rramp, si Rcsf vale 1000 ohmios.
El transistor puede ser cualquiera, yo utilizo un BC549, pero vale cualquiera.
- Tienes que ingresar para ver archivos adjuntos -
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/uc2844.pdf
Un saludo.
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Bueno, nada más poner la compensación de rampa, la señal es cuadrada perfecta:
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La rampa de subida en la puerta del mosfet:
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Y el rizado de salida:
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Viendo la rampa de subida del mosfet, creo que habría que bajar la resistencia del gate, si lo aumento, lo unico que consigo es que esa gráfica se estire.
Rendimiento:
(23.8v·2.93A)/(12.76v·6.2A)=88%
Calentamiento de la bobina: Sobre 62ºC, el resto de componentes similar al ensallo con la otra bobina de 30uH.
El pitido ha desaparecido (lógico, son 40KHz).
EDITO: Creo que el detalle de la subida, no lo pillado bien, no se corresponde con la señal cuadrada. Pues está bien, lo acabo de revisar, y al bajar la escala de tiempo es eso lo que se ve en detalle.
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Esa señal en la puerta del mosfet no está bien. Creo que está pasando lo mismo que te pasaba al medir la tensión de salida.
¿Puedes medir con la sonda entre G y S del mosfet sin cable?
En cualquier caso se ve que la conmutación se da en unos 200ns.
Si la señal bien medida lo confirma, no es necesario tocar nada.
En la salida sigues teniendo picos relativamente elevados. Habría que confirmar si se deben a la sonda de medida o a la falta de condensadores.
Si sueldas otro condensador de 100nF en la salida y bajan los picos, entonces se debe a la falta de filtrado.
Un saludo.
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El rendimiento está bien. Ha subido al 88% y mejoraría más con una bobina que se caliente menos, pero eso es otro trabajo y no es sencillo.
Aunque si quieres intentamos enfriar aún más la bobina.
Un saludo.
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He medido sin el cable de masa entre G y S, el resultado es muy similar:
- Tienes que ingresar para ver archivos adjuntos -
- Tienes que ingresar para ver archivos adjuntos -
En cuanto al rizado, si mejora algo al añadir otro condensador, pero he notado que uno de los SMD de 100nF estaba rajado, no sé si son de mala calidad, yo los compré en Ebay a un vendedor Alemán, y me los vendió como de 63V.
Este es el rizado:
- Tienes que ingresar para ver archivos adjuntos -
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En conclusión, el rendimiento ha mejorado, pero la salida sigue necesitando filtrado, al subir la bobina de valor se hizo necesario poner la compensación de rampa... que no está de más, pues en la hoja de datos viene explicado su necesidad para ciclos del 50% o más, pero quizás el circuito del inicio con más filtrado sería suficiente.
Gracias, un saludo!!!
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El la compensación en rampa la vas a necesitar de todas formas si la tensión de entrada baja o si le pides a la fuente más tensión. El circuito anterior ya estaba justo en el límite.
Vamos ahora con el filtrado.
La reducción de frecuencia ha venido bien porque ahora sólo tienes la mitad de pulsos de ruido (al bajar de 87kHz a 40kHz hay menos de la mitad de conmutaciones) y esto mejora el ruido total.
Además, ahora con menos frecuencia de conmutación puedes hacer las conmutaciones más lentas y poco eficientes para que produzcan poco ruido, y el calentamiento no subirá mucho porque ahora la frecuencia es menor.
Esas señales de puerta son muy extrañas, casi imposibles. La puerta tiene varios condensadores internos y es verdaderamente dificil producir esas oscilaciones con una resistencia tan alta como la que has conectado a puerta.
¿Estás seguro de que no se está 'colando' alguna oscilación de las resistencias de sensado?
Una prueba sencilla que puedes hacer ahora es subir la resistencia del gate a 50 Ohm.
El mosfet se calentará un poco más, pero la conmutación será más lenta y poco ruidosa.
Un saludo.
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Por ahora adjunto algunas notas de aplicación de Linear Technology sobre fuentes conmutadas con poco ruido:
AN29
Some Thoughts on DC/DC Converters
http://www.linear.com/docs/4122
AN70
A Monolithic Switching Regulator with 100µV Output Noise
http://www.linear.com/docs/4159
AN84
Linear Technology Magazine Circuit Collection, Volume IV
http://www.linear.com/docs/4173
AN85
Low Noise Varactor Biasing with Switching Regulator
http://www.linear.com/docs/4175
AN118
High Voltage, Low Noise, DC/DC Converters
http://www.linear.com/docs/26421
Un saludo.
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Algunas mejoras importantes se consiguen con un buen layout del PCB (que ahora apenas se puede modificar). No viene mal echarle un vistazo a esta nota de aplicación:
http://www.ti.com/lit/an/slva219a/slva219a.pdf
Aunque se pueda hacer poco, soldando cables por la cara de soldaduras todavía se podría mejorar un poco este aspecto.
Un saludo.
PD: Aquí tienes algunas más para la próxima fuente:
http://www.todopic.com.ar/foros/index.php?topic=44997.0
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Otro Application Report de Texas Instruments:
Reducing Radiated EMI in Boost Converter (http://www.ti.com/lit/an/slva790/slva790.pdf)
En este te cuenta (además de la gran importancia de un buen layout), cómo añadir una red snubber, que es otra solución a las oscilaciones y los picos de salida.
Un saludo.
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Adjunto los resultados.
Rizado con una resistencia de puerta de 47ohm:
- Tienes que ingresar para ver archivos adjuntos -
He intentado medir los pulsos de la puerta del mosfet (Vgs), he soldado un cable en el surtidor y lo he enrrollado en la masa de la sonda lo más cerca posible de la placa, luego con la punta toco en la puerta, lo que veo es esto (con Rg=22ohm):
- Tienes que ingresar para ver archivos adjuntos -
Si bajo la escala para verlo en detalle, veo la señal de post anteriores que no es lo esperado, da igual que baje la escala mientras mido, que parando la medición y luego bajarla.
AN29
Some Thoughts on DC/DC Converters
http://www.linear.com/docs/4122
En esta nota de aplicación, en la página 42, se ve una imagen de una sonda con un casquillo que lo sueldan para medir ¿donde se puede comprar eso? sería lo ideal para medir bien.
El rendimiento está en 87% con carga de 70w, y las pemperaturas son las siguientes:
Transistor: 46ºC
Diodo: 43ºC
Bobina:63ºC
Ambiente:25ºC
Me miraré las notas de aplicación de diseño de PCB, quizás cuando esta fuente ande bien diseñe otro PCB, no me gusta la idea de dejar en el aire la rampa de compensación.
GRacias, un saludo.
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Eso sería lo mejor de todo, porque el layout no está bien diseñado. Los bucles críticos son demasiado grandes.
Aquí te explica todo:
Reducing Radiated EMI in Boost Converter (http://www.ti.com/lit/an/slva790/slva790.pdf)
En el diseño actual solo queda añadir una red snubber.
Puedes probar con una resistencia de 1 Ohmio 1 vatio y un condensador de 22nF
Los valores habría que calcularles bien siguiendo el procedimiento que hay en la nota de aplicación anterior, pero puede que con estos valores acierte.
Un saludo.
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AN29 Some Thoughts on DC/DC Converters http://www.linear.com/docs/4122
En esta nota de aplicación, en la página 42, se ve una imagen de una sonda con un casquillo que lo sueldan para medir ¿donde se puede comprar eso? sería lo ideal para medir bien.
Ni idea, pero tu solución de enrollar un hilo corto a la parte de masa de la sonda ya la he visto antes en montajes de linear technology y funciona bien.
Si te fijas, los montajes de alta frecuencia de Jim Williams son de todo menos bonitos. Están llenos de cables al aire soldados entre sí como si fuesen una escultura, todo sobre placas llenas de cobre y sin pcb normales. Y hacía circuitos impresionantes con esa técnica.
Un saludo.
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Resultado con la red snubber, con 22nF no se notaba mucha diferencia, le puse de 47nF:
- Tienes que ingresar para ver archivos adjuntos -
elgarbe: Podriás poner un oscilograma del rizado de salida, con la placa que diseñaste? solo por ver la diferencia entre una placa optimizada y la mia.
1.2. AN136. PCB Layout Considerations for Non-Isolated Switching Power Supplies http://cds.linear.com/docs/en/application-note/an136f.pdf
según esta nota de aplicación, el nodo que contiene pulsos de alta frecuencia es el que une el drenador con el diodo, y como yo me emperre en poner el transistor y el diodo en el mismo disipador, siempre será muy largo este nodo.
Gracias, un saludo.
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Está mucho mejor. Los pulsos han bajado a la mitad y tienen menor frecuencia. Los pulsos mejorarían aún más si optimizas la red snubber.
Pero no creo que merezca la pena. Ahora mismo ya estás consumiendo cerca de 1 vatio en la red snubber:
P = C · F · Vo^2 = 47nF · 40kHz · 23 ^2 = 0.99 Vatios
Y vas a consumir todavía más energía si quieres reducir los pulsos.
La mejor solución es comenzar por un buen diseño del PCB y así los pulsos mejorarán con una pequeña red snubber que consuma menos potencia.
Un saludo.
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En la página 4 de este documento: http://www.ti.com/lit/an/slva790/slva790.pdf te dan un ejemplo de cuánto pueden subir las oscilaciones por un pequeño cambio en el PCB.
- Tienes que ingresar para ver archivos adjuntos -
Un saludo.
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Otra solución es utilizar una topología diferente. La topología Boost es especialmente ruidosa en la salida, hay otras opciones que tienen menor ruido.
De todas formas todo esto sirve para aprender, porque no creo que tu notebook te dé problemas con la salida que tienes ahora mismo.
Un saludo.
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Divido el tema que ya está finalizado.
El nuevo diseño de micro_pepe de la etapa Step-Up continúa en el siguiente enlace:
Proyecto: Diseño optimizado de una etapa Step Up (http://www.todopic.com.ar/foros/index.php?topic=47512)
Un saludo.