Regulador reductor

[micro_pepe]

Hola, hay un pequeño problema, la tension de entrada puede estar entre 35V sin carga, y 24 con carga maxima, con lo cual el zener seria de 35-16=19V. Pues bien cuando el voltaje es de 24V con ese zener no se llega a saturar el mosfet.

Se me ha ocurrido esta midificacion, pero me gustaria ver algo mejor que utilice menos componentes:



El regulador está ajustado a unos 20V, y el zener es porque el transistor de salida del SG3524 aguanta como maximo 40V entre colector y emisor, y así cuando esta en corte está mas desahogado.

Saludos y gracias.

[Chaly29]

Hola micro_pepe, aquí te dejo un posible circuito para que no tengas ese problema.

Lamentablemente no tiene la poca cantidad de componentes que desearía, pero debería funcionar muy bien en ese margen de tensiones.



Comenta la experiencia. Un saludo.

Atte. CARLOS.

[micro_pepe]

Hola Charly, el transistor se sigue calentando bastante, y ademas cuando le conecto una carga se escucha un zumbido.

La parte de potencia la tengo montada "en el aire" con soldaduras, y el circuito que me mandaste en una placa de esas sin soldadura lo mas cerca posible de la maraña de cables que tengo soldados.

Espero alguna sugerencia.

Saludos y gracias.

[micro_pepe]

Hola de nuevo, lo del zumbido lo he solucionado conectando la resistencia de 2K2 / 0.5W directamente al integrado SG3524. Con esto lo de la temperatura mejora en parte, tarda mas tiempo en coger temperatura, pero despues de un tiempo, he medido la temperatura justo al lado del transistor, en el disipador, y supera los 100ºC.

No se que mas puedo hacer.

Saludos.

[Chaly29]

Hola micro_pepe, bueno, a ver como lo encaramos

Hola Charly, el transistor se sigue calentando bastante, y ademas cuando le conecto una carga se escucha un zumbido.

El problema del calentamiento puede ser por 2 causas, primero que la señal ON/OFF que le llege al GATE del TR no sea lo suficientemente rapida en su cambio, lo ideal es que pase de un estado al otro de la manera más rapida posible, cuanto más lenta es más calentamiento tendrás.

El tema del zumbido puede llegar a ser que e circuito de exitacion cambie de frecuencia a medida que la carga aumenta, lo cual indicaría que no es lo suficientemente bueno para esa aplicación, la frecuencia debe ser lo más estable posible, ya que si esta varía los parametros de funcionamiento tambien lo hacen.

Si dispones de un osciloscopio podrás ver lo que anteriormente te comento.

La parte de potencia la tengo montada "en el aire" con soldaduras, y el circuito que me mandaste en una placa de esas sin soldadura lo mas cerca posible de la maraña de cables que tengo soldados.

No creo que tengas problemas con ese tipo de conexiones que usas, pero hay ocasiones que si acarrean unos cuantos dramas por el hecho de producir acoplamientos no deseados entre un cable y otro. Incluso con un mismo circuito y disposición de componentes diferente dentro de una PCB hay fuentes que no responden de la misma manera, por lo tanto esto es algo vastante complejo.

Lo que si te puedo recomendar es que:

primero, verifiques que la frecuencia no cambie con la carga
segundo, que no sea menor a 40KHz
tercero, que el condensador de salida sea del tipo bajo ESR a 40 KHz con 100uF por cada 1A es suficiente capacidad.
cuarto, si todos lo que te comento es correcto prueba de ir elevando la cantidad de vueltas de la bobina (elevar la impedancia) porque de seguro es muy baja.

También me gustaría preguntarte algo ¿que integrado estas usando para el control de la fuente? si tubiera que recomendarte uno te indicaría el TL494, pero espero tu respuesta.

Espero puedas sacar algo en claro y comenta los resultados que as obtenido.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

[micro_pepe]

Hola, gracias por la respuesta.

Te comento algunas cosas, estoy usando un SG3524, o LM3524, o UC3524, el TL494 aqui en España no lo encuentro, segun me dicen hace tiempo que no lo tienen, cosa que no entiendo pues las fuentes de PC lo tienen.

Por otro lado, tampoco encuentro condensadores de baja ESR, pero en algun sitio ha leido que se pueden poner varios en paralelo para que la ESR total sea baja, tengo puestos 4 de 220uF.

Por lo demas haré las pruevas que me dices, y comentaré los resultados.

Saludos y gracias

[micro_pepe]

Hola de nuevo, he medido la frecuencia en la puerta del MOSFET, (entre G y S) y en la salida de pulsos del integrado, y es la misma y no varia con la carga, con un valor de 45Khz.

La bobina la tenia construida con hilo doble de 1.3mm, y lo que he echo es usarla con hilo simple uniendo dos de los estremos entre si, osea es como si hubiese construido la bobina con el doble de vueltas que la original, y se sigue calentando el transistor. No se si doblar el numero de vueltas tampoco es adecuado.

Me quedaria poner un condensador de baja ESR.

En unos dias me llegará un osciloscopio que he comprado, y podré comprobar si los cambios ON-OFF son rapidos o no. Hasta entonces espero alguna sugerencia.

Saludos y gracias.

[Chaly29]

Hola micro_pepe, la baja ESR del circuito no es para que el TR no se vea afectado (aunque lo hace), es para que los condensadores no se recalienten y para que no presenten una carga indultiva alta, con lo cual prodrían producirce auto oscilaciones.

Con respecto al integrado no hay drama, ya que e mirado los datasheet y son muy similares, por lo tanto el que estas usando debería funcionar bien.

He podido ver en los propios datashet del SG3524 que para circuitos similares al que estas desarrollando vos, la bobina es de una inductancia proxima a 1mH por lo tanto si estas usando una de 150uH estas muy lejos de lo que en realidad necesitarías.

Tambien me gustaría que comentaras como as construido la bobina, como la as calculado o medido, porque desde ya te digo que si solo te as basado en los cálculos para construirla puedes tener un error muy grande, ya que un cálculo esta muy lejos de igualar la realidad cinado se trata de bobinas toroidales con nucleo de ferrita, ahora si dispusieras de un inductómetro para la construcción de las misma ya es otra cosa.

Bueno, espero tus comentarios.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

[micro_pepe]

Hola, para hacer la bobina primero le doy unas espiras, mido su valor con un inductancimetro, y con esos valores calculo el indice de induccion del nucleo. Con este valor calculo el numero de espiras necesario, y despues ajusto su valor midiendo la bobina y poniendo o quitando espiras.

Para las bobinas que he usado, he usado nucleos toroidales de polvo de hierro, pero para conseguir 1mH tendré que usar uno de ferrita, con lo cual el numero de espiras será muy bajo, me pregunto si el que tenga pocas espiras puede influir en la calidad de la bobina.

Saludos y gracias.

[Chaly29]

Hola micro_pepe, la cantidad de espiras no influye en la calidad, epro si en el valor de impedancia de la misma.

Tu estabas usando un nucleo de polvo de hierro y eso si que es muy malo, el hierro no responde de manera correcta a las frecuencias que estas usando, por lo tanto nunca uses hierro a mas de 1KHz, siempre trata con la ferrita primero, y si esta es mucho para la bobina que deseas pues entonces usa la de polvo de hierro.

La de ferrita puede necesitas menos vueltas, pero mientras estas esten repartidas de manera uniforme sobre todo el nucleo no hay problemas, el problema se presenta si todas las vueltas estan solo sobre uno de los lados del toroide.

Entonces realiza el nucleo de 1mH con el toriode de ferrita, prueba tu circuito y me cuentas.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

[micro_pepe]

Hola, he construido la bobina de 1mH, y funciona aun peor, a los pocos segundos de estar funcionando se pone al rojo.

Pero se me ocurre que quizas el nucleo de hierro, o la seccion del hilo sea el problema, me esplico, pues para una frecuencia de 44Khz, 28V y una corriente de 4A segun esta pagina:

http://schmidt-walter.fbe.fh-darmstadt.de/smps_e/smps_e.html

me sale una bobina de 100uH, para que no se sature segun los calculos de Charly seria necesario un hilo de :

4A=seccion*2    despejando    seccion=2

seccion=[(diametro/2)^2]*pi       despejando   diametro=[raiz(seccion/pi)]*2=1.6mm

pues bien con ese grosor no me caben las espiras en el toroide de polvo de hierro, por lo que uso un hilo de 1.3mm, y quizas cuando le conecto una carga de 50W a 12V se sature la bobina, y por eso se calienta el transistor.


Si hago los calculos con una frecuencia de 88Khz, me sale una bobina de 50uH, y si que me caben las espiras del grosor adecuado, pero quizas esa frecuencia sea demasiado alta para un nucleo de polvo de hierro (es uno recuperado de una fuente de PC de unos 3cm de diametro exterior). Y con uno de ferrita (un NTF25 de ariston) me salen muy pocas espiras, para que os hagais una idea el de 1mH son 12 espiras.

No se si lo que digo es cierto o me equivoco, corregirme si me equivoco.

Saludos y gracias.

[Chaly29]

Hola micro_pepe, pues hazlo de ferrita, ya te e comentado el porque el de nucleo de polvo de hirro no es el adecuado, mira unos post más arriba.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

[micro_pepe]

Hola, el problema es que con la bobina de 1mH no funciona bien, y para hacer una bobina de 100uH con el nucleo de ferrita tengo que dar solo 3 vueltas, y en uno de polvo de hierro no me caben todas las espiras para 100uH.

Saludos y gracias.

[micro_pepe]

Hola de nuevo, he medido la señal PWM en la puerta del transistor (Vgs) y creo que es lo suficiente rápida, es practicamente vertical, tiene una diferencia de nivel bajo a alto de unos 300nS.

He leido algo sobre reguladores reductores y en un libro dice que el filtro paso bajo, osea la bobina y el condensador deben tener una respuesta subamortiguada, conozco ese tipo de respuesta (una especie de senoidal que didminuye en amplitud prograsivamente) pero no se donde debo medirla en el regulador.

Por otro lado en un dataseet del integrado (LM3524) he visto una formula para calcular la bobina:

L=(2.5*Vo*(Vin-Vo))/(Io*Vin*frec)

Si sustituyo mis valores:

L=(2.5*12*(28-12))/(4*28*44e3)= 97e-6 = 97uH

Sin embargo con una bobina superior a ese valor 200uH se calienta el transistor.

Agradeceria cualquier respuesta.

Saludos.

[micro_pepe]

Hola de nuevo, retomando el tema del calentamiento del transistor, me pregunto si un circuito de realimentación muy largo puede hacer que se caliente el transistor, me refiero a que de la salida del regulador tiene un amplificador para adaptar el voltaje, a la salida de este otro amplificador como buffer, y despues tiene el comparador del regulador (el SG3524) que es el amplificador de error. Ademas los cables del driver del transistor y los de la salida de voltaje del regulador hacia la placa de control tienen unos 10cm cada uno.

Saludos y gracias.