Autor Tema: Proyecto: Diseño optimizado de una etapa Step Up  (Leído 38522 veces)

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Re:Proyecto: Diseño optimizado de una etapa Step Up
« Respuesta #75 en: 28 de Marzo de 2017, 16:44:56 »
 ((:-)) ((:-)) ((:-))

Cuidado con la pista que pasa entre los pads del circuito, que no tenga un corto.

Un saludo.

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Re:Proyecto: Diseño optimizado de una etapa Step Up
« Respuesta #76 en: 28 de Marzo de 2017, 17:13:09 »

Cuidado con la pista que pasa entre los pads del circuito, que no tenga un corto.


Lo tenia, le doy siempre un repaso con el multimetro en continuidad, en la foto se ve algo raro, y es que le pasé una aguja para eliminar el corto.

Una cosa, sobre el orden de los cerámicos SMD, los tengo colocados así, no sé si es lo correcto, los de entrada de 12v tengo dudas, los otros diría que es correcto:


* posicion_ceramicos.png
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Re:Proyecto: Diseño optimizado de una etapa Step Up
« Respuesta #77 en: 28 de Marzo de 2017, 17:51:33 »
Los más pequeños en el bucle más pequeño de corriente. Los más grandes en el bucle más grande:

En la salida el más pequeño cerca de los conectores.
En el mosfet, el más pequeño cerca del mosfet.
En la entrada da un poco igual porque el bucle no cambia mucho de tamaño de uno a otro condensador y las variaciones de corriente son pequeñas.


Al soldar, deja los componentes de control para el final. Habrá que recalcular sus valores. La resistencia de la compensación en rampa también. Mejor ir poco a poco.

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Re:Proyecto: Diseño optimizado de una etapa Step Up
« Respuesta #78 en: 28 de Marzo de 2017, 17:55:25 »
Ahora que lo veo, creo que el drenador ha quedado un poco separado. Intenta que el mosfet esté cerca del PCB, sin doblar demasiado los pines. Puedes doblar unos hacia atrás y el otro hacia delante. La idea es que los pines sean cortos para minimizar también ese lazo de corriente.

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Re:Proyecto: Diseño optimizado de una etapa Step Up
« Respuesta #79 en: 28 de Marzo de 2017, 19:25:02 »

Al soldar, deja los componentes de control para el final. Habrá que recalcular sus valores. La resistencia de la compensación en rampa también. Mejor ir poco a poco.


Entiendo que tengo que montar: R3, R7, R6, ¿R5?, C9, C12, R11, R10, D2, R16, R1, C6, y R8.

R1=6k8 y C6=6n8 para frecuencia de 40KHz.

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Re:Proyecto: Diseño optimizado de una etapa Step Up
« Respuesta #80 en: 29 de Marzo de 2017, 09:26:06 »

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Re:Proyecto: Diseño optimizado de una etapa Step Up
« Respuesta #81 en: 29 de Marzo de 2017, 09:33:20 »
Por ahora necesitas R6 y R7. Puedes poner solo dos y más tarde otras más si las necesitas.
Dime de que valor para que pueda hacer los cálculos del resto.

También necesitas R4 = 1k.
C8 me parece un poco grande. Creo que con 220pF tendrías suficiente. No conviene retrasar mucho la señal.

R10, D2, R16, R8 (y la conexión a la masa del integrado, no te olvides que se quema la fuente por sobretensión) con sus valores

También tendrás que poner R2 de 10k y un condensador C23 de 1nF (ponlo en los pines. no sueldes un SMD, que más tarde habrá que cambiarlo)

R5 y R3 con sus valores.

El resto de componentes de control ya iremos viendo. Los de potencia pon todos.

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Re:Proyecto: Diseño optimizado de una etapa Step Up
« Respuesta #82 en: 29 de Marzo de 2017, 09:59:16 »
Citar
Por ahora necesitas R6 y R7. Puedes poner solo dos y más tarde otras más si las necesitas.
Dime de que valor para que pueda hacer los cálculos del resto.

Pondré dos de 56mOhm, así al no poner resistencias una encima de otra, no se dan calor entre sí, y evacuan mejor el calor, la caida de voltaje será menor, pero para unos 8A de pico son: 8 · 0.028 = 0.224V no creo que dé problemas, no es un valor muy bajo.

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Re:Proyecto: Diseño optimizado de una etapa Step Up
« Respuesta #83 en: 29 de Marzo de 2017, 14:19:30 »
Son resistencias bastante pequeñas y la señal que dan es baja, pero creo que podrán funcionar.

Ten en cuenta que el integrado da picos de corriente de 1A al transistor mosfet y que el circuito UC3843 no tiene masas separadas de control y potencia.
Eso significa que la señal de 1A pasa por el pin de masa de señal generando un pulso de tensión que afecta al sensor de corriente. Es inevitable porque se produce dentro del circuito integrado, así que el condensador C8 no sirve para nada en este efecto.
De todas formas espero que sea pequeño y que no te afecte.


En este caso hay que calcular e instalar R15 para que limite la corriente de pico ¿Qué corriente de pico ponemos?

Un saludo.

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Re:Proyecto: Diseño optimizado de una etapa Step Up
« Respuesta #84 en: 29 de Marzo de 2017, 19:01:32 »
Son resistencias bastante pequeñas y la señal que dan es baja, pero creo que podrán funcionar.

Ten en cuenta que el integrado da picos de corriente de 1A al transistor mosfet y que el circuito UC3843 no tiene masas separadas de control y potencia.
Eso significa que la señal de 1A pasa por el pin de masa de señal generando un pulso de tensión que afecta al sensor de corriente. Es inevitable porque se produce dentro del circuito integrado, así que el condensador C8 no sirve para nada en este efecto.
De todas formas espero que sea pequeño y que no te afecte.


En este caso hay que calcular e instalar R15 para que limite la corriente de pico ¿Qué corriente de pico ponemos?

Un saludo.

Probamos así, si no, tengo tambien las de 200mOhm, se pueden cambiar.

En cuanto a la corriente de pico, pongamos un límite de 90w en la salida, entonces:

Pentrada = 90 / 0.8 = 112.5w

Ientrada = 112.5 / 11v = 10.2A

La bobina dijimos que llegaba a unos 8A, habria que experimentar con otra para 10.2A, pero si es posible limitamos a esa corriente de pico, para poder probar con otra bobina más adelante, aunque ahora no pasemos de 70w, la mayoría de los cargadores de portatil no llegaran a 70w, pero puede haber alguno de más potencia.

Lo digo con idea de exprimirle más adelante para ver si llega a unos 90w.

Esta página está bien para ver resultados, con una carga de 90w (24v y 3.75A) y bobina de 100uH, a 40KHz da 9.18A de pico para una entrada minima de 11v:

http://schmidt-walter-schaltnetzteile.de/smps_e/aww_smps_e.html

Pongo unas fotos del montaje:





El disipador del diodo está sin aislar electricamente, y el del transistor si está aislado.

Gracias!!! Un saludo.
« Última modificación: 29 de Marzo de 2017, 20:10:06 por micro_pepe »
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Re:Proyecto: Diseño optimizado de una etapa Step Up
« Respuesta #85 en: 30 de Marzo de 2017, 10:13:31 »
Yo pondría R15 = 8k2

La tensión por R4 en el corte:
VR4 = (Vref - 1) / R15 · R4 = 4 / 8200 * 1000 = 0.4878 voltios

La corriente en las resistencias de sensado:
Isense = (1 - VR4) / Rsense = 0,5122 / 0.028 = 18.29 A

En realidad la corriente de pico será menor porque hay que añadir la rampa de compensación.


Un saludo.

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Re:Proyecto: Diseño optimizado de una etapa Step Up
« Respuesta #86 en: 30 de Marzo de 2017, 12:41:11 »
Yo pondría R15 = 8k2

La tensión por R4 en el corte:
VR4 = (Vref - 1) / R15 · R4 = 4 / 8200 * 1000 = 0.4878 voltios

La corriente en las resistencias de sensado:
Isense = (1 - VR4) / Rsense = 0,5122 / 0.028 = 18.29 A

En realidad la corriente de pico será menor porque hay que añadir la rampa de compensación.


Un saludo.

OK. ¿Cual es el siguiente paso?

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Re:Proyecto: Diseño optimizado de una etapa Step Up
« Respuesta #87 en: 30 de Marzo de 2017, 12:51:53 »
Compensación en rampa.
Hay muchas ecuaciones. Para intentar comprender cómo funciona el problema he desarrollado las mias propias.

La rampa de compensación depende del ciclo de trabajo. Intuitivamente:
Por debajo de D=0.5 no hay problema, el oscilador es estable.
Con D=0.55 hay una pequeña inestabilidad, hace falta una pequeña rampa.
Con D=0.90 hay una gran inestabilidad, hace falta una rampa de compensación grande.

Por lo tanto ahora es necesario definir el máximo ciclo de trabajo estable.
Si quieres que la etapa sea estable hasta tensiones de salida muy altas, que es algo deseable, el ciclo de trabajo será muy alto a esas tensiones y por lo tanto la rampa de compensación debe ser muy fuerte, pero eso limita mucho la corriente máxima y no es deseable.

Al final hay que llegar a un compromiso.


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Re:Proyecto: Diseño optimizado de una etapa Step Up
« Respuesta #88 en: 30 de Marzo de 2017, 13:05:21 »
La rampa de compensación tiene esta fórmula para que el oscilador sea casi estable:

   Rc = Ron · (2·D - 1) / (1 - D)

   Rc = rampa de compensación (voltios por microsegundo)
   Ron = rampa de ciclo on (voltios por microsegundo)

Rampas con más pendiente, serán estables. Rampas con menos pendiente serán inestables.

   Ron = Rsense · Ve / L
   Ron = 0.028 · 12 / 70 uH = 0,0048 V/us


Para D = 0.60
   Vo = Ve / (1 - D) = 30 V
   Rc = 0,0024 V/us
   Ipico = -1.28 A

Para D = 0.66
   Vo = Ve / (1 - D) = 36 V
   Rc = 0,0048 V/us
   Ipico = -2.86 A


Ipico es la pérdida de corriente de pico debido a la rampa de compensación.
En realidad será un poco distinta debido al offset.

Lo mejor será probar el circuito y luego ajustamos.
« Última modificación: 30 de Marzo de 2017, 13:20:40 por Picuino »

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Re:Proyecto: Diseño optimizado de una etapa Step Up
« Respuesta #89 en: 30 de Marzo de 2017, 13:28:05 »
La rampa del condensador del oscilador tiene una tensión de 1.7V en el tiempo de ciclo.

   R_osc = 1.7 / 25 us = 0.068 V/us

Esta rampa se divide por la resistencia R13  y el paralelo de R4 y R15 (890 ohm) para producir la rampa de compensación.

Por lo tanto con R13= 10k  creo que sería suficiente para conseguir estabilidad hasta 36V de salida.

Pero ahora que veo el cálculo, creo que la resistencia R15 es demasiado alta.


 

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