Autor Tema: Proyecto: Diseño optimizado de una etapa Step Up  (Leído 67044 veces)

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Re:Proyecto: Diseño optimizado de una etapa Step Up
« Respuesta #225 en: 02 de Mayo de 2017, 18:06:36 »
Falta mejorar la red snubber para el diodo. No lo he calculado todavía.
¿Podrías soldar una R y una C en serie y los dos en paralelo con el diodo?

saludos.

Desconectado micro_pepe

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Re:Proyecto: Diseño optimizado de una etapa Step Up
« Respuesta #226 en: 02 de Mayo de 2017, 20:26:06 »
Falta mejorar la red snubber para el diodo. No lo he calculado todavía.
¿Podrías soldar una R y una C en serie y los dos en paralelo con el diodo?

saludos.

Sí, hay sitio para ello.

Una cosa, si se pone un condensador en paralelo con R8, ¿No se haría más lenta la respuesta de la fuente?

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Re:Proyecto: Diseño optimizado de una etapa Step Up
« Respuesta #227 en: 03 de Mayo de 2017, 04:44:37 »
Red Snubber
Puedes calcular de nuevo la red snubber para el diodo:
http://www.todopic.com.ar/foros/index.php?topic=47512.msg395743#msg395743

O colocar los mismos valores que en el caso anterior y esperar que funcione bien:
3.3 ohm y 2.2nF


Condensador de filtro en R8
Ese condensador sólo quita el ruido, la regulación de la fuente casi no se entera. Un condensador de 10nF y la resistencia R8 de 1k tienen un tiempo característico de 10us y la fuente conmuta cada 25us.
Por el funcionamiento discreto que tienen las fuentes conmutadas, no pueden responder rápido. En este caso la fuente conmuta a 40kHz, de manera que todas las frecuencias por encima de 20kHz las considera ruido. Como este filtro tendrá una frecuencia de corte de 100kHz, está muy por encima de las frecuencias que maneja la fuente en su regulación.
Sí es cierto que el filtro añade un pequeño desfase desde una frecuencia de 10kHz hacia arriba. Espero que no afecte al comportamiento de la fuente porque esa frecuencia también está muy por encima de la frecuencia a la que la fuente suele oscilar (en torno a 2kHz).

Si a un amplificador operacional le inyectas ruido de alta frecuencia, aunque no debería responder, en la práctica responde añadiendo un pequeño offset a la entrada. Esto significa que el ruido de alta frecuencia puede producir un pequeño error en la respuesta en continua, es decir un pequeño error en la tensión media de salida.
Si lo reducimos, mejor.

Un saludo.
« Última modificación: 03 de Mayo de 2017, 10:11:33 por Picuino, Razón: Ortografía »

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Re:Proyecto: Diseño optimizado de una etapa Step Up
« Respuesta #228 en: 03 de Mayo de 2017, 10:11:15 »
Un momento micro_pepe, no añadas nada al diodo todavía.

¿Por qué está resonando con esos picos de alta frecuencia la tensión de salida? Se supone que ya hemos instalado una red snubber que filtra las las oscilaciones en el mosfet. Se me ha ocurrido que quizás esto no tiene nada que ver con el diodo de potencia.

¿Puedes mirar la señal en bornes del diodo con el método del "muelle" en la sonda del osciloscopio?
Si el diodo no tiene oscilaciones, no es necesario añadir ninguna red snubber.

Saludos.

PD. Añado la gráfica de tensión en las resistencias de sensado de corriente:



No parece que añadan muchas oscilaciones.
« Última modificación: 03 de Mayo de 2017, 10:18:18 por Picuino »

Desconectado micro_pepe

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Re:Proyecto: Diseño optimizado de una etapa Step Up
« Respuesta #229 en: 03 de Mayo de 2017, 19:39:01 »
Un momento micro_pepe, no añadas nada al diodo todavía.

....

¿Puedes mirar la señal en bornes del diodo con el método del "muelle" en la sonda del osciloscopio?
Si el diodo no tiene oscilaciones, no es necesario añadir ninguna red snubber.

Saludos.

Pues es una señal cuadradita, aunque amplie la base de tiempo para ver en detalle las esquinas no tiene oscilaciones.



Saludos!!!
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Re:Proyecto: Diseño optimizado de una etapa Step Up
« Respuesta #230 en: 04 de Mayo de 2017, 05:13:54 »
Bien, entonces no es necesario añadir ninguna red snubber.
Las oscilaciones que se veían en la tensión de salida (de pocos milivoltios) probablemente se deben a las inductancias parásitas de los condensadores y pistas de salida. Son pequeñas en amplitud y frecuencia, así que no creo que sea necesario hacer nada.

Entonces ¿Hemos terminado?
Yo no me atrevo a intentar ajustar más el regulador a través del foro.
Sí que me gustaría tener la placa montada por mí para hacer pruebas in situ a ver si puedo mejorarlo algo más. También me gustaría graficar su diagrama de bode para varios puntos de funcionamiento. Pero eso es otro proyecto diferente.

Para que funcione como fuente de un portatil yo quitaría el potenciómetro y colocaría una resistencia fija. No me fio mucho de los potenciómetros y no me gustaría que al aumentar la tensión quemase el portátil.

Un saludo.

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Re:Proyecto: Diseño optimizado de una etapa Step Up
« Respuesta #231 en: 04 de Mayo de 2017, 09:36:22 »

Entonces ¿Hemos terminado?
Yo no me atrevo a intentar ajustar más el regulador a través del foro.
Sí que me gustaría tener la placa montada por mí para hacer pruebas in situ a ver si puedo mejorarlo algo más. También me gustaría graficar su diagrama de bode para varios puntos de funcionamiento. Pero eso es otro proyecto diferente.


Es el momento de hacer un PCB para mandar a fabricar, ¿que cambios habría que hacer? ¿un plano de masa por la cara de arriba?, y los pad y resistencias y condensadores puestos a mayores para desarrollar la fuente, ¿se dejan? yo creo que sí, no molestan y se puede experimentar un poco.


Para que funcione como fuente de un portatil yo quitaría el potenciómetro y colocaría una resistencia fija. No me fio mucho de los potenciómetros y no me gustaría que al aumentar la tensión quemase el portátil.

Un saludo.

Que tal añadirle un protector como este:

http://www.reballing.es/viewtopic.php?t=9100

El fusible sería el mismo de la placa, si el tiristor se activa, a través del diodo y la bobina volaría igualmente que en la salida.

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Re:Proyecto: Diseño optimizado de una etapa Step Up
« Respuesta #232 en: 04 de Mayo de 2017, 11:02:15 »
Si, mejor dejar los componentes extra para poder experimentar.

Ese circuito parece un poco bestia. ¿Y si se cortocircuita la salida con la entrada de Vcc?. Así no se daña ningún componente.
También habíamos puesto una protección que consistía en un zener conectado a R8. Eso a mí me parece suficientemente seguro, pero habría que calcular muy bien la tensión máxima de salida.

Otra cosa ¿A quién le interesa tener una fuente así?. Vamos a hacer una encuesta porque no es lo mismo hacer 2 que hacer 20.

¿Quién se apunta a comprar un PCB de la fuente que estamos diseñando?

Saludos.
« Última modificación: 04 de Mayo de 2017, 11:06:25 por Picuino »

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Re:Proyecto: Diseño optimizado de una etapa Step Up
« Respuesta #233 en: 04 de Mayo de 2017, 15:39:37 »
Creo que la encuesta no es el mejor método porque es anónima.
Si alguien quiere apuntarse, que postee.

Uno de los planos deberíamos dejarlo sólo para masa y yo añadiría varios puntos de prueba para tomar tensiones o inyectar señales.
Otra cosa que se podría hacer es pasar todos los componentes a SMT. Queda raro esa mezcla SMT/THT.
¿Con qué programa estás diseñando? Yo lo hago con KiCad

Para pedir placas podemos utilizar http://www.smart-prototyping.com/PCB-Prototyping.html

Saludos.


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Re:Proyecto: Diseño optimizado de una etapa Step Up
« Respuesta #235 en: 04 de Mayo de 2017, 16:12:30 »
En cuanto a la bobina, se puede comprar:

FERYSTER DTMSS-27/0.068/10-V
THT, 68µH, 10A, 20mΩ, 32mm diámetro x 16mm ancho, 2.63€
http://www.tme.eu/es/details/dtmss-27_0.068_10v/chokes-de-anilla/feryster/dtmss-27006810-v/

Sólo aguanta 10 Amperios (120W de potencia), pero creo que es suficiente.

Saludos.

PD: De todas formas no sé si este choke va a funcionar porque tiene una inductancia muy variable con la corriente. Habría que fabricar uno con ferritas, que sería mucho más estable con las diferentes corrientes de salida.
« Última modificación: 04 de Mayo de 2017, 16:24:17 por Picuino »

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Re:Proyecto: Diseño optimizado de una etapa Step Up
« Respuesta #236 en: 04 de Mayo de 2017, 18:08:30 »
En cuanto a la bobina, se puede comprar:

FERYSTER DTMSS-27/0.068/10-V
THT, 68µH, 10A, 20mΩ, 32mm diámetro x 16mm ancho, 2.63€
http://www.tme.eu/es/details/dtmss-27_0.068_10v/chokes-de-anilla/feryster/dtmss-27006810-v/

Sólo aguanta 10 Amperios (120W de potencia), pero creo que es suficiente.

Saludos.

PD: De todas formas no sé si este choke va a funcionar porque tiene una inductancia muy variable con la corriente. Habría que fabricar uno con ferritas, que sería mucho más estable con las diferentes corrientes de salida.

La bobina se podría hacer con uno de estos toroides:

http://www.ariston.es/producto/ntf36-rohs-ntf-36-nucleo-toroidal-ferrita-9573.aspx

Ariston creo que lo tiene como proveedor casi cualquier tienda, en mi ciudad hay dos tiendas y ambas hacen pedidos a ariston, y las que cerraron también lo hacían.

Mosfet: NTD5865NLT4G, 60V, 46A, 16mOhm, 0.58€
http://www.tme.eu/es/details/ntd5865nlt4g/transistores-con-canal-n-smd/on-semiconductor
http://www.tme.eu/es/Document/6a8f66b2e9ef77883d196cc28d8400c3/NTD5865NL.PDF

Diodo: MBRB2545CTG Schottky, 45V, 30A, 0.90 €
http://www.tme.eu/es/details/mbrb2545ctg/diodos-schottky-smd/on-semiconductor
http://www.tme.eu/es/Document/d2a5c2dc2e51a18ab45e43ffb4e309f9/MBRB2545CTG.PDF

¿Qué opinas?

¿Que tal sería la disipación de calor con esos SMD? En los componentes THL les tengo puesto un pequeño disipador, y creo recordar que calentaban unos 50ºC.

Citar
Para pedir placas podemos utilizar http://www.smart-prototyping.com/PCB-Prototyping.html

¿Los conoces? yo he pedido algunas veces a Seedstudio.

Saludos!!!
« Última modificación: 04 de Mayo de 2017, 18:31:14 por micro_pepe »
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Re:Proyecto: Diseño optimizado de una etapa Step Up
« Respuesta #237 en: 05 de Mayo de 2017, 08:25:47 »
Esta bobina no se puede hacer con toroides de ferrita porque en esos toroides no se puede ajustar el entrehierro.
Esta es una bobina que guarda mucha energía:
  E = 0.5 * I^2 * L = 0.5 *10^2 * 70uH = 3.5m Julios
Para poder almacenar toda esa energía es necesario añadir un entrehierro de aire grande. Los toroides de polvo de hierro ya tienen huecos que hacen de entrehierro, pero las ferritas generalmente no. Es mejor utilizar un doble núcleo en E o un RM (más cerrado) añadiendo entrehierro.

Los componentes no tienen por qué calentarse mucho. El cobre de la PCB también puede disipar calor.
El Mosfet disipará algo más de 1W y el diodo unos 2.5W para una salida de 24V y 5A.
Yo creo que con el cobre del PCB bien diseñado puede ser suficiente.
Si no es suficiente, también hay disipadores para SMD.

Para pocas placas Smart Prototyping es barato (10$ + envío por 10 placas de 10x10cm a doble cara) y fabrica con buena calidad.
Si envían por DHL no suelen tardar demasiado (7 a 10 días).
Ya les he pedido placas en varias ocasiones y todo ha ido bien.

Saludos.

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Re:Proyecto: Diseño optimizado de una etapa Step Up
« Respuesta #238 en: 05 de Mayo de 2017, 13:51:48 »
La bobina que estoy usando está echa con un toroide de una fuente de PC, no es muy complicado encontrar una y fabricarla.

Si los componentes SMD pueden disipar la potencia a través del cobre, se pueden poner, tal y como está diseñado el PCB, habría que ponerlos por debajo y dejar la capa de arriba para el plano de masa. Si los condensadores son THL, y pongo los SMD por arriba, la conexión de los condensadores se haría a través de la vía, y eso no me gusta, si haces una reparación y se daña la vía, el condensador se queda sin conexión.

Saludos!!!
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Re:Proyecto: Diseño optimizado de una etapa Step Up
« Respuesta #239 en: 05 de Mayo de 2017, 15:36:16 »
También podemos hacer todo THT. La mayoría de las fuentes están hechas así. La ventaja es que cualquiera podría montarla.

Lo que no me gusta de esa bobina es que su inductancia cambia con la corriente que circula por ella. Cuanta más corriente circula por ella menos inductancia tiene. Además no sé que bobina equivalente comprar. No voy a desarmar una fuente ATX para conseguir una, que ni siquiera sé si va a funcionar igual.

Saludos.

PD: También habría que decidir tamaño del PCB. Los máximos son 100x100mm pero habría que reducirlo para que entre en una caja barata.


 

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