Przetwornica Power LED

Jesli jesteś początkującym elektronikiem, to tu z pewnością znajdziesz pomoc. Miejsce dobre do dyskusji nad podstawami elektroniki w zakresie teorii i praktyki.
ODPOWIEDZ
Awatar użytkownika
e-lektryk
Użytkownik
Posty: 961
Rejestracja: 04 sie 2010, 22:13
Lokalizacja: Z Polski

Przetwornica Power LED

Post autor: e-lektryk » 05 sie 2011, 20:56

Wydłubałem układ scalony przetwornicy impulsowej W34063 ze starej, ale za to nieużywanej ładowarki samochodowej. Chciałbym zbudować na bazie tego układu przetwornicę step-down zasilającą diodę LED mocy 3W z akumulatora żelowego 6V. Prąd ustaliłem na 700 mA a napięcie wyjściowe na 3.2 do 3.7 V. Dokonałem wstępnych obliczeń elementów zewnętrznych, ale niestety ze względu na pewne błędy będę musiał powtórzyć ten proces od nowa.

Na stronie 8 dokumentacji znajduje się tabela. Nie wiem czy częstotliwość pracy układu określam sam czy wynika ona z czasów ton i toff, które powinienem ustalić na jakimś poziomie. Nie rozumiem też opisu kostki, bo na pierwszej stronie jest napisane, że układ pracuje z częstotliwością do 100kHz, natomiast w tabeli z charakterystyką elektryczną układu (strona 3) częstotliwość maksymalna wynosi 42kHz. Jaką częstotliwość powinienem wybrać?
Vsat ustaliłem na poziomie 1.25 V i nie wiem czy tak może być czy powinienem ustalić jakąś inną wartość.
Kolejnym problemem jest Vf, które jak przypuszczam można odczytać z karty katalogowej diody i dla 1N5819 wynosi około 600 mV.
Kolejnym problemem jest Rsc, bo nie wiem jaki będzie na nim spadek napięcia ani jaki będzie konkretnie przepływał przez niego prąd. Czy będzie to 700 mA, a może jakiś inny?

U1 = zasilanie

U2= napięcie na wyjściu

U1 = 6.5V

U2 = 3.5V

Vsat = 1.2V
Vf diody = 0.6V
Vin średnie = 6.5V
Vout = 3.5V
Iout = 0.7A
f = 100kHz
Vripple = 0.2V

ton/toff = 4,1 / 1,1

ton/toff = 3.727

ton = 3.727toff

toff = ton/3.727

4.727toff = 1/f

4.727toff*f = 1

f = 1 / 4.727toff

100 000 Hz = 1 / 4.727toff |*toff

100 000toff = 1/4.727

0.211551 / 100 000 = toff

toff = 0.000 002 115 11

ton = 0.000 007 884 51

Ct = 4 * 0.000 001 * 0.000 007 884 51 = 0.000 000 000 0315

Ct = 31 pF

Ipk = 2Iout(max)

Rsc = 0.47R

Ipk = 0.3/Rsc

Ipk(real) = 0.6383A

Vin(min) = 5.8V
Vsat = 1.2V
Vout = 3.5V

L(min) = 1.1/1.28 * ton(max)

L(min) = 0.7857 * ton(max)

L(min) = 6.9 uH

1.28 * 0.000 009 99 = 0.000127872

Co = 0.000127872 / 1.6

Co = 79 uF

Coś tam policzyłem ale nie wiem czy dobrze, więc proszę o sprawdzenie.
Jak dobrać parametry cewki do tego układu?
Lmin znaczy, że cewka może mieć np. 100 uH, a Co 100 uF lub więcej?
Czy uda mi się w ogóle wycisnąć z tej kostki 100kHz czy muszę wszystko przeliczać od nowa?
Ct określa czasy i częstotliwość pracy układu?

Jony130
Moderator
Posty: 3170
Rejestracja: 11 sie 2005, 16:33
Lokalizacja: wrocław

Post autor: Jony130 » 06 sie 2011, 15:54

Skoro chcesz zasilać POWER LED za pomocą 34063 to musisz skorzystać z tego klasycznego schematu
Obrazek
Gdzie rezystor R1 ustala prąd diody na poziomie
Id ≈ 0.3V/R1
I co bardzo ważne R1 musi być rezystorem bezindukcyjnym.
I cewka na prąd 1A lub większy

Albo tego
Obrazek
Tylko że ten może nie działać przy tak niskim napięciu zasilania.
A w tym układzie o prądzie diody decyduje R3
Id ≈ 1.25V/R3 a R1 = 0.3V/(2Id) (decyduje o prądzie zwarcia)
e-lektryk pisze:Nie wiem czy częstotliwość pracy układu określam sam czy wynika ona z czasów ton i toff,

Ty decydujesz o częstotliwości
e-lektryk pisze: Nie rozumiem też opisu kostki, bo na pierwszej stronie jest napisane, że układ pracuje z częstotliwością do 100kHz, natomiast w tabeli z charakterystyką elektryczną układu (strona 3) częstotliwość maksymalna wynosi 42kHz.

Bo na stronie 3 masz Ct=1nF i jak dasz te 1nF to będziesz miał czasami te 42KHz
e-lektryk pisze:Vsat ustaliłem na poziomie 1.25 V i nie wiem czy tak może być czy powinienem ustalić jakąś inną wartość.

Na stronie trzeciej możesz odczytać Vce(sat)
e-lektryk pisze:Kolejnym problemem jest Vf, które jak przypuszczam można odczytać z karty katalogowej diody i dla 1N5819 wynosi około 600 mV.
No tak z katalog trza to odczytać
e-lektryk pisze:Kolejnym problemem jest Rsc, bo nie wiem jaki będzie na nim spadek napięcia ani jaki będzie konkretnie przepływał przez niego prąd. Czy będzie to 700 mA, a może jakiś inny?

Spadek napięcia na Rsc będzie równy 0.3V
I Rsc dopierasz na prąd szczytowy Ipk(switch) obliczonego zgodnie z tabelą.
I układ 34063 działa ano tak to kiedyś opisał -RoMan-
Jest sobie generator starujący tranzystorem kluczującym. I ten generator ma dwa charakterystyczne czasy: ton i toff, czyli maksymalny czas włączenia klucza i minimalny czas wyłączenia klucza. Jeśli napięcie na wejściu FB jest poniżej napięcia odniesienia (ok. 1.25V), to generator startuje i włącza klucz. Czas włączenia klucza jest zależny od dwóch czynników:
1. Maksymalny ton
2. Osiągnięcie spadku napięcia na rezystorze Rsc ok. 0.3V
Po spełnieniu jednego z powyższych warunków klucz jest wyłączany co najmniej na okres toff.
Jeśli napięcie na nóżce FB nie osiągneło wartości ok. 1.25V - cykl się powtarza.
Na dodatek brak mu prawdziwego "analogowego" wzmacniacza błędu, ma tylko "cyfrowy" komparator. Przez to układ ten jest bardzo kapryśny i gubi cykle, napięcie wyjściowe nie jest zbyt stabilne (duże tętnienia).
Klucz zawsze jest wyłączany gdy kondensator Ct jest rozładowywany. Dodatkowo po przekroczeniu Ipk (0.3V na Rsc) czas Ton jest skracany co skutkuje wzrostem częstotliwości wraz ze wzrostem prądu obciążenia.
Załączniki
34063.rar
(8.35 KiB) Pobrany 240 razy

Awatar użytkownika
e-lektryk
Użytkownik
Posty: 961
Rejestracja: 04 sie 2010, 22:13
Lokalizacja: Z Polski

Post autor: e-lektryk » 07 sie 2011, 7:37

Nie widziałem cewek na taki prąd, przynajmniej nie ma ich w sklepie, w którym przeważnie kupuję, czy może to być dławik na rdzeniu pierścieniowym? W nocie katalogowej jest napisane, że Co określa te tętnienia, więc chyba wystarczy dać większy kondensator, żeby to ustabilizować. Poza tym w nocie katalogowej jest filtr z kondensatora 100 uF i dławika 1 uH, można wpiąć dławik szeregowo z diodą D2 przed kondensatorem 100 uF z Twojego pierwszego schematu?

Jony130
Moderator
Posty: 3170
Rejestracja: 11 sie 2005, 16:33
Lokalizacja: wrocław

Post autor: Jony130 » 07 sie 2011, 14:05

e-lektryk pisze:Nie widziałem cewek na taki prąd, przynajmniej nie ma ich w sklepie, w którym przeważnie kupuję, czy może to być dławik na rdzeniu pierścieniowym?
Cewka musi być na prąd większy niż prąd diody. I spokojnie możesz użyć rdzenia toroidalnego.
e-lektryk pisze:W nocie katalogowej jest napisane, że Co określa te tętnienia, więc chyba wystarczy dać większy kondensator, żeby to ustabilizować. Poza tym w nocie katalogowej jest filtr z kondensatora 100 uF i dławika 1 uH, można wpiąć dławik szeregowo z diodą D2 przed kondensatorem 100 uF z Twojego pierwszego schematu?

Nic nie trzeba dodawać, ten układ nie jest typową przetwornicą DC/DC i dławik 220uH jest już w szeregu z diodą.
Do układu nic nie trzeba dodawać.

Awatar użytkownika
e-lektryk
Użytkownik
Posty: 961
Rejestracja: 04 sie 2010, 22:13
Lokalizacja: Z Polski

Post autor: e-lektryk » 08 sie 2011, 9:31

Nie widzę regulacji napięcia na obu tych schematach. To są chyba trochę inne kostki, bo są zamienione wyprowadzenia (-) komparatora i GND. Chociaż, nie wiem też jak jest w mojej kostce. Rsc = 0.33 jest trochę za mały, bo prąd będzie wynosił 0.91A. Jaki wpływ na działanie układu ma R 220?

Jony130
Moderator
Posty: 3170
Rejestracja: 11 sie 2005, 16:33
Lokalizacja: wrocław

Post autor: Jony130 » 08 sie 2011, 18:07

e-lektryk pisze:Nie widzę regulacji napięcia na obu tych schematach
Regulacja napięcia nie jest potrzebna, w tych układach napięcie "dostosowuje się automatyczne" do napięcia użytej diody(diod).
Po prostu, układ ten działa jak źródło prądowe.
e-lektryk pisze:to są chyba trochę inne kostki, bo są zamienione wyprowadzenia (-) komparatora i GND. Chociaż, nie wiem też jak jest w mojej kostce.
To tylko w symulacji autor je celowo zamienił, by zrobić schemat bardziej przejrzysty.
e-lektryk pisze:Rsc = 0.33 jest trochę za mały, bo prąd będzie wynosił 0.91A
No tak do uzyskanie prąd w okolicy 0.7A trzeba połączyć równolegle dwa rezystory po 1om każdy.
e-lektryk pisze: Jaki wpływ na działanie układu ma R 220?

Ogranicza on prąd kolektora pierwszego tranzystora a przy okazy wyznacza też prąd bazy drugiego wewnętrznego tranzystora.
Zobacz sobie na schemat na stronie 4 rezystor 180R
http://www.datasheetcatalog.org/datashe ... 2677_1.pdf

Awatar użytkownika
e-lektryk
Użytkownik
Posty: 961
Rejestracja: 04 sie 2010, 22:13
Lokalizacja: Z Polski

Post autor: e-lektryk » 08 sie 2011, 22:25

Mam problem z kupieniem rezystorów niskoindukcyjnych. Można to jakoś obejść czy muszę zamówić w sieci?

Jony130
Moderator
Posty: 3170
Rejestracja: 11 sie 2005, 16:33
Lokalizacja: wrocław

Post autor: Jony130 » 09 sie 2011, 16:22

Kup sobie metalizowany rezystor i po sprawie.

Awatar użytkownika
e-lektryk
Użytkownik
Posty: 961
Rejestracja: 04 sie 2010, 22:13
Lokalizacja: Z Polski

Post autor: e-lektryk » 09 sie 2011, 19:20

Metalizowane są. Dzięki za pomoc. Napiszę czy mi się udało to złożyć do kupy jak tylko będę miał potrzebne części.

ODPOWIEDZ