Открытый проект универсального зарядника
на праздниках немного паял… в связи с тем что приехавшие шимки не встали на место был изготовлен патч 😛
предварительно отладил
питание дежурного режима
ОС разряда
управление вентилятором
ос заряда пока “пошумливает” возможно изза плохого быстродействия ОС, возможно изза качества макета… причем шумит скважностью… все импульсы разной длинны… 😜
у шимки есть одно неприятное, свойство если вход токового компаратора прибить к земле на выыходе будет логическая 1, а в ключе логическое КЗ. лечится установкой резистора последовательно входу примерно 1-1.5кОм
пока не удалось снизить минимальную длительность импульса меньше 400ns, в причинах пока не разобрался…
вот при попытке запихнуть пинцет в работающий девайс, был убит последний ключ 😊 вывод: невпихивайте невпихуемое…
дежурный питальник кз по выходу держит отлично, основной не проверял, отвертку жалко 😃
кормится дежурка от 5 вольт,но сожрет при необходимости и 15. может 😃 источник будет поменьше перекашивать когда основной работает. а то есть ощущение, что срабатывает защита не по КЗ, а изза перекоса напряжений 5, 12в…
В процессе эксплуатации новой схемы обнаружены еще глюки и ошибки, которые успешно устранены.
Текущее состояние проекта:
- Написана микропрога, которая фунциклит.
а) Полностью побеждены все глюки ЖКИ и реализованы все задуманные идеи пока только для ЖКИ 4х20 и соответственно легко сделать 2х16.
б) Побеждены все глюки по связи через СОМ теперь все работает на 38400 и очень стабильно
На компе-ЖКИ эмуль работает быстрее чем сам ЖКИ
в) Настроечные режимы фунциклят и с ними сейчас идет работа.
г) 92%FLASH 50%SRAM 99% EEPROM - Написана макропрога, которая тоже фунциклит и сохранила полную функциональность по сравнению со старой и добавилась
возможность запрашивать любую отображаемую на ЖКИ переменную (которые все пронумерованы). - Понижающий преобразователь пока отложен, т.к. в нем обнаружена железная ошибка: придется вместо ir4426 поставить ir4428 и перебрасывать ноги.
- Сепик зафунциклил. Произошел упор на 17В 0.7А (скорее всего сработал ограничитель скваженности ТЛ) ближайшее время будут осциллы.
Чуть поэже выложу все. Щас бесполезно.
- Сепик зафунциклил. Произошел упор на 17В 0.7А (скорее всего сработал ограничитель скваженности ТЛ) ближайшее время будут осциллы.
Чуть поэже выложу все. Щас бесполезно.
что-то оч мало как-то, у меня дежурка (размером со спичечный коробок) с 5 вольт выдает 15в 2А
боюсь, что-то не так делешь. можно чуть подробнее что куда и сколько поставил.
После долгих бздений и исследований поведения сепика пришел к выводу:
- Брать надо кольцо согласования от компового БП (желтое с белой полосой 27хХХхХХ) кажись 75 они продаются по 40руб
- Можно мотать L1 одинарным проводом 1.32мм и больше.
- Диод надо брать быстрый (тоже из компового БП)
- 8 витков жрет максимум 40ватт из источника, а схема дает 18 ватт на выходе это кпд 45%
из-за диода и переключений ключа больше ничего не греется. Как померить 250кГц излучение не знаю.
алюминевая пластинка 2х50х100мм нагревается до 50 градусов это наверно и есть 22 ватта. - Связка IRL540N с драйвером IR4426(1.5А) не катит на 250кГц большие потери. Либо уменьшать частоту чего не хочется.
- Либо чтото делать с диодом, т.к. он греется раза в 2 сильнее чем должен был бы только в открытом состоянии.
- При малых напряжениях <5в электролиты лоуимпеданс не справляются с пульсациями.
При 7-20в вполне справляются.
В целом схема работает все рулится. Пищание практически неразличимо обыхным слухом.
Нагружал лампочкой 12в35ватт (на выходе 7в*2.8А=18Ватт) и последовательно 2мя лампочками 12в10ватт (на выходе 20в*0.9А=18Ватт)
Если удасца понизить потери, то можно будет ограничить максимальные токи.
Возможно понижение частоты тоже путь, но тогда нужно дроссель увеличивать и конденсатор Cp, который щас состоит из подушек на 63в, а по идее нужен неполярный конденсатор на 35-50в на 10-100мкф. Судя по осцилоскопу там заскоки и в минус на 26в и в плюс, а то и больше.
Короче сепик довести реально. Что и радует.
ТЛ ведет себя более менее, тока думаю более быстродействующая микруха далабы меньшее количество переключений. Ширина импульсов на ключ постоянно меняется. На осцилле это видно как широкий (50% импульса) заштрихованный фронт спада или подъема смотря по чему синхронизоваться.
Погоня за КПД наверное приведет к частоте 50кГц, но это сильно увеличит размеры (если не приведет к невозможности характеристик Cp)
Высокая частота проблема с фильтрацией выхода, а следовательно стабилизация обратной связи и потери.
Низкая частота - проблемы с Cp и токами в L1
По следам глюков будет версия 1.2
В фильтре есть небольшой глюк, на него влияет тл пришлось разделить их сопротивлениям (а похорошему там усилитель надо на операционнике)
и в ОС тоже фильтр надо приделать на 1/10 от частоты тл на операционнике
И вероятно односторонний вариант платы придется похоронить слишком длинные 4мм дорожки получаются.
Частоту возможно придется понизить. Тантал убрать до минимума. Лоуимпеданс добавить до 10000мкф и дроссель на выход.
Заменил IRL540N на 70N06
Заменил IR4426(1.5A) на MAX4420(6A) вообще без сопротивления на затворе
Выиграл еще 2% КПД
Это все было при токе 2.25А и напряжении 8.2в на выходе
При длительной работе в этом режиме дроссель всетаки греется до 40градусов.
Толщину проводов придется менять
И опыт сын ошибок трудных…
Попробовал понизить пульсацию на выходе за счет применения дополнительного дросселя(от компового БП, которые там на выходе стоят), напряжение на выходе и ток упали в 2 раза.
Думаю в сепик дросселей добавлять не надо, он и так там стоит.
Взял и понизил частоту шим тл в 1.5 раза - все стало греться в 2 раза сильнее и 2 раза быстрее.
Взял и понизил частоту шим тл в 2 раза - еще хуже.
Так делать нельзя надо все пересчитывать увеличивать дроссель конденсаторы
Короче тупик при тл=250кГц больше 50% КПД поднять не могу. Ключ, диод и дроссель свои 22Ватт съедают стабильно.
Может при большей мощности кпд начнет расти.
Буду перематывать дроссель скруткой.
Буду перематывать дроссель скруткой.
а это простите зачем 😃 кпд под 90 должен вырости в режиме неприрывных токов, а в понижающем режиме токи явно прерывистые,
ты бы ослограф сфотал, что в звтворе у ключа и что в истоке, будет ясно куда копать. а так пальцем в небо. перемотать дроссель изничтожить конденсатор…это неправильный подход, сначала на компе так сяк погоняй потом уже паяльником во всякое тычить… а то дорогие эксперементы получатся 😦
И всетаки с дросселем получилось.
Толстая проволока закончилась пришлось мотать сукруткой из 0.6мм может в этом и был секрет.
Взял 2 кольца. Намотал 5 витков из 7 жил. Максимальная мощность несколько упала(из-за большой L1), но КПД 70%.
Вернул старый броневой сердечник со щелью (думал что он хуже чем желтое кольцо тогда еще небыли решены проблемы с шумами), там скрутка из жил 0.3. КПД вышел 73%.
Это при 10-15 Ватт на выходе.
Взял 2 кольца. Намотал 5 витков из 7 жил. Максимальная мощность несколько упала(из-за большой L1), но КПД 70%.
Вернул старый броневой сердечник со щелью (думал что он хуже чем желтое кольцо тогда еще небыли решены проблемы с шумами), там скрутка из жил 0.3. КПД вышел 73%.
Это при 10-15 Ватт на выходе.
😮 я в шоке… недолжен сердечник из НМ2000 там работать, должен мгновенно насыщаться… 😵
по поводу двух колец, увеличение индуктивности должно (обязано) привести к уменьшению индукции. к уменьшению треуголной составляющей тока, но приведут к росту потерь в сердечнике.
а в целом плюс тебе 😃
теперь все тоже самое, но с 150W на выходе.
❗ теперь мысли в слух… в обоих случаях увеличивалась индутивность, в обоих случаях при этом шел рост кпд, те тепла из ключа поолучалось меньше… теперь сопоставив все это с тем переход полевого транзистора есть сопративлнеие зависящее от напряжения затвора я бы запидал драйвер ключа вольт этак от 15 стороннего источника. и посмотреть куда двинется кпд.
HM2000 со щелью 0.4мм поэтому насыщения нет. Вернее есть, но не насыщение а остаточная намагниченность.
В рамках рабочего диапазона намагниченности, судя по кпд насыщение мало.
При увеличении L1, ток растет медленнее и за период 1/250кГц не успевает выкачать из источника питания нужной мощности.
73% выжаты на старом 1.5А драйвере через 3.3 Ома
И тут я подумал 3 витка это вообще нормально? Это както некрасиво.
Касательно ключа действительно левый фронт имеет минимум 1 скачек переходного процесса, опускающийся ниже 7 вольт
Фотки после обеда
При увеличении L1, ток растет медленнее и за период 1/250кГц не успевает выкачать из источника питания нужной мощности.
73% выжаты на старом 1.5А драйвере через 3.3 ОмаИ тут я подумал 3 витка это вообще нормально? Это както некрасиво.
Касательно ключа действительно левый фронт имеет минимум 1 скачек переходного процесса, опускающийся ниже 7 вольт
давай по порядку и в другой последовательности.
фронт у импульса должен быть только один 😁 тот что правый фронт, на самом деле спад.
импульс где? я так понял в затворе там долженбать ПРЯМОУГОЛЬНИК и никак иначе, трапеции, колебания гармонические или затухающие непойдет.мерять щуп и крокадил непосредственно наноги транзистора иначе можно “шум земли” намерять.
спомощью резистора затвора, 1 защищают драйвер от КЗ, и 2 борются с колебаниями в затворе если транзистор открыть слишком быстро затвор может просто от кристала отвалиться (токо это не с твоим драйвером), или появиться как раз вот такие колебания. если слишком медленно получим хорошо греющийся резистор в виде перехода. а вот на это очень похоже.
3 витка это вполне нормально. в ВЧ вон дорожку буквой “омега” нарисовали и сказали будешь индуктором. две дорожки рядом провели … конденсатор 😃
сначала надо заставить транзистор нормально открываться/закраваться, а потом уже и девочки ☕ сами придут.
Это на затворе:
Это на L1:
Это на L2:
ну таки можно заканчивать переводить ценный медий, и заниматься получением прямоугольника.
рассказываю что видно на снимке по фронту.
нарастание напряшения до 6 вольт абсолютно нормально и скорость очень приличная, здесь затвор заряжается до плато миллера, потом небольшая складочка примерно 100нс здесь транзистор накапливает заряд переползает плато миллера. ее надо минимизировать.
а вот дальше все очень плохо, 400нс !!! затвор заряжается до 10в…
другими словами из 5мкс (200кгц) 0.5мкс транзистор открывается, это очень плохой результат.
на полке все отлично, хвостик на спаде обусловлен биполярным транзисторомна выходе драйвера (грязь на скорост не влияет)…
- поставить прарлельно резистору зптвора в прямом направлении маленький диод шотки (совсем маленький)
- поставить хороший конденсатор по питанию драйвера, поэкспериминтировать с разными повесить как можно ближе к ногам МС
- или скорее первое если драйвер питается от линейного стабилизатора запитать его от импульсного источника.
- можно поднять питание драйвера до 15-16в, это должно его немного ускорить.
после того как в затворе фронты спады уложатся хотябы в 100-120нс можно мерять кпд
последние 2 снимка просто классика, с поправкой на долгое открывание транзистора.
поборешь затвор, будешь искать источник чтоб утюг заряжать 😃
Т.к. я уже ставил более мощный драйвер и существенного улучшения я не увидел, то вариант с маленьким диодом как и предполагалось не помог.
Питание драйвера выглядин на осциле приемлемо.
Но обнаружились два момента которые повлияли на нагрев ключа и дали прирост КПД в несколько процентов:
- Земля на ключ идет длинной дорожкой 4мм к тому месту где подключен источник. И на этой дорожке возникло падение напряжения в 1-2 вольта (борода в момент открытия ключа и в момент закрытия). При пробросе толстым проводом произошло некоторое улучшение. Еще раз напоминаем себе, что разводка очень важна!!! И земля должна быть жирной и короткой.
- Оказывается драйвер не сильно оквадрачивает входной сигнал, а повторяет его усиливая по мощности, а на входе драйвера был не прямоугольник, а зубы акулы с круглым фронтом и вертикальным спадом. В схеме к земле вход драйвера вертикально прижимает транзистор, а наверх медленно тянет сопротивление 4к7. При уменьшении 4к7 до 2к4 фронт подвыпрямился, а спад согнулся.
И еще один не понятный момент: при касании щупом осцила входа драйвера при 4к7 дает такоеже повышение выходной мощности как замена 4к7 на 2к4 (входная мощность менялась оооочень не значительно).
Есть транзистор встроенный в тл.
На его базе сидит нужный сигнал.
Колектор и эмитор торчат из тл.
Как из колектора и эмитора получить малоломощное то что сидит на базе по возможности без искажений
Есть транзистор встроенный в тл.
На его базе сидит нужный сигнал.
Колектор и эмитор торчат из тл.Как из колектора и эмитора получить малоломощное то что сидит на базе по возможности без искажений
например так
слева прямой выход с права инверсный.
грузить 494ую можно примерно милиампер до 100.
Так и было сделано.
Но надо чтоб получился квадратный импульс.
Придется ставить маленькое сопротивление и полевой транзистор.
Это не выход. Для получения фронтов и спадов длительностью в наносекунды нужно ставить цифровой буфер (что-нибудь из серии 74HC, например), желательно с триггером шмитта.
Это не выход. Для получения фронтов и спадов длительностью в наносекунды нужно ставить цифровой буфер (что-нибудь из серии 74HC, например), желательно с триггером шмитта.
думаю это лишнее просто увеличить ток коллектора, и все будет. наносекунды не нужны скорость драйвера, и транзистора не нулевые. достаточно уложиться в 0.1us и уже будет счастье.
а если ставить промежуточную логику… я кончно не считал, но что-то мне подсказавает, что проще и быстрее поставить 2 мелких, быстрых полевика P и N какнал и получится даже лучше 😉 или заменить 494 на 495 (если память неизменяет), у нее все тоже самое токо драйвер встроенный 😃
К561ТЛ1
вторую ногу можно использовать для запрета генерации
одной микросхемой экономим 2 транзистора и 4 резистора и имеем квадратный сигнал
или убирать тл и городить огород из дополнительных операционников
К561ТЛ1
Прошлый век. Скорость несравнима с современными высокоскоростными сериями (такими как 74HC, 74HCT, 74AC, 74ACT).