Boostomvandlare - MOSFET som diod

[vedderb]

En annan idé jag har är att räkna fram hur länge MOSFETen på översidan behöver vara på i mikrodatorn i varje iteration i reglerloopen som ställer in duty-cyclen och använda en timer till för att stänga av den efter en stund. Jag har ju inspänningen, utspänningen samt duty-cyclen i mikrodatorn. Vad tror ni om det? Vet dock inte hur exakt det blir, så det kanske är bättre att helt enkelt inte slå på den övre MOSFETen ifall duty-cyclen är för låg.

Men helst vill jag har någonting i hårdvaran som sköter det, som strömtransformatorn som Pucco föreslog. Kom gärna med fler ideer

[bearing]

Det finns även strömsensorer baserad på hallgivare som kan användas för att känna av strömmen. Men det verkar betydligt billigare att bara lägga en sekundär lindning.

Avalanche innebär väl att mosfeten börjar leda när source-drain-spänningen går över ett visst värde när gaten är avstängd. MOSFETar som är avalanche-testade (som irf1404) ska väl tåla sådana induktiva spikar så länge de inte har för stor energi. (http://www.st.com/stonline/products/lit ... /12244.htm)

Ja, så länge regleringen håller utspänningen tillräcklig låg kommer det nog inte vara någon fara. Men ifall regleringen misslyckas så att hela switchinduktorns energi laddas ur i transistorn så går det nog illa. Men man kan ju väl inte dimensionera komponenterna efter fallet att någonting går sönder.

[vedderb]

Jag har beställt ett gäng av dessa: (http://www.electrokit.se/givare-o-senso ... r_41003299), men de kommer aldrig...

Men de mäter väl absolutvärdet på strömmen och inte riktningen och jag vet inte om de är snabba nog... om någon känner till en annan lämplig sensor så skicka gärna en länk.

[Borre]

Du kan inte använda induktansens DCR (motstånd) för att mäta strömmen? Finns ju många regulatorer som gör det, brukar kallas "lossless DCR current sense" och liknande.

[bearing]

Jag har beställt ett gäng av dessa: (http://www.electrokit.se/givare-o-senso ... r_41003299), men de kommer aldrig...

Men de mäter väl absolutvärdet på strömmen och inte riktningen och jag vet inte om de är snabba nog... om någon känner till en annan lämplig sensor så skicka gärna en länk.

I databladet står gränsfrekvensen minns jag. De mäter ström i båda riktningarna. Utspänningen är halva inspänningen ifall strömmen är noll.

[vedderb]

Jag kollade databladet igen, och det stämmer faktiskt. Får ringa electrokit och se vad de håller på med

Ett problem jag kommer på med att använda dessa är att det behöver gå ganska stor ström åt andra hållet i spolen för att jag säkert ska kunna säga att strömmen har bytt riktning (dvs om jag matar in utgången från halleffektsensorn i en op-förstärkare och en spänningsdelning på 2.5V i andra ingången) och det förstör hela syftet med den. När omvandlaren körs diskontinuerligt kommer strömmen i spolen aldrig bli speciellt stor. Så för tillfället verkar strömtransformatorn vara den bästa lösningen.

Jag behöver inte känna till storleken på strömmen, bara riktningen. Om någon känner till en annan metod för att bestämma riktningen på en lite större ström så säg gärna till.

PS: Om jag får omvandlaren att fungera bra kan jag lägga ut schemat och layouten om någon är intresserad. Den gamla versionen av omvandlaren som kan mata ut 100w kontinuerligt utan kylflänsar fick jag in på ett 50x30mm kretskort, så den blev betydligt mindre än bilnätagg till laptopar som man brukar köpa, har stabilare utspänning och klarar mer effekt. Dessutom kostade alla komponenter bara ca 100kr.

[vedderb]

Hej igen

Efter en del brända transistorer, mikrodatorer, drivare etc har jag lyckats bygga den här boostomvandlaren. Den slutliga lösningen blev att använda en shottkydiod tillsammans med MOSFETar på ovansidan. När jag har en liten belastning används endast dioden och när belastningen ökas så mycket att omvandlaren går över i kontinuerligt läge används MOSFETarna. Då jag har både inspänningen och utspänningen i programmet kan jag räkna ut vad duty-cyclen _borde_ vara när den kör i kontinuerligt läge och när den börjar närma sig detta värde så används alla MOSFETar. Switchfrekvensen ligger just nu på 33 kHz. Duty-cyclen bestäms i en reglerloop (PI-reglering med en del diskreta villkor) baserat på nuvarande utspänning och önskad utspänning. Vilket läge omvandlaren befinner sig i indikeras med lysdioder och alla spänningar, dutycyclen, etc kan läsas av i realtid över UART, vilket jag gjorde med en blåtand-uart-modul.

Prestandan blev relativt bra. Jag testade att driva en 24V, 100w glödlampa med 30V med 12V matning till omvandlaren från ett datornätagg. Uppmätt ström på ingången var då 12A (detta blir 144W). Detta fungerade utan någon någon kylfläns på någon komponent. Efter en stund stabiliserade sig temperaturen på MOSFETarna vid ca 80 grader, vilket är helt acceptabelt för denna belastning utan kylning.

Efter det matade jag omvandlaren från ett 11.1V LiPo-batteri med 25A och drev min flyback-drivare en stund. Dock blev MOSFETarna skållheta ganska snabbt, så en liten kylfläns krävs nog vid den här effekten.

Det blev ett enkelsidigt kretskort på 80mm x 50mm med ytmonterade komponenter på undersidan och hålmonterat på ovansidan.

Schemat ser ut så här:



Jag kan lägga upp lite fler bilder om någon är intresserad.

/ Benjamin

[l2t]

Trevligt att läsa om lyckade switchbyggen! En bild på bygget skulle vara intressant.
Har precis börjat intressera mig för switchade kretsar, har en tråd här oxå om det.
Lätt att ge upp när ett antal mosfetar har gått upp i rök
Men skam den som ger sig!