Buckomvandlare, 1..20V/40A

[AndersG]

Jag frågade:

Kopplingen av topptotem sedan, den skall väl matas från Vb? Dvs toppkollektorn till Vb och bottenkollektorn till Vs på FAN7390?

[Borre]

Kopplingen som du beskriver ovan är rätt, för den "övre" mosfeten (edit, ah du skrev tom "topptotem"). För den undre använder du samma spänning som du driver mosfetdrivaren med, med bottenkollektorn till jord såklart.

Prova öka dödtiden lite också. Knappt dubbla omslagstiden (tycker du snålat lite på tidsmätningen med enkla mosfetar) kan inte vara orsaken till en så stor minskning i effektivitet.

Angående ringningarna så brukar det kunna minskas med gatemotstånd när man har flera mosfet parallellt, ofta låga motstånd som bara 1ohm eller så. Hur mycket eller om det påverkar omslagstiden så mycket är lite svårt att veta i förväg.

[AndersG]

Prova öka dödtiden lite också. Knappt dubbla omslagstiden (tycker du snålat lite på tidsmätningen med enkla mosfetar) kan inte vara orsaken till en så stor minskning i effektivitet.

Jo, men det är inte switchförluster, utan "cross-conduction". Skuffade upp dödtiden till 230ns och då börjar det likna något. Är då uppe i över 97% igen. Detta med enkel driver och dubbla fettar.

Ny variant av styrelektronik:

buckSchemav2.jpg

edit:
Om man räknar litet med mätvärdena så har jag en förlusteffekt om 1,86W vid 96W in. Stigtid på toppgaten är ca 200ns och falltid 300ns. Om man räknar switchförlusten som Vin/2 * Iin/2 * t => 12 * 2 * 500ns * 50Khz = får man 0,6W.

Anta att man skulle kunna skuffa ned de totala swichtiderna till 100ns. Då skulle det bli en förbättring (minskning) av förlusten med 0,48W och verkningsgraden skulle öka från 98% till 98,5%.

Formeln för förlusteffekten är naturligtvis en grov approximation. Pga Millerkapacitansen stiger och faller inte spänningen på garen jämnt, utan har ett knä, vilket an även kan se på skopet.

[Honk]

Mycket bra jobbat.
Med förbättrad gatedrivning och kortare omslagstider samt finjusterad
dödtid tror jag du kan komma upp i 98.5%!
Ser fram emot fortsatta resultat.

En fråga? Hur varm känns litzdrosseln efter en tids tung belastning?

[AndersG]

Heh.. Såg du att jag editerade medan du skrev ditt svar? Problemet är att mina lastmotstånd löder loss sig själv efter en stund De blir så varma detta trots att det är 4x 50W och jag bara kör 96W i dem.

Lyckades även bränna en fet i går och den tog en drivkrets med sig

Edit: 2/3ohm, bestående av sex 1ohm/50W med fläktkylning... Återkommer om en stund.

Kod: Markera allt

En fråga? Hur varm känns litzdrosseln efter en tids tung belastning?

23 grader efter att ha kört 11,5A i tre timmar.

Edit: En liten fråga om omslagstider: De valda fettarna har en worstcase Qg(TOT) om 300 nC, två fettar 600nC. Om drivern kan sourca/sänka 4,5A blir väl minsta, teoretiska switchtiden 600nC/4,5A = 133ns?

[Honk]

23 grader på 11.5 amp i tre timmar. Det är verkligen ingen temp att tala om...hehe!

Har du något kortslutningskydd i din design? D.v.s att switchen skyddas vid ren kortis?
Edit: Jag ser i ditt schema BuckV2Control att du har strömbegränsning. Hanterar den även kortis?

Ang gate charge så brukar jag inte räkna på detta. Det finns så mycket annat att räkna på
och min enkla lösning är att välja en bra fet och sedan tjonga till den snabbt och bra på gaten.
Är tomgångsförbrukningen av yttersta vikt spelar eller eftersträvar högsta möjliga verkningsgrad
vid låg belastning skall man välja en fet med både låg Qg(TOT) och låg RDSon.

Jag bifogar ett dokument av intresse som beskriver förståelsen av en mosfets Gate Charge.

MOSFET Basics - Understanding Gate Charge.pdf

[AndersG]

Är tomgångsförbrukningen av yttersta vikt spelar eller eftersträvar högsta möjliga verkningsgrad
vid låg belastning skall man välja en fet med både låg Qg(TOT) och låg RDSon.

Precis! Det är intressant att räkna på för förståelsen, dvs vad som är den lägsta teoretiska switchtiden vid ett givet fall. Har skrivit ut och skall läsa dokumentet. Gateladdningen är ju intressant då den inte beter sig som en enkel kodning, utan kurvan får ett knä pga Miller.

Schema:

BuckV2Control.pdf

[Honk]

Jag hittade nyss denna lilla PDF med bra input och formler för DC-DC design.

Toward to the High Efficiency DC-DC Converter.pdf

[Borre]

Använder du fortfarande LTC6101?
Det kan i så fall vara värt att notera att den inte fungerar med spänning under 4V.

[AndersG]

Aj, rackarns, det gör den inte. Kanske vore smartare att köra en "low side" avkänning i detta fall? Den design med LTC6101 som jag har fix och färdig gjordes en gång för en fast inspänning (30V 50A) CNC-nätdel.

[AndersG]

Då är ju frågan om hur man enklast mäter strömmen, utan alltför esoteriska komponenter. Shunt och sedan andra halvan av den LM258 som redan finns, alternativt någon annan opamp, men då borde jag ha +/- matningsspänning för att få det bra. Alternativt en Hallsensor, typ 73-748-82. Frågan är fri...

[bearing]

Hallsensor i gapet på en ferritkärna runt strömledaren tycker jag vore intressant att få se. Om det blir tillförlitligt i jämförelse med andra lösningar vet jag inte.

[AndersG]

Eller varför inte en hallsensor typ den från Elfa över en kopparbana på kretskortet?

[bearing]

Aha, jag ser nu att den är ämnad för det. Ja, det vore än mer intressant att se, tycker jag.

[AndersG]

Får väl ta hem en från elfa... Testade iallafall med en enkel förstärkare och lowsideshunt. Strömbegränsningen fungerade perfekt!