Sursa cu redresare sincrona,48V-12V/100A

[pisica matache]

Azi am testat o sursa buck, cu redresare sincrona, destinata a alimenta cu 12V/100A, o sarcina, dintr-o tensiune de 48V, obtinuta din acumulatori.

Sursa, facuta cu un UC3843, driver IR2184, care comanda direct doi mosfeti IRFP4110. Ca sursa de inspiratie, am folosit o schema conceputa de smilex.

http://www.tehnium-azi.ro/index.php?app=core&module=attach&section=attach&attach_rel_module=post&attach_id=11913

Am testat deocamdata, alimentand cu 30V, dintr-o sursa in comutatie, de 40A.

Dupa primele teste, am ramas placut surprins de randament, cca 95% la 550W pe sarcina, 93% la 790W si 90%, la 870W pe sarcina. Asta cu doar cate un mosfet si fara drivere, plus inductanta executata in graba.

Urmeaza sa folosesc cate trei mosfeti in paralel, 4110, sau mai buni, comandati de drivere TC4420, sau TC4422, in speranta ca o sa pot obtine un randament de cca 95% la un Kw pe sarcina.

Editat Septembrie 26, 2014 de pisica matache

[smilex]

Matache, crezi ca aia 100A nonstop stau lipiti asa pe cablaj macar o luna? Macar toarna niste cositor acolo pe conductor dezizolat mai mult, mai ales la bobina, dar nici asta nu e o solutie.

Asta era pentru silicipi cred, cu mppt... Ai folosit aceeasi compensare? Cum e stabilitatea?

 

Acum vazui schema, e chel...

Filtrajul de la intrare e mult mai solicitat decat cel de la iesire. Intrarea suporta riplul de 100A, iesirea doar variatia prin inductanta. E drept ca intrarea poate fi ajutata si de cabluri scurte de la acumulatori...

Editat Septembrie 26, 2014 de smilex

[pisica matache]

E un cablaj de test, dupa ce termin cu ele, trec pe curat. N-am folosit nici-o compensare. Posibil s-o las nestabilizata, reglez umplerea la 25%, mai introduc o limitare de curent si cam atat. Deocamdata ma intereseaza sa obtin un randament cat mai bun, sper un 95% la 100A. Urmeaza sa pun drivere, sa pun cate trei mosfeti, dar nu stiu daca am si sa refac inductanta, care nici macar nu stiu ce valoare are. La teste, se incalzeste doar radiatorul mosfetilor, in rest nimic.

[smilex]

Da, asa-i, unde se incalzeste, acolo pierzi.

[pisica matache]

Apropo de trecut montajul pe curat, dupa teste, o sa folosesc cablajul conceput de @silicipi, caruia tin sa-i multumesc si pe acesta cale. Cablajul insa contine vreo doua greseli, pinul SD nu trebuie la masa, mai sunt inversati doi pini la IR2184. Or mai fi, trebuie sa verific. Acum nu stiu ce sa zic, traseele de forta imi par cam firave, cred ca le dublez cu tabla de cupru. Asta saptamana viitoare, cand sper ca va fi gata cablajul.

http://www.tehnium-azi.ro/index.php?app=core&module=attach&section=attach&attach_rel_module=post&attach_id=12014

[pisica matache]

Am filmat testul, sa am o referinta pentru modificarile ulterioare. Sursa nefiind stabilizata, caderea de tensiune in sarcina e destul de mare, probabil va trebui stabilizata.

[pisica matache]

Am incercat stabilizarea sursei, folosind aproximativ compensarea de aici http://www.tehnium-a...attach_id=11913

De ce am spus aproximativ...Intre pinii 1 si 2, 50K inseriata cu 20nF, in paralel cu 200pF. Ca divizor rezistiv, un semireglabil de 100K, cu care am reglat tensiunea de iesire.

Se pare acesta compensare ..aproximativa.. functioneaza si in cazul meu. Am obtinut 12,1V in gol, fix 12.0V de la 30 la 60A, tensiunea scazand la 11,7V la 70A. Probabil insa intra si sursa de 30V in limitare.

Editat Septembrie 26, 2014 de pisica matache

[pisica matache]

Trebuie sa comand mosfetii si nu stiu ce sa aleg. Am gasit tipul asta, http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irfp4468pbf.pdf

la 20 lei bucata. Ar fi suficienti cate doi in paralel, sau sa folosesc cate trei IRFP4110 ?

http://www.irf.com/product-info/datasheets/data/irfp4110pbf.pdf

Ar trebui implementata si o protectie simpla la scurt pe iesire. Nu e nevoie de limitare, poate sa opreasca si sursa. M-am gandit sa comand pinul SD, al driverului, cu un tiristor si cu un traf curent. Dar stiu ca nu prea merge traf curent, sau e mai greu de implementat. Parca n-as folosi sunt si AO, schema s-ar complica si creste costul.

Editat Septembrie 27, 2014 de pisica matache

[smilex]

Cablajul are chestii de mppt, trebuie putin modificat. Oricum trebuie, n-ai shunt+AO.

Foloseste 3xMOS, care vrei tu din cele doua tipuri.

Merge traf curent in drena mos-high, in dreapta sus intrerupi traseul de + si inserezi trafo. Comanda puls cu puls (tot timpul sau numai la limitare) sau cu tiristor.

Editat Septembrie 27, 2014 de smilex

[smilex]

Daca nu depasesti la iesire o treime din alimentarea de la intrarea buck-ului, atunci ar fi bine sa folosesti 2xMOS-high + 4xMOS-low. Cele low conduc mai mult, conform umplerii. Deci puterea disipata e mai mare pe low si se preteaza asa.

Editat Septembrie 27, 2014 de smilex

[pisica matache]

Sursa va functiona cu cca 25% umplere. IRFP4468, are 2 mohmi, dar are si 20nF pe intare. 3-4 mosfeti in paralel, inseamna 60-80nF ! Am testat ieri cu cate doi IRFP4110,si un TC4420 nu prea face fata,la 30Khz. Semnalul e bun, dar nu perfect, am timpi de crestere/descrestere de cca 400ns. Va trebui sa folosesc drivere de 9-12A, eventual doua in paralel, dar la 80nF, tot am dubii ca voi obtine un semnal de comanda corect. La o functionare indelungata, 12V/70A pe iesire, se incalzeste si torul, dar nu peste 50-60 grade. Se justifica sa-l inlocuiesc cu miez ferita cu intrefier ? Am ETD54-3F3, EE55-3C90. Am si ceva inductante de 15 microH, pe EE65, cu intrefier, bobinate cu platanda, recuperate din convertizoare frecventa. Ma refer daca astfel se imbunatateste sesizabil randamentul, altfel raman la tor, plus ventilare fortata.

PS

Chiar cu cate doi IRFP4110 in paralel, randamentul n-a depasit 90%, la 12V/70A. Daca costa prea mult sa ajung la 95%, ma voi multumi si cu mai putin.

Se justifica sa folosesc polimeri pe iesire ? Deocamdata folosesc 10 low esr, 470/35V si sunt reci.

Cablajul de la MPPT mi se pare cam firav, nici radiatorul vertical nu ma avantajeaza. Desi l-am comandat, ma gandesc si la o alta varianta, cablajul peste radiator, mosfetii intre. Varianta am intalnit-o deseori in invertoare sudura. Avantajul ar fi ca pot lipi terminalele pe o lungime mare, iar driverele le pot pune chiar deasupra mosfetilor, cablajul fiind dublu placat.

Pun si un desen, sper ca nu exista bucle de masa.

Ce am desenat, e partea pe care se lipesc mosfetii, cu radiatorul in sus. Restul, conzi, inductanta, drivere, etc, se monteaza pe cealalta parte a cablajului.

Editat Septembrie 28, 2014 de pisica matache

[smilex]

Daca te tine buzunarul si tensiunea, intotdeauna se justifica polimeri. Inclusiv la filtraj driveri sau mai ales la ei ca ai riplu curent mare cu 4422. Poti incerca si 4452, am folosit dar nu l-am testat ca si 4422. Cred insa ca e la fel de bun si mai tare. Duce 80n cu 12A, mai ales la 30kHz. Cred ca si consuma ceva... Dar polimerii au esr mic, fac un zero pe la 60-70kHz si-ti cere compensare anume. Daca ii folosesti, ti-o calculez eu.

Vezi ca intrarea are riplu curent mare. Ma refer la filtraj.

Foloseste totusi 2 + 4. E sfatul meu. Daca poti, 4468.

Incearca ferita de 15, ar putea fi mai buna. Trebuie sa ai sectiune destula la conductoare dar si la cablaj (da, dubleaza-l). Incadreaza-te in 3A/mmp. Papuci bine stransi + lipiti. Numai cupru pe cupru, fara piulite, saibe, grovere otel intre cupru. Conductor bine curatat de email, cositorit, curatat din nou partial de cositor (smirghel), introduse in papuc, strans, cositorit papucul (sa se intinda bine cositorul inauntrul papucului). Papuc pe papuc, sau papuc pe cablaj, sau papuc pe papuc pe cablaj. Cupru pe cupru. Strans pana curge zeama. Suruburi minim M6. Foloseste grovere.

Am folosit bucata radiator RAD-A6023/40 pe radiator RAD-A6023/1000, spate in spate (pasta termo) cu o singura gaura prin toate aripioarele (cel mic) si mos prinse cu clema (gaura si margine) si pad siliconic. Tot pe radiator (prin bucati aluminiu paralelipipedice) am rezemat trafo pentru racire. Poate te ajuta ca idee... Ar fi bine sa cositoresti din scurt pe toata lungimea terminalelor sau sa bucsezi gaurile cu cupru preferabil (alama). Merge si mos intre cablaj si radiator.

Editat Septembrie 28, 2014 de smilex

[pisica matache]

Multumesc de sugestii si ajutor! Cu siguranta voi mai avea nevoie. Azi am facut primele teste la 45V, n-am dat mai mult, am conzi de 1500micro/50V. Nu peste mult timp, in sarcina, s-a dus driverul TC4420, de jos, desi era decuplat pe alimentare, plus zener de 18V. Am zis ca e ghinion, desi stiam ca nu e asa...Am pus un TC4422, s-a dus si asta. Am pus transiluri bidirectionale de 18V si pe alimentarea si pe iesirea driverului, am revazut semnalul in portile mosfetilor low. Desi in gol era perfect, cca 300ns, in sarcina aparea o oscilatie urata, exact dupa blocarea mosfetului. Probabil oscilatia a distrus mosfetii de pe iesirea tc442x. In sfarsit, am marit rezistenta din porti, pus divizor de tensiune la intrare driver si aici aparea o oscilatie, nu stiu care pe care o producea, revazut comanda. Oscilatile s-au atenuat mult, dar undeva e totusi o problema, probabil cablajul. Am continuat testele si am ajuns la cca 80V/12V, dupa care sursele din care alimentez, intra in limitare. Am ramas surprins de stabilizarea foarte buna, de la zero la 80A, am doua sutimi de volt diferenta. Nici macar nu aveam nevoie de tensiune stabilizata, dar daca e moaca, de ce nu. Nu cred ca pun polimeri, filtrajul pe iesire, 10x470/35V, sunt reci, se incalzesc doar cei de pe 48V. E drept ca am doar patru, 1500micro/50V. O sa caut/comand de 100V.

O sa comand IRFP4468, daca n-am incotro, pun 2 cu 4.

Urmeaza sa mai testez, pana acum am scapat ieftin, doar doua drivere duse.

Editat Septembrie 28, 2014 de pisica matache

[pisica matache]

Un film cu ultimele teste, aproape 90A/12V, cu cate doi IRFP4110.

Editat Septembrie 28, 2014 de pisica matache

[smilex]

Pentru ca ai zis "in sarcina", da, si eu cred ca vinovat e cablajul. Sa pui mereu un divizor la intrare driveri astfel incat numai ceva putin sub pozitiva alimentarii sa-l deschida. Scad riscurile. Dar trebuie cablaj bun. Pozitioneaza-ti forta pe cablaj si mai discutam pentru comanda. Revin cu un desen.

Rezolva filtrajul intrarii. Si reci se duc condurile in timp, calde n-au nici o sansa.

Vrei disipatie echilibrata pe tranzistoare? Asta e, 2+4.

 

Ziceam de un desen despre cablaj:

Forta e cu rosu si verde. Toata masa partii de comanda trebuie sa plece din sursa mos-low, acolo unde se intalnesc si traseele separate ale condurilor. Nu ai voie sa iei masa comanda si din alta parte, traseul masa merge de la consumatorul mai mare spre cel mic. Filtrajul cu inductante este tot pentru a separa masa ce poate fi afectata prin condensatoarele de filtraj, se poate si cu rezistente dar efectul e mai mic.

Trebuie sa distingi clar pe cablaj cele doua cercuri (rosu si verde) ale fortei si sa culegi bina masa de acolo, sa respecti traseul de la mare la mic, sa filtrezi si suplimentar cat mai aproape de terminale, preferabil ceramice mlcc (smd daca vrei) 1u.

Editat Septembrie 28, 2014 de smilex