@omtomtubo

Я тут недавно игрался с протеусом и нарисовал вот такую схему.

http://omtomtubo.narod.ru/other/01.png

Вопрос знатокам:
Насколько хорошо будет работать такая схема (имею ввиду больше силовую часть, контроллер можно взять любой) в качестве повышающего преобразователя для ноутбука (19В 65Вт)?

Насколько компактным он может быть?

А что если диоды заменить на полевики? Кто-то подобное делал/ видел в сети?

Спасибо.

0

@__bt__

1. Добавить дроссель между +12V и D1 - будет Step-Up.
2. Может вместо U2 взять специализированную микросхему tl494 ?

0

@яверт

Топология charge pump имеет право на существование, но для такой мощности обычный буст ИМХО луше. Меньше деталей, лучше КПД, переключения менее жесткие - проще сделать входной/выходной фильтр...

0

@omtomtubo

Топология charge pump имеет право на существование, но для такой мощности обычный буст ИМХО луше. Меньше деталей, лучше КПД, переключения менее жесткие - проще сделать входной/выходной фильтр...

Деталей-то меньше, но у меня сложилось впечатление, что катушка для буста, способная запасти необходимое количество энергии, получается больше, чем эти дополнительные детали, вместе взятые... Но может я и не прав.

Насчет жесткого переключения - не совсем понял.

0

@omtomtubo

1. Тут фишка как раз в том, что нижний вывод конденсатора С1 с помощью полевиков подключается то к земле - в это время он заряжается через диод D1, то к +12В, в это время напряжение на нем суммируется с 12В питания и отдается через D2 в нагрузку. Такого рода схемы еще называют преобразователями на переключаемых конденсаторах, они бывают еще инвертирующие.
2.

0

@яверт

Когда один конденсатор подключается к другому возникает нечто вроде КЗ. Ток определяется паразитными сопротивлениями и может быть довольно большим... У обычного буста таких проблем нет.

0

@omtomtubo

Ага, понятно.
Несмотря на то, что импульсы очень короткие, диоды должны иметь запас по току -> выше стоимость.
При этом выглядит так, что средний ток через диод будет одинаковый.

С другой стороны, конденсатор, подходящий по всем параметрам, в первую очередь, способный в таком импульсном режиме работать долго, вероятно, тоже не дешевый и не самый маленький. Крупная керамика? Хорошая пленка? Тантал подойдет?

В целом ясно - для малых мощностей.

0

@probo60

добавьте индуктивность

0

@VtodyMyti

Недавно я в соседней ветке писал:

Силовой дроссель для частот преобразования до 100 кГц В КАЧЕСТВЕ ИСКЛЮЧЕНИЯ и исключительно для удобства можно мотать очень толстым проводом (d1,8...2,5мм) на коротком (30-50мм) куске сердечника нигнитной антенны от старого радиоприёмника средне/длинноволнового диапазона.
Для более высоких частот (типа 300 кГц) лучше всё же мотать проводом потоньше, сложенным в жгут из 3 проводов, на том же сердечнике (хотя разница в потерях "толстый против жгута тонких" составляет от единиц до десятков милливатт).
Только обратите внимание - такие сердечники могут иметь µ от 40 до 400 - это обычно написано на сердечниках тех времён. Соответственно, всё обсчитать.

Кольцо мотать - получится сильно трудоёмчее, хотя и правильнее с точки зрения замкнутости нигнитного поля.

Например, дроссель на ~33 µН и ток 5А может получиться на "стержневом" сердечнике с µ=400 диаметром сердечника 8мм длиной сердечника 10мм проводом 1...1,2мм и количество витков всего ~4. То есть габариты вполне себе приемлемые.

В импульсниках такой дроссель на частоте 300кГц, разумеется, будет фонить, но, во-первых, колебания тока (и, соответственно, колебания нигнитного потока) при таких индуктивности и частоте в нём будут низкими - что-то типа 3...15%, а если поделку разместить в дюралевом (со стенкой ~4мм) или железном (от 0,5мм) корпусе, то наружу нигнитный поток не вылезет совсем.

По конденсатору: керамика вне сомнений, если возможно.
Вот: http://chipnews.gaw.ru/html.cgi/arhiv/02_06/10.htm
Тантал - это всё же не его режим: танталы не любят больших импульсных токов. Тогда уж с точки зрения цена/параметры лучше люминий+керамика.

0

@mShit

А ещё лучше полипропилен, специальных серий, с толстой фольгой.

0

@ivsy

IMHO имеет смысл задрать частоту повыше (500 и больше кГц) и взять готовый дроссель (типа, например CDRH104RNP-5R2NC).

0

@omtomtubo

То есть ты за обычный буст, только на высокой частоте с хорошим индуктором?

0

@ivsy

То есть ты за обычный буст, только на высокой частоте с хорошим индуктором?
Да. Схемы на переключаемых конденсаторах это сейчас весьма модная тема, но там пока больше теоретические наработки и их не так уж много. А это вполне рабочее решение, а на высокой частоте с синхронным выпрямлением еще и вполне компактное.

0

@VtodyMyti

Одно замечание: на частотах выше 300 кГц электролитам сильно плохеет. Там только керамика. Причём с определенным диэлектриком, который не потеряет в мороз до 75% ёмкости.
Короче. 300 - оптимум, но можно экспериментировать хоть на МГцах.
Имхо.

0

@ivsy

Одно замечание: на частотах выше 300 кГц электролитам сильно плохеет. Там только керамика. Причём с определенным диэлектриком, который не потеряет в мороз до 75% ёмкости.
Короче. 300 - оптимум, но можно экспериментировать хоть на МГцах.
Имхо.
С учетом того, что с ростом частоты необходиния для фильтра емкость уменьшается, а керамика даже на 100мкф вполне доступна (хотя тут правильнее поставить несколько штук номиналом и размером поменьше), не вижу большого смысла ограничивать частоту отметкой 300кГц.

0

@VtodyMyti

Совершенно верно.
Надо быть осторожным с миниатюризацией: на недостаточных индуктивностях для заданной частоты и при несколькоамперных нагрузках через ключ, дроссель и конденсатор могут гулять ещё бОльшие (иногда в полтора-два раза) максимальные токи. И маленькая керамика сдохнет на больших токах так же феерично, как дохнут и электролиты.
Ставить керамику в параллель необходимо только при больших импульсных токах или для набора необходимой емкости, т.к. ESR у них и так заведомо низкий.

0

@ivsy

Надо быть осторожным с миниатюризацией: на недостаточных индуктивностях для заданной частоты и при несколькоамперных нагрузках через ключ, дроссель и конденсатор могут гулять ещё бОльшие (иногда в полтора-два раза) максимальные токи. И маленькая керамика сдохнет на больших токах так же феерично, как дохнут и электролиты.
Ставить керамику в параллель необходимо только при больших импульсных токах или для набора необходимой емкости, т.к. ESR у них и так заведомо низкий.
Сдуру можно много чего сломать. А преобразователь просто нужно правильно посчитать. Скажем так:
Исходные данные: 600кГц, 12В вход, 19В выход, 5А в нагрузке, при 30% пульсаций тока и 1% пульсаций напряжения.
Расчетная индуктивность около 5мкГн и емкость фильтра 16мкФ. Пиковый ток чуть меньше 6А.
Пульсации тока 30% от среднего, то есть менее 2А.
Берем типичную керамику, скажем C1608X5R1E106M080AC производства TDK, 0603 10мкФ х 25В. Что бы получить нужную емкость нам нужно поставить 2 таких конденсатора (исходя из номинальных значений). Производитель на сайте приводит графики роста температуры в зависимости от тока пульсаций. По нему можно увидеть, что если не допускать перегрева относительно окружающей среды выше 10 градусов, ток пульсаций не должен превышать 1.7А. То есть исходя из тока пульсаций впритык хватит одной штуки (или температура будет чуть выше). С учетом температурных коэффициентов, падения емкости от приложенного напряжения, разброса и прочего имеет смысл поставить 3 штуки и заведомо гарантировать, что емкость никогда не опустится ниже расчетной ни при каких самых экстремальных сочетаниях параметров. Обращаю внимание - я взял типовое (рекомендуемое чуть ли не в каждом учебнике) значение пульсаций, никаких "полтора-два раза".

По поводу параллельного включения: дело вовсе не в ESR, он действительно маленький. Дело в ESL, а он уменьшается с уменьшением размера и, естественно, при параллельном подключении. Более того, я видел в некоторых конструкциях параллельное включение конденсаторов разного размера и по несколько штук (например, пара-тройка 0402, чуть большее количество - 0603 и несколько штук - 1206). Смысл ровно такой же - минимизация ESL. Правда, там и выходные токи по 100А и больше. Ну и электролиты тогда ставить особого смысла нет.

0

@ivsy

То есть ты за обычный буст, только на высокой частоте с хорошим индуктором?
Уточню, что я за обычный синхронный буст. Обычный (с диодом) буст на такие токи будет впустую рассеивать примерно 3.5Вт только на диоде.

0

@omtomtubo

ivsy на этом собаку съел.
Ключевое слово тут "просто"

0

@ivsy

ivsy на этом собаку съел.
Ключевое слово тут "просто"

Да ладно, сделать первичный расчет с помощью, например, вот этого инструмента действительно просто. Как минимум можно оценить необходимые параметры основных компонентов. Полный расчет (с потерями и прочими делами, типа тех же конденсаторов) это более заморочливая штука, но детальных описаний расчета более чем достаточно. Самое сложное - отказаться от любительских привычек делать "на глазок" по мотивам готовой схемы. И все получится.

P.S. и обязательно почитать про разводку силовых цепей, хотя бы даже у DI. это та часть, которая, обычно, хромает почти во всех любительских конструкциях.

0