У мене проблема з домашнім конвертором доларів. Він заснований на чіпі управління TL494 з моїм дискретним драйвером MOSFET. Проблема полягає в тому, що мій індуктор скрипить і скуголить, коли вихідний струм перевищує певне значення.

Як індуктор я вперше застосував звичайний тороїдальний дросель зі старого блоку ATX (жовтого кольору з одним білим обличчям). Однак я помітив, що це дійсно нагрівалося, і це не втрата мого мідного дроту, це ядро, яке не підходить для комутації додатків, а для фільтрації. Тоді я розібрав невеликий феритовий трансформатор, намотав на нього власний індуктор, але він знову скрипів.

Тоді я подумав, що це може бути через те, що сердечники не ідеально склеюються, тож я вирішив це зробити на більшому трансформаторі (можливо, EPCOS E 30/15/7 з круглою центральною частиною, але, на жаль, не маю уявлення про матеріал, що використовується в цьому сердечнику і якщо він розривається чи ні), але на цей раз з обережно видаленими обмотками, не роз'єднуючи серцевину.

Результат був прийнятним (мій генератор сигналів ще не надійшов, тому я не можу точно виміряти індуктивність, але він знаходиться в області 10uH, 6 витків (з декількох проводів для зменшення ефекту шкіри)). Він все ще скрипить, але тільки при напругах і струмах, які, мабуть, не будуть досягнуті при моєму світлодіодному освітленні (в основному я хочу створити власний перетворювач постійного струму для управління напругою, прикладеною до світлодіодів, замість використання ШІМ, що створило занадто багато ЕМІ ).

Ось форми хвиль (струм, що протікає через індуктор, вимірюваний перепад напруги через резистор 0,082 Ом ~ 0,1 Ом), які я захопив назад, коли я використовував серцевину порошкового заліза (жовто-білий) в якості сердечника індуктора. Кожна форма хвилі є DC.

Низький вихідний струм: ca. 1А

Середній вихідний струм: ca. 2А

Високий вихідний струм: ca. 3А. На цьому рівні починається писк. Але мушу наголосити, що сердечник індуктора був нагрітий до приблизно. 90 ° С. Це в основному було схоже на форму хвилі зверху, але модульовану синусоїдою низької частоти.

Мені не вдалося змусити коливання форми струму коливатися між певним рівнем, не торкнувшись 0A. Я бачив, що він не повинен досягти цього на фотографіях форм сигналів в Інтернеті та в перетворювачі долара OSKJ XL4016 з осцилографом. Це виглядало так: (Вибачте за намальовану форму хвилі, але, на жаль, я не врятував її; це просто доводить суть)

Ось форми хвиль, які я отримав з моїм поточним феритовим трансформатором-індуктором в момент, коли починається шипіння.

Канал 1 (жовтий): поточний
канал 2 (синій): напруга на індукторі.

У цей момент з’являється писк. Я намагався збільшувати і зменшувати вихідний конденсатор, але це, як правило, не вирішило проблему. Крім того, дзвінок затухає, коли я торкаюся неізольованого радіатора MOSFET, я не маю уявлення, чому цей дзвінок взагалі існує.

Це моя схема (це не зовсім те, що у мене на моїй платі, але зміни є просто тонкими, як потенціометр замість 2 резисторів і тонко налаштоване значення конденсатора, щоб отримати частоту 100 кГц). На даний момент контакт 2 підключений до Vref, а контакт 16 до GND для постійного включення перетворювача, Vin - вхідна напруга = 24В. Через високий піковий струм, що спостерігається діодом D5, він був замінений на більш міцний на 5А:

D4, C2, R15 нарешті були замінені кращим і надійнішим рішенням, але це не впливає на форми хвилі на індукторі L1. Це моя компонування на друкованій платі, вона була розроблена для іншого застосування (вимагало максимум 0,5A - 1A, тому я там не додавав радіатор). Крім того, значення деяких резисторів та конденсаторів регулювались вручну, щоб отримати хороший ККД ~ 86% при повному навантаженні, основна маса енергії, що витрачається, трапляється в MOSFET Q7, ймовірно, через повільний підйом і падіння краю сигналу затвора та RDS (увімкнено), що знаходиться на рівні 0,3 Ом.

Тепер (під час тестування) індуктор підвішений над шаром припою (тому що він занадто великий, щоб вміститися у визначений простір, тоді, коли я розробляв цю дошку, я не знав, що я не можу використовувати звичайний залізний сердечник з іншого конвертер, заснований на LM2576, він добре працював, але є проблеми з регулюванням напруги, тому я хотів це розробити). Нарешті я записав напругу та струм при зазначеній напрузі, при якій індуктор почав чутно шипіти, ось результати:

• 5 В - 0,150 А ← вихідна напруга
• 6 В - 0,300 А
• 7 В - 0,400 А
• 8 В - 1 А
• 9 В - 2,5 А
• 10 В - 2,7 А
• 11 В - 3,1 А ← розрахований вихідний струм
• 12 В - 3,1+ А
• 13 В - 3.1+ A ← максимальна вихідна напруга

Після цього я знизив індуктивність, відкрутивши 1 оборот, і він почав скрипіти при набагато менших струмах. Те саме відбувається, коли я додаю більше обмоток. Коли я змінюю частоту, нічого цікавого не відбувається. Я також розраховував значення конденсатора та індуктора за допомогою формул, поданих всередині таблиці даних TL494, але він також пищав з ними. Кожне вимірювання струму проводилося на вихідній стороні індуктора. Я виміряв коефіцієнт ШОЕ мого вихідного конденсатора, а тестер LCR-T4 показав 0,09 Ом.

Підводячи підсумок: у мене проблема з нюханням / шипінням індуктора, і я не знаю, як це виправити.

На кожному рівні мої світлодіодні світильники подають менше струму, що потрібно, щоб індуктор пискнув, але моє серце дуже хоче знати, чому це відбувається, а що я не розумію чи не розумію неправильно. Будь ласка, допоможи мені. Якщо я пропустив якісь деталі, напишу їх у коментарі до цього питання. Вибачте за помилки в моїй "англійській мові", це не моя рідна мова. Я не досвідчений в цій галузі, тому, будь ласка, вибачте мене, якщо я зробив якісь великі помилки.

Редагувати: "На кожному рівні мої світлодіодні світильники подають менший струм, який необхідний для того, щоб індуктор пискнув" - я маю на увазі, що світлодіоди завжди повинні виводити менше струму, що потрібно для того, щоб індуктор скрипить ⇒ під час нормальної роботи індуктор не повинен скрип. Я завантажив відео на YouTube, показуючи форми хвиль, змінюючи вихідний струм, частоту комутації та вихідну напругу. Навантаження - це мій імпровізований "постійний струм навантаження", зроблений з MOSFET і потенціометром, що регулює напругу на воротах MOSFET, він сирий, але він працює. Як писав mehmet.ali.anil (але тепер я бачу, що він видалив свою відповідь), я збільшив індуктивність приблизно до 200uH, намотавши новий провід, і в кінці відео Ви можете бачити, що я випадково налаштував частоту на "ідеальне" значення, яке призвело до успішної роботи ККМ, але він постійно тихо скрипить, особливо під час зміни вихідної напруги. Крім того, частота дійсно близька до межі, що становить ~ 300 кГц. Я мав би заздалегідь завантажити подібне відео, вибачте. Ось посилання на нього:https://youtu.be/tgllx-tegwo

Оновлення

Незважаючи на те, що 594 має набагато більший ГБВ і більш жорсткий допуск 5В, ніж 494, вони все ще мають референтну конструкцію, яка використовує 20 кГц на відміну від 100 кГц для швидкості комутації. Це також дозволяє знизити значення C для керування f. Все інше здається ідентичним, так що ви можете змусити 494 працювати краще з деякими змінами.

Здається, у вашої конструкції є дивні терміни, можливо, від слабкого струму натискання на потяг або від напруги в мертвий час. Ваша конструкція драйвера push-pull має комбінацію f / 2 (підгармонічна) f зі слабким базовим струмом, що спричиняє певну нестабільність. Тому я б запропонував вам зменшити базові резистори до 330 Ом замість 10 К і використовувати 20 кГц однократним до Rc = 10x Rb, щоб загнати FET за допомогою дільника напруги або Зенера, якщо потрібно обмежити Vgs до 20V.

Ця комбінація дозволяє до 1% затримки та більш жорсткого регулювання від 0% до ШІМ до 99%. Але перевірте налаштування смертного періоду.

=================================

Магнітні компоненти можуть видавати чутний шум, оскільки вони містять багато фізично рухомих елементів, таких як котушки, ізоляційні стрічки та бобіни. Струм у котушках виробляє електромагнітні поля, які створюють відштовхуючі та / або привабливі сили між котушками. Це може створювати механічну вібрацію в котушках, феритових сердечниках або ізоляційних стрічках, а у вухах людини просто чути шум, коли частота комутації живлення знаходиться в діапазоні від 20 Гц до 20 КГц.

Можливі виправлення

• знижуйте флюсовий потік Bpp за допомогою вибору Imax / Imin та швидкості комутації
• не допускати зворотних потоків, якщо вони використовуються в режимі постійного струму зі струмом CM з мінімальним навантаженням = = 5%. (не ідеально)
• мінімізувати опір L, DCR, що спричиняє ступінчастий підйом перед поточним пандусом і ефективно додає пульсацію, таким чином, шум в контур управління. Обчисліть коефіцієнт L / R і порівняйте з C * коефіцієнтом ESR часу для низьких коефіцієнтів ESR і, таким чином, зменшіть постійні часу реактора.

Ферит має магнітні домени, які викликають гістерезис при поточному зворотному напрямку. Збуджуючи їх струмом, потім повернути 0 А стимулює деяку вібрацію, але чому?

Гіпотеза

Якщо субгармонічний f / 2 є нестабільним в результаті модульованої ширини імпульсу і змішується з основною частотою 100 кГц f, що використовується в нижній частоті циклу, може виникнути дикий звуковий перегрів перегріву 100 к - 50 к, що видає цей звук від 0 до 50 кГц.

• зміни у фільтрі зворотного зв’язку - фільтр із відставанням від свинцю може покращити це.

Оновлення №2

Оп випадково виявив, як зробити фазовий фільтр для підвищення стійкості https://m.imgur.com/nBEd18F , наступне вдосконалення - це фазовий “фільтр із запізненням” для оптимізації запасу стабільності. Він міг використовувати дві кришки та серію R замість 1 кришки. Один ковпачок на 10 разів більший із серією близько 1/10 використовуваного R, що контролює Vdc. Він має більший С та нижчий R, щоб зменшити діапазон напруги корекції імпульсного відведення, але не посилити пульсацію занадто сильно, ніж на 1/10 меншу шапку шунта в // із зворотним зв'язком R, який діє на ВПЧ для зменшення вмісту більш високої частоти в імпульсах для зменшення пульсації виходу. (Вибачте, жодної схеми пальцем на сенсорний екран)

• завершити оновлення

Коли струм зупиняється в індукторі, ми говоримо, що він працює в режимі безперебійного керування (DCM) і перемикач повинен бути відкритим у цей час, і подається невелике навантаження на струм. Комутатор представляє невелику ємність в серії з L, що створює паралельний високий імпеданс // резонанс 6 МГц на останній кривій, що розпадається, на <10us. Це зменшується завдяки стійкості шкіри та нижчій частоті через вміст шкіри та тіла. (? 100k // 200pF ??), коли радіатор торкається, але це не є проблемою для шуму.

Рішення для вирішення цієї проблеми - додавання негативного відгуку, як пояснено у цьому відео https://youtu.be/wNnOfF1NkxI?t=1584. По-перше, я додав конденсатор між висновком і зворотним зв'язком TL494, схоже, це вирішило проблему, але це не так добре, як додавання належного негативного відгуку. Я зробив кілька тестів, які підтверджують це: Спочатку я збільшую струм від 0A до 3A, а потім змінюю частоту генератора з ~ 170 кГц на ~ 20 кГц, а потім переходжу до "краху" (я думаю) TL494 ⇒ понад 300 кГц, а потім повернутися до ~ 170 кГц. Жовтий слід - напруга на конденсаторі генератора, Синій слід - струм, що проходить через індуктор. Індуктор зараз не тьмя, а шипить, це залежить від використовуваної серцевини, тому що коли я намагався з ЕІ, він був менш помітний (протягом ночі стрічка розслабилася і індуктор почав пискнути, тепер я експериментую з лаком для нігтів як спосіб склеїти серцевину і все-таки змогти її розірвати), Це випробування було виконано з фабрично склеєним ядром EE. Скріншот програми "спектроїд" робиться, коли вихідний струм знаходиться на рівні 3А, а внизу Ви можете бачити момент 20 кГц і вгорі 300 кГц.

Негативні відгуки + конденсатор https://youtu.be/S9KfA9NNXkE

Негативні відгуки https://youtu.be/h1AN7rQTDa4

Конденсатор https://youtu.be/7h7OzDj9q8Y

Нічого (початкова проблема) https://youtu.be/nVOfPynJRGE

Під негативним відгуком і конденсатором я маю на увазі:

Пізніше я перевірю, чи працює мій драйвер MOSFET push-pull зараз добре. Якщо є потреба, я можу зробити більш вдосконалений запис і показати частоту, генеровану індуктором, відповідну частоті генератора.