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Sinal estranho com driver discreto para Mosfet


MatheusLPS

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Pessoal, estou tentando fazer, afim de aprendizado, um conversor buck simples.

 

Como estou utilizando um mosfet canal N, tive que pesquisar sobre algum driver para o gate dele.

 

Achei isso:

 

th_BootstrappedMosfet.png

 

Aqui: http://www.avrfreaks.net/index.php?name=PNphpBB2&file=viewtopic&t=128346&view=previous

 

É um driver de bootstrapping.

 

Mas veja o sinal em azul abaixo (5khz na entrada):

 

KxWkji1.png

 

Isso seria normal?

 

Falou

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@aphawk, valeu d+ esse link. Tem bastante coisa nele.

 

@mroberto98, o PIC é usado para gerar a onda de 15Khz, troquei 5Khz por 15khz. Acho mais fácil usar um PIC para oscilar do que um 555. Mas fácil de alterar frequencia e tal.

 

Mais para frente ele irá ler a saída e controlar o duty cicle para manter a saída estável.

 

Fiz umas alterações pequenas no circuito. Veja que no esquema, uso um indutor de 220uH. Mas na prática, peguei um qualquer com núcleo de ferrite em uma fonte velha.

 

Os diodes é a mesma coisa. Pequei de fonte velha. Eles tem encapsulamento TO220 e tem 3 pernas. São dois diodos dentro de uma cápsula.

 

O problema que na simulação consigo até 10V na saída para uma entrada de 12V. Na prática, não passa de 7.7V na saída.

 

d5kq4tX.png

 

Falou

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Teoricamente você conseguiria ate os 12V na saida mantendo o transistor saturado...

1°, as larguras dos pulsos conserteza não estão bem calculadas para esse valor de indutância..

2° manter o transistor 100% saturado implica no driver porque ele é bootstrap...

Fazer esses tipos de fontes, flyback, ou step down, controlado por ci é um pepino! A step down nem tanto mas flybacks é pepino controlar as larguras por ci... A melhor maneira é puxar uma realimentação do indutor atraves de uma bobina auxiliar enrrolada no mesmo núcleo, ela te da o tempo exato em que o transistor ja pode ser saturado e o quanto tempo ele pode ficar saturado conforme os valores da indutância...

Nem é seu caso ja que se trata de uma step down, mas você tem que calcular o valor da indutancia certo para você ter a potencia que você quer na saida... Valor errado, a realimentação resolve mas as larguras dos pulsos não ficam linear.

Mas não é os maiores problemas...

se na saida so tem 7v, ou a carga ta muito pesada ou os tempos do chaveamento estão errado...

mas por curiosidade, um pic não seria meio caro nao?

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@mroberto98

 

Tenho uns 10 PICs aqui comigo. Sempre brinquei com eles. O circuito fica mais enxuto usando os mesmos. Custam em média 15 reais dependendo do modelo. 

 

Pois é, terei que ver a cara das ondas em um osciloscópio. A princípio consigo variar a saída entre 0V e 7.8V. Não passa disso.

 

Estou usando um resistor de 28 ohms como carga.

 

Pelo menos, o básico está funcionando.

 

Falou

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Com um integrado UC3845 o circuito também ficaria enxuto, mas com diferença que ele é muito mais eficiente para isso do que o PIC.

Além do mais custa 3 rais, Já vem pronto para usar, fácil de mudar a freqüência, resposta muitas vezes mais rápida devido ao fato dele ser analógico etc... 


Fazer esses tipos de fontes, flyback, ou step down, controlado por ci é um pepino! A step down nem tanto mas flybacks é pepino controlar as larguras por ci... A melhor maneira é puxar uma realimentação do indutor atraves de uma bobina auxiliar enrrolada no mesmo núcleo, ela te da o tempo exato em que o transistor ja pode ser saturado e o quanto tempo ele pode ficar saturado conforme os valores da indutância..

 

Eu não concordo.

Cis como o que eu citei foram criados justamente para facilitar o projeto.

O problema está justamente nestas auto-oscilantes.

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@MatheusLPS,

 

Acho que voce está desmoralizando muito os Pics kkkkkk ..... tudo bem que dá para fazer, e como aprendizado eu acho até muito legal, pois vai aparecer um montão de coisa prá tentar entender o porque na simulação funciona e na prática fica diferente, e também envolve problemas de impedância para fazer a excitação correta ( prá isso a IRF fez aqueles montes de IRF2XXX ... ) , dá uma olhada nos problemas de impedância , carga capacitiva do Mos-Fet, que isso é onde as coisas costumam complicar, ok ?

 

Mas eu iria pelo caminho do Albert....

 

Paulo

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As auto oscilantes são bem mais eficientes que com um ci, basta olhar as ondas das duas, que a com ci tem tempo morto, a auto oscilante nunca tem tempo morto independente da tensão que você liga ela...

Isso porque a auto oscilante funciona exatamente na base do que o indutor precisa, o ci tem oscilador proprio dedicado, ele nem tem como saber como anda a situaçao no indutor se ja descarregou... Se ja é hora de carregar... então o circuito deve ser calculado para uma grande faixa e ainda o indutor deve ser bem calculado, na auto oscilante se você errar no valor do indutor não tem problema que funciona do mesmo jeito hehehhe...

O rendimento que falo é que o ci perde tempo com o tempo morto, que esse poderia ser usado para entregar mais potencia na saida, ai com o ci o tempo fica mal distribuido e a corrente de pico fica maior, tendo que usar mosfet bem mais fortes...

Um exemplo, se você faz uma fonte flyback para uma faixa de 100 a 300vdc, e ligar em 100vdc com carga max, em 100vdc quase não vai ter tempo morto, mas se ligar em 300vdc vai ter tempo morto de 3/10 do periodo para a mesmo carga na saida max que o circuito suporta... Isso é porque o circuito tem oscilador dedicado, a auto oscilante nem tem oscilador, não tem frequencia fixa, por isso nunca tem tempo morto, pois ai aproveita mais o periodo, mas também é claro que com realimentação e sem carga a auto oscilante tem que parar... Ela simplesmente para de oscilar...

O ci é pra facilitar mesmo, normalmente o fabricante ate da o circuito completo feito, como a ST e a NXP faz!

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@aphawk

uhauhauhaauha, então, fiz umas modificações. Troquei o TIP122 que é lento pra caramba. Encontrei aqui um 2N3904 igual do circuito original.

Troquei o MOSFET IRFP460 que tem uma resistencia On de 0.27ohm por um CEP51A3: http://pdf1.alldatasheet.net/datasheet-pdf/view/176714/CET/CEP51A3.html

Ele possui resistência de 0.016 omhs.

Ajudou um pouco. Consigo agora uma saída entre 0V e 9.3V. Semana que vem vou dar uma olhada nas formas de onda com a ajuda de um osciloscópio.

Ahhhhh, encontrei jogado aqui um IR2184.... Pena que está com todas as pernas dobradas para dentro. Verei se consigo ressuscitar e usar ele como driver.

Falou

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@MatheusLPS,

Legal, agora pelo me os está bem perto da teoria.

Eu parei de me preocupar com isso de conversor boost... Comprei isto aqui no Ebay, e realmente funcionam muito bem :

http://www.ebay.com/itm/10PCS-DC-DC-Adjustable-Stepup-boost-Power-Converter-Module-XL6009-Replace-LM2577-/400594063256?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item5d45444f98

Paulo

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@aphawk, Ahhh sim, já vi até review dessa fonte. Realmente é muito barata.O review é de uma bem semelhante:

 

http://www.youtube.com/watch?v=6LTxJWsn1HQ

 

A propósito, o canal desse cara é muito bom. Ele faz umas experiências bem interessantes.

 

Para desenvolver um buck para uso, é muito complicado. Mas eu precisava de algum projeto mais difícil para passar o tempo. É tão barato encontrar um pronto u=que não vale a pena quebrar a cabeça com isso.

 

Falou

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Se não conseguir o irf, faça um driver com transistor mesmo, mas diferente desse ai.. Os resistores estão mal calculados, qual é a corrente max da saida do pic? Nunca use darlington pra isso, use dois separados, o 2n... Não é darlington, se você so usar um vai ser lento pra ser polarizado, por isso a tensão da saida aumentou um pouco... Se o pwm esta em 50% fixo, tirando carga deve se conseguir 12V na saida. Conforme você vai pondo carga a tensão vai caindo mesmo!

Mas isso não é problema no driver, o problema esta no pwm.

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@mroberto98,

 

Não esquecí do seu amplificador viu !!!!!!!

 

hehehhe um abraço !

 

Paulo

:D

Paulo to fazendo um sistema de 2000Watts rms com aquele amplificador que projetei que vai de 0Hz(amplifica desde continua) limitado a uns 423khz(frequencia de corte) hehehehe

Vai demorar um pouco, pois to fazendo ainda uma fonte full bridge de 3kW pra alimentar tudo isso... Vai levar um tempinho só pra fonte.. Depois mais um tempinho pra eu fazer o amp (bem menos q a fonte) alias o que vai demorar mesmo é a fonte pois é bem mais gtande e complexa o circuito, (Imagina fazer uma fonte de 3kW full bridge com PFC ativo, isso tudo discreto?? Hehehhhe vai demorar um pouquinho.. :D ja deu umas 8hrs só projetando e calculando essa fonte, to quase 1mes mas ate agr so deu isso de hrs porque nem tempo tenho rsrsr ja to mais ou menos na metade do projeto... E agr to de mudança ai embaça todo...

Bom mas que vai sair isso pode ter certeza heheh.. Logo quabdo eu fazer 1 amp te aviso hhehe(sao 4 amplificadores desse, dois de 500Wrms, e mais dois só que em bridge para os graves, esse e mono central e os outros dois é estereo, um pra cada canal.. )

Hehehehe ainda faço você se surprenter Paulo :D kkkkkk

Abraços!

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@mroberto98,

Caramba , realmente você é uma fonte de surpresas kkkkkkk

Eu tenho aqui uma fonte de 2Kw, que comprei na China, realmente é um circuito complexo. E olha, deve ter uns 10 CI's fora um monte de transistores pequenos e uns 10 MosFet grandes pacas...

Chegou a caixa para fazer o meu também, mas vou ter de fazer um montão de furo, e fazer o desenho do painel frontal para levar a uma ferramentaria para fazerem os cortes. Também vai longe isso pelo jeito.....

Paulo

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você esta fazendo com caixa de madeira ou de ferro?

Pois é... Ainda mais que estou de mudança, e vou ficar sem pc, sem minhas coisas por uns 2 meses...

Estou me mudando de são paulo e indo pro Paraná hehehe, mas minhas coisas vão tudo pra la ainda nesse mes, só que ainda vou ficar na casa de parentes por aqui ainda por mais uns 2 meses pra resolver umas coisas...

o amp é ate fácil, mas tenho que fazer a fonte primeiro, se tudo der certo ai faço ele...

Caramba 10ci????? A minha é discreta (usei 2 operacionais no controlador da fonte, o resto e tudo transistor... E por incrivel que pareça não ficou estão grande.. Tem o oscilador, o circuito que controla o pwm, qual par de transistor vai ser acionada (é full bridge) e o driver q é simples também e os chaveadores... Nem ficou estão grande... Só que ainda tem o circuito de controle do pfc que nem fiz ainda, o pfc é um chaveador e um indutor apenas, então o circuito vai ser mais simples até, não tanto porque o controlador deve garantir que a corrente esteja em fase com a tensão da rede e ao mesmo tempo realimentando com a variação de consumo... Mas não acho que ficara estão grande assim... Depois também tenho q fazer o circuito flybsck que vai alimentar o cooler, os circuitos de controles e mais umas coisinhas, mas esse é auto oscilante e de baixa potência...

Circuitos de proteçao de temperatura e curto na saida.. (o circuito da temperatura que vai controlar o cooler)...

Bom no geral é isso...

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Ok! Uma perguntinha, sua fonte é chaveada em quantos hz? Ela causa ruido no amplificador? Digo 2 tipos de ruido, ruido por causa do ripple(esse eu sei que bem filtrada e um bom amp não causa) mas e pelo ruido irradiado pelo ar? Da esse pepino ai?

Hehehe to preocupado com minha fonte, ainda mais o amp que vai ate uns 400khz.. :D e ainda 3kw na fonte...

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