Witam,

Projektuję stabilizator impulsowy, który chciałbym wykorzystać w małym robocie.
Całość zasilana będzie z pakietów Li-Pol 7.4V bądź 11.1V, na wyjściu chcę otrzymać 5V.
Wstępnie zaprojektowałem schemat widoczny poniżej.



Zastanawiam się nas doborem dławika. Mianowicie, opierając się na datasheet dla konfiguracji STEP-DOWN ma on wartość 220uH, ale przy Vin 25V.
Korzystając z dostępnych kalkulatorów online okazuje się że powinienem zastosować dławik min. 52uH, czyli że 220uH niby też może być?

Miał ktoś styczność z tą przetwornicą, budował stabilizator w oparciu o nią?

datasheet:
https://www.sparkfun.com/datasheets/IC/MC34063A.pdf

kalkulator:
http://www.bobtech.ro/tutoriale/componente-electronice/43-calculator-online-mc34063a-mc34063-step-down-step-up-inverter
http://www.nomad.ee/micros/mc34063a/

Na schemacie masz 220mH powinno być uH

U mnie chodziła poprawnie przy małym obciążeniu z dławikami z zakresu 100-330 uH, sprawności nie mierzyłem- prąd był na poziomie miliamperów.

_________________
Klimatyzacja Przemyśl

Faktycznie, wkradł się mały błąd, tak czy inaczej chodziło mi o uH

Zasilać będzie tylko procka, czujniki i trochę innej drobnicy, myślę że 100-150mA max.

Jaką dałeś wartość rezystancji Rsc?

Rsc możesz obliczyć ze wzoru:
Gdzie:

Przy założeniu 150mA max Ipk wyniesie 300mA a więc Rsc 1om. Rsc ogranicza prąd klucza (Ipk), więc możesz dać mniejszy, ale pamiętaj o dławiku na odpowiedni prąd.
Kalkulator podał Ci najmniejszą wskazaną indukcyjność dławika dla zadanego prądu obciążenia. Będziesz miał przy niej duże tętnienia. Ja daję min. 220uH i 470uF kondensator wyjściowy. Możesz dać większy dławik ale na prąd minimum 300mA. Wszystko masz w dokumentacji od układu.

Acha przy prowadzeniu ścieżek od feedbacka omijaj z daleka nimi dławik, bo będziesz miał problemy. Ja bym dał większy kondensator Ct. 1n byłby ok. Będzie niższa częstotliwość, ale ja miałem problemy ze sprawnością tej przetwornicy przy mniejszym Ct.

Jeśli chcesz jej używać przy ADC to pamiętaj o dobrym filtrowaniu. Zastanowiłbym się nad dodatkowym filtrem LC na wyjściu tej przetwornicy. Jak wyżej pisałem wszystko masz w datasheet.

Złożyłem układ na płytce stykowej i jestem trochę zaskoczony działaniem. Otóż bez obciążenia na wyjściu jest 5V, wydawałoby się że cel osiągnięty. Jednak nie ma tak łatwo. Podłączyłem kilka elementów symulujących obciążenie w sumie ok 100mA i ku mojemu zdziwieniu napięcie spada nawet o 1V Kilkukrotnie sprawdzałem połączenia czy nie wkradł się jakiś błąd, wygląda że podłączyłem wszystko poprawnie.

Na wejściu dałem 470uF (według schematu C3) a na wyjściu 100uF (C4), próbowałem z dławikiem 100uH i 220uH, kondensator Ct 470pF, 4,7nF, 10nF, niestety nic nie pomaga.

Ma ktoś jakiś pomysł?

Oczywiście. Już było wspomniane, że powinieneś zwrócić uwagę na prowadzenie linii sprzężenia zwrotnego a ja dodam od siebie, że na wszystkie inne połączenia też. Niestety, w takich układach ważne jest wszytko: elementy - ich typ oraz ułożenie i właśnie połączenia. Wystarczy, że w złym miejscu podłączyłeś do masy kondensator CT, że użyłeś za słabego dławika, że brakuje lub jest kiepski kondensator wejściowy (bardzo ważny) lub marny wyjściowy (jeszcze ważniejszy). Jeżeli sam scalak ma masę podłączoną źle - też działać nie będzie. A już kompletną pomyłką jest robienie przetwornicy impulsowej na płytce stykowej. Tak więc po kolei:
- rysujesz prawdziwy schemat ideowy,
- podajesz dokładne typy użytych elementów,
- wrzucasz zdjęcie lub dokładny schemat montażowy całości,
a przede wszystkim wypinasz wszystko z płytki stykowej i lutujesz cyną nawet na kawałku tektury - jeśli nie masz płytki uniwersalnej.
Acha - jeśli w dodatku zmieniałeś CT w tak szerokich granicach (i pytałeś wcześniej o zakresy indukcyjności dławika), to jeszcze powinieneś samemu sobie odpowiedzieć szczerze na pytanie: "Czy rozumiem jak działa przetwornica step-down i skąd biorą się takie a nie inne wartości elementów?" I nie chodzi mi tu o podstawianie do wzorów.

Z przetwornicą zaczynam dopiero zabawę i chciałem się upewnić/dopytać kilku istotnych rzeczy.
Miałem świadomość, że może nie do końca działać poprawnie na stykówce, ale nie sądziłem, że aż do tego stopnia.
Co do zmiany Ct to zmieniałem w tak szerokim zakresie bo akurat tylko takie miałem i chciałem sam się przekonać jak bardzo zmiana wpłynie na pracę przetwornicy. Wiem że określa ona częstotliwość kluczowania przetwornicy.

Nie ma problemu, zaprojektuję, wytrawie płytkę i wtedy przetestuję jej działanie. Z uniwersalnych nie korzystam, jakoś nie przemawiają do mnie.

Zaprojektowałem coś takiego:

"Wiem że określa ona częstotliwość kluczowania przetwornicy"
To wydaje się oczywiste, ale:
- to tylko początek a nie koniec historii (więc to właściwie jest banał) i dużo ważniejsze są rzeczy, które ze zmiany częstotliwości wynikają,
- akurat 34063 nie jest przetwornicą PWM i ma regulację histeretyczną, więc zamiast częstotliwości generatora należy rozpatrywać raczej czasy t_on i t_off.

Spróbuj wniknąć w zasadę jej działania a na wiele pytań sam sobie zaczniesz odpowiadać.

Naprawdę nie musisz robić do tego płytki drukowanej, żeby zaczęło dobrze działać. Płytki uniwersalne nie gryzą a montowane z głową pozwalają szybko i dobrze uruchomić prototyp układu.

Szkoda, że nie zapodałeś obecnego stanu (zdjęcie plus schematy). Być może dałoby się kilkoma prostymi ruchami coś poprawić a nawet zapobiec błędom, które możesz popełnić robiąc druk. Przetwornice impulsowe to takie paskudne bloki w których trzeba widzieć (oczami wyobraźni) przepływy prądu i umieć oszacować (choćby w głowie) spadki napięć na pasożytniczych rezystancjach np. ścieżek, sprzężenia pojemnościowe i główne źródła zakłóceń. Po dwudziestym projekcie systemu zasilania będziesz to robił z zamkniętymi oczami

"..chciałem się upewnić/dopytać kilku istotnych rzeczy"
To pytaj.

Mógłby ktoś zerknąć na projekt płytki?
Dławik nie jest za blisko\daleko od czegoś?
Pod dławikiem może przebiegać masa czy jest to niedopuszczalne?

Pod dławikiem może przebiegać masa. Nie ma z tym problemu. Dioda skotky i dławik powinny być jak najbliżej układu. Ta płytka powinna działać tu nie ma aż tak dużej częstotliwości. Zbuduj sprawdź, pomierz napięcie i prąd pobiarany na wejściu i napięcie i prąd oddawany do obciążenia. Policz sprawność, a później zmień Ct na 1n i policz sprawność z nim. Ze względu na długie ścieżki powinno być lepiej przy większym Ct.

Spróbuj przegrupować elementy tak, by masa była położona centralnie a nie obchodziła płytkę dookoła. Masy na złączach we-wy mogą być przecież obok siebie a do dużego placka na środku możesz podłączyć całą resztę.

No i wciąż nie opisałeś elementów. Co to za dławik? Wydaje się mały na taką indukcyjność i prąd. Przyczyna niedziałania może leżeć właśnie w jego małej dobroci lub zbyt małym prądzie nasycenia.

Takie rozmieszczenie elementów na płytce prototypowej jest celowe, ponieważ mam podobnie rozmieszczone elementy w głównym projekcie.

Na wejściu będzie kondensator 470uF/25V, wartość rezystancji Rsc mogę zmieniać od 0.33ohm wzwyż. Kondensator Ct w rzeczywistości jest naprawdę blisko, sprzężenie zwrotne jak najdalej od dławika, dławik i dioda możliwie jak najbliżej przetwornicy. Nie spakuje bardziej tego bo będzie ciężko później z montażem. Na wyjściu będą kondensatorki 100uF/25V, dodatkowo jest miejsce na mniejszy, myślę 10uF/25V i 100nF.

Jeśli chodzi o dławiki to mają jeszcze spory zapas:
- 100uH, prąd: 0,75A, rezystancja: 0,25R
- 220uH, 0.5A, 0.6R


W głównym projekcie wykorzystam nieco inny:
- Typ: drutowy SMD
- Indukcyjność: 220uH
- Prąd pracy: 1,45A
- Rezystancja: 0,338R
- ekranowany
- wymiary 12x12x7mm

Tak, dławiki wydają się OK, przynajmniej do poborów prądu jaki przewidziałeś. Ten drugi jest bardzo fajny, bardzo lubię tę serię. W tym świetle jedynym sensownym wytłumaczeniem problemów są dodatkowe rezystancje i niepewne kontakty, czyli efekt płytki stykowej.

Czy mi się wydaje, czy w głównym projekcie pin 7 jest niepodłączony?

W takiej przetwornicy nie tyle chodzi o upychanie do granic możliwości montażu, ile o rozmieszczanie zgodnie z regułami. Narysuj sobie na schemacie drogi przepływu prądu. Podczas T_on (tj. załączenia klucza) prąd płynie od kondensatora wejściowego przez klucz w 34063, dalej przed dławik do kondensatora wyjściowego (i obciążenia) i wraca masą między kondensatorami. To jest jedna pętla. Druga to droga podczas T_off czyli wyłączenia klucza: od kondensatora wyjściowego przez obciążenie, masą do diody, potem przez dławik do kondensatora wyjściowego.
A teraz popatrz na swój projekt PCB (ten drugi) i powiedz, czy sensowne jest umieszczenie diody w tym miejscu. Gdybyś ją dał między dławikiem a kondensatorem wyjściowym druga pętla byłaby dużo mniejsza. To potencjalna antena i niepotrzebna rezystancja. Dlatego pisałem, że podczas kładzenia elementów trzeba mieć w głowie model działania i tak dobierać rozmieszczenie, by główne pętle minimalizować zarówno pod względem długości obwodu jak i pola powierzchni.
To nie jest przetwornica pracująca na 1MHz więc nie jest to aż tak bardzo krytyczne, ale warto o tym pamiętać i przyzwyczajać się do pewnego sposobu myślenia, zupełnie innego niż przy stabilizatorach liniowych.