আমার সাধারণ বুস্ট কনভার্টারটি কেন আমাকে এত উচ্চ পিক আউটপুট ভোল্টেজ দিচ্ছে?


14

আমি এলটিএসপাইসে সিমুলেশনের মাধ্যমে সুইচ-মোড পাওয়ার সাপ্লাই ফান্ডামেন্টালগুলি বোঝার চেষ্টা করছি।

আমি প্রায়শই পাঠ্যপুস্তকগুলিতে প্রদত্ত একটি শিক্ষণ মডেল অনুসরণ করে একটি উদ্দীপক সহজ বুস্ট কনভার্টার সার্কিট তৈরি করতে চেয়েছিলাম, তবে আমি প্রত্যাশা মতো এই জিনিসটি আচরণ করতে পারি না কারণ সম্ভবত অনুশীলনে জিনিসগুলি খুব আলাদা :)

এখানে এলটিএসপাইস থেকে রফতানি করা স্কিম্যাটিক ডায়াগ্রাম রয়েছে (নোট করুন যে এটি আইএসও চিহ্ন ব্যবহার করে; ডানের অংশটি একটি প্রতিরোধক):

এখানে চিত্র বর্ণনা লিখুন

সরবরাহের ভোল্টেজটি 5V এবং আমি 1A এর লোড কারেন্ট বা 12W এর আউটপুট পাওয়ারের সাথে এটি 12 ভি-তে বাড়ানোর চেষ্টা করছি। আমি 20kHz এর স্যুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি নির্বাচন করেছি। আমার গণিতে, এটি করার জন্য আমার 0.583 ডিউটি ​​চক্রের প্রয়োজন, তাই সময়মতো 29.15 µ এস হওয়া উচিত। 0.90 এর দক্ষতা ধরে নেওয়া, ইনপুট শক্তি 13.34W এবং ইনপুট বর্তমান 2.67A হবে।

অনুমানগুলি যা আমাকে সমস্যার মধ্যে ফেলতে পারে:

  • এই দক্ষতার সাথে ডিজাইনের পক্ষে দক্ষতা সম্পূর্ণ অবাস্তব এবং আমার ইনপুট বর্তমানটি আমার প্রত্যাশার চেয়ে অনেক বেশি।
  • প্রাথমিকভাবে আমি রিপল সম্পর্কে তেমন যত্ন নিই না তাই আমি এন্ডাক্টর এবং ক্যাপাসিটরটি এলোমেলোভাবে বেছে নিয়েছি।
  • সম্ভবত স্যুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি খুব ছোট ছিল।

আমি 10 মিমি (গ্রাফিকের মধ্যে দৃশ্যমান হওয়া উচিত) সময় দিয়ে সিমুলেশনটি চালিয়েছি।

আমি যা দেখতে প্রত্যাশা করেছি তা হ'ল 5 ভি এর ভোল্টেজ, সম্ভবত সামান্য লহর দিয়ে, পয়েন্ট 2 এ (সূচক এবং এনএমওএসের মধ্যে) এবং 3 পয়েন্টের রিপলযুক্ত 12 ভোল্টেজ (ডায়োড এবং ক্যাপাসিটারের মধ্যে) is

পরিবর্তে, যা আসে তা দেখতে পুরো বিশৃঙ্খলার মতো দেখা যায় - আমি ২৩ ভি এর একটি শিখর ভোল্টেজ পাই যা পয়েন্ট 2 এ 11.5V এর চারপাশে এবং কেবলমাত্র 22.5V এর সামান্য নিম্ন শিখরের ভোল্টেজ যা 3 পয়েন্টে 17V এর আশেপাশে অবস্থিত:

20kHz

আমার স্যুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি খুব কম হতে পারে এমন অভিযোগে, আমি এটিকে 200kHz (T = 5µs, Ton = 2.915µs) এ বাড়ানোর চেষ্টা করেছি এবং এখন আমি যা খুঁজছিলাম তার মতো আরও কিছু পাই যা 12.8V এর শিখরের ভোল্টেজ is পয়েন্ট 2 (যেটি এবং 0 ভি এর মাঝে দোদুল্যমান) এবং 3 পয়েন্টে 12 ভি এর একটি শিখর (প্রায় 11.8V দোলনা):

200kHz

ভোল্টেজের মধ্যে উল্লেখযোগ্য লহর ছিল। আমি ইন্ডাক্টরের আকার 100µH বাড়ানোর চেষ্টা করেছি তবে এটি যেটিকে প্রভাবিত করেছিল বলে মনে হয়েছিল তা হ'ল স্টার্টআপ দোলন। সুতরাং আমি ক্যাপাসিট্যান্সটি 10µF এ বাড়িয়েছি এবং এটি কাজ করে বলে মনে হয়েছিল, 3 পয়েন্টের ভোল্টেজ দোলনটি আরও ছোট। উপরের চিত্রটি 10µF ক্যাপাসিটার সহ ফলাফল।

আমার প্রশ্নগুলি হ'ল:

  • আমার আসল মডেলটিতে কী ভুল?
  • 20kHz একটি সম্পূর্ণ অবাস্তব স্যুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি (এটি কি অদ্ভুত বলে মনে হয়)?
  • আমি যদি 20kHz স্যুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি চাইতাম, তবে প্রত্যাশার মতো সার্কিটের কাজটি করার জন্য আমার কী পরিবর্তন করতে হবে? অনেক বড় ইন্ডাক্টর?
  • যখন সার্কিটটি স্থিতিশীল অবস্থায় পৌঁছেছে তখন কি ইনপুট সাইডের ভোল্টেজের আউটপুট দিকের ভোল্টেজের সাথে সমান হওয়া স্বাভাবিক?
  • ক্যাপাসিটার আকার করতে আমার কোন সমীকরণ ব্যবহার করা উচিত?

1
ডালের মতো শব্দগুলি কম ফ্রিকোয়েন্সিটিতে সূচককে স্যাচুরেট করছে।
ইগনাসিও ওয়াজকেজ-আব্রামগুলি

1
একজন (আদর্শ) সূচক কি স্পাইসে স্যাচুরেটেড হতে পারে?
জিপ্পি

1
নাঃ। এটি পরিপূর্ণ করতে পারে না।
অ্যাডাম লরেন্স

1
কেবলমাত্র একটি দ্রুত মন্তব্য: আপনি যদি কেবল সাধারণ আচরণে আগ্রহী হন তবে NMOS (.model sw sw (ron = 10m vt = 0.5) এর পরিবর্তে SW এবং ডি। ডিড (vfwd = স্কিমেটিকটিতে 0.2 রন = 50 মি) কার্ড যুক্ত করা হয়েছে। "রিয়েল-লাইফ" উপাদানগুলি ব্যবহারের জন্য আরও বেশি ম্যাট্রিক্স গণনা এবং সম্ভবত অতিরিক্ত স্নোবার প্রয়োজন A কয়েকটি সেন্ট, এগুলি সবই
ভ্লাদ

1
@ জিপ্পি আপনি ফ্লাক্স = <x * মান> বা এর জন্য চ্যান মডেল সহ আচরণগত মডেলটি ব্যবহার করতে পারেন। (এলটিস্পাইস)
ভ্লাদ

উত্তর:


22

এখানে চিত্র বর্ণনা লিখুন

আপনার উত্সাহ বিচ্ছিন্ন পরিবাহিতা মোড বা ডিসিএম (ইন্ডাক্টর বর্তমান প্রতিটি স্যুইচিং চক্রের শূন্যে যায়) এ পরিচালনা করছে। শুল্কচক্র বোঝাটির পাশাপাশি কার্যচক্রও একটি ক্রিয়ায় পরিণত হয়। যদি আপনি বোঝা, সূচক মান বা স্যুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি বৃদ্ধি করেন তবে আপনি এমন একটি জায়গায় পৌঁছে যাবেন যেখানে আপনি নিজের নিয়ন্ত্রণটি যেখানে আশা করবেন তা দেখতে পাবেন - এটিকে সিসিএম, বা অবিচ্ছিন্ন পরিবাহ মোড বলে। সূচক বর্তমান শূন্যে পড়ে না, তবে অবিচ্ছিন্নভাবে প্রবাহিত হয়। আপনার দায়িত্ব চক্র সূত্রটি এখানে বৈধ হবে will

20 কেএইচজেড একটি বুস্ট কনভার্টারের জন্য খুব ধীর। 14 এ পিক ইন্ডাক্টর কারেন্টটিও অবাস্তব। বেশিরভাগ পিএফসি বুস্ট রূপান্তরকারী 70 থেকে 100 কেএইচজেডে পরিচালনা করে। নিম্ন ফ্রিকোয়েন্সি রূপান্তরকারীদের সাধারণত বৃহত্তর সূচকগুলির প্রয়োজন। আপনি যদি 20kHz এ সিসিএম অর্জন করতে চান তবে আপনার আরও অনেক বড় বুস্ট ইন্ডাক্ট্যান্স মান প্রয়োজন। আপনার সিমুলেশনটিতে 470uH চেষ্টা করুন এবং আপনি ভোল্টেজটি 12 ভি এর কাছাকাছি দেখতে পাবেন। (আপনার যদি আপনার মডেলটিতে একটি নিয়ামক থাকে তবে সিসিএম বা ডিসিএম অপারেশন নির্বিশেষে 12V অর্জন করার জন্য এটি স্বয়ংক্রিয়ভাবে ডিউটি ​​চক্রটি সামঞ্জস্য করবে)।

আপনার কনভার্টরটি এত বেশি DCM তে ভারী হওয়ার কারণে, স্যুইচিং নোড ভোল্টেজ আউটপুট ভোল্টেজের সাথে সাদৃশ্যপূর্ণ। আপনি যদি সিসিএমের কাছাকাছি যান তবে আপনি একটি পরিষ্কার ছবি দেখতে পাবেন।

এই সিমুলেশনটির জন্য, ক্যাপাসিটারটি এমন আকারযুক্ত যে স্যুইচ অন-টাইম ভোল্টেজ স্যাগ (লোড দ্বারা সৃষ্ট) অত্যধিক নয়। বাস্তব জীবনে, অন্যান্য প্যারামিটারগুলি রয়েছে (সামগ্রিক লুপের স্থায়িত্ব, রিপল বর্তমান এবং জীবন রেটিং) যা আপনাকে অবশ্যই বিবেচনা করতে হবে যথাযথ মোসফেট পছন্দ, বিপরীত পুনরুদ্ধার এবং বুস্ট ডায়োডের কোমলতা ...


1
+1 - সুন্দর উত্তর। আমি আউটপুট ক্যাপ 47uF বা তারও বেশি বাড়িয়ে দেব।
অলি গ্লেজার

8

আপনি যে উপাদানগুলির মান নির্বাচন করেছেন তা সহ এটি 200kHz ফ্রিকোয়েন্সি সহ চালানোর পক্ষে আরও উপযুক্ত। এমনকি 200kHz এও দেখতে পেলাম যে আরও উপযুক্ত আউটপুট ক্যাপাসিটারটি 33 বা 47uF এর মতো হতে পারে।

যদি আপনি কোনও নির্দিষ্ট সমতুল্য প্রতিরোধের নির্দিষ্ট মডেল ব্যবহার করে থাকেন তবে আমি আপনাকে পরামর্শ দিচ্ছি যে আপনি এলটিস্পাইস লাইব্রেরি থেকে যেমন কোয়েলট্রনিক্স সিটিএক্স 10-৩ এর বাস্তবসম্মত সূচকগুলি ব্যবহার করে দেখুন। এর একটিতে 0.028 ওহমের ডিসিআর রয়েছে। এটি স্টার্টআপ কারেন্টের প্রাথমিক বৃদ্ধিকে হ্রাস করতে সহায়তা করবে।

এছাড়াও নোট করুন যে একটি বাস্তব স্যুইচিং ভিআর নিয়ন্ত্রণকারী সহ একটি বাস্তব নকশায় একটি নরম শুরু বৈশিষ্ট্য থাকবে যা ধীরে ধীরে বিশাল প্রাথমিক উত্সাহ ছাড়াই PWM শুল্ক চক্রটিকে তার অপারেটিং স্তরে নিয়ে আসে up এছাড়াও একটি নিয়ামক একটি বিভাজকের মাধ্যমে আউটপুট ভোল্টেজ নিরীক্ষণ করবে এবং PWM শুল্ক চক্রকে নিয়মিতভাবে আউটপুট ভোল্টেজকে নিয়মিত করার জন্য এটি একটি রেফারেন্সের সাথে তুলনা করবে।


7

এলটিস্পাইসে এই সার্কিট নিয়ে আমারও সমস্যা ছিল। আমি মনে করি না যে আমার সমস্যাটি ঠিক আপনার মত একই ছিল তবে "ltspice boost রূপান্তরকারী" অনুসন্ধান করার সময় এটিই একমাত্র শালীন ফলাফল so সুতরাং আমি আমার উত্তরটি এখানে রেখে দেব।

আমি যে কাজগুলি ভুল করেছি তা এখানে:

  1. আমি জেনেরিক "এনমোস" মডেলটি ব্যবহার করেছি। এটি কাজ করে না। কেন জানি না তবে মনে হচ্ছে এটি এমন একটি খুব উচ্চ প্রতিরোধের আছে যা এমনকি অন স্টেটে অদ্ভুত। যাইহোক, এটি ঠিক করার উপায়টি হল জেনেরিক এনমোস স্থাপন করা, তারপরে ডান ক্লিক করুন এবং "নতুন ট্রানজিস্টর চয়ন করুন" ক্লিক করুন, তারপরে তালিকা থেকে একটি চয়ন করুন, যেমন আইআরএফপি 4667।

  2. আমার ফিল্টারিং ক্যাপাসিটারটি বেশ বড় ছিল। এর অর্থ আউটপুট ভোল্টেজ স্থির হতে কয়েক সেকেন্ডের ক্রম গ্রহণ করে (বাস্তব জীবনে সূক্ষ্ম, তবে একটি অনুকরণে বিরক্তিকর)।

এখানে আমার চূড়ান্ত সার্কিট:

রূপান্তরকারী সার্কিট বুস্ট

বিশদ (সম্ভবত সমালোচনা নয়):

  • আমি 5 ভি ভোল্টেজ উত্সটি 1 ওএম এর সিরিজ প্রতিরোধ দিয়েছি।
  • ইন্ডাক্টরের 6 টি ওহমের সিরিজ প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে।
  • পালস ট্রেনের প্যারামিটারগুলি হ'ল টন = 8us, টফ = 2us (টি = 10াস; 100 কেএইচজেড)।

যদি কেউ জানেন যে কেন স্ট্যান্ডার্ড এনমোস মডেলটি কাজ করে না আমাকে জানান!


0

আপনি বলেছিলেন, "আমি একটি উদ্দীপক সহজ বুস্ট রূপান্তরকারী সার্কিট তৈরি করতে চেয়েছিলাম"। আমি একই জিনিসটি করতে চেয়েছিলাম, এবং এলটিএসপাইসে অনেকগুলি জুল থিফ তৈরি করেছি এবং আমি এটি একই বিভাগে রেখেছি - জোল চোর সত্যিকার অর্থে একটি শখকারী সার্কিট হিসাবে ছদ্মবেশী একটি স্ব-অনুকূলতা বাড়ানো রূপান্তরকারী, তবে আমি শিখেছি একটি জোল চোর প্যারামিটার থেকে পদক্ষেপ গ্রহণ থেকে রূপান্তরকারীদের সম্পর্কে অনেক। এবং এটি স্ব-অনুকূলকরণের কারণে এটি প্রায় সর্বদা কিছু না কিছু করে এবং আপনাকে সার্কিটের প্রতিটি দিক কীভাবে জিনিসগুলিকে প্রভাবিত করে তা অনুভব করে। আপনার সাথে গণ্ডগোল করার জন্য এখানে একটি জোল চোর:

এখানে চিত্র বর্ণনা লিখুন

সুতরাং, এটি এক উপায়। কিন্তু ...

যদি আপনি এলটিএসপাইসে জোল চোর পরীক্ষাগুলি কোনও রেসিপি-মতো পদ্ধতির সাথে সংযুক্ত করতে চান তবে ওএন সেমি থেকে এই এমসি 34063 এ জাতীয় 34063 ডেটাশিটের কয়েকটি সন্ধান করুন । একটি টেবিল রয়েছে যা বুস্ট রূপান্তরকারী, বাক রূপান্তরকারী এবং ইনভার্টেড বুস্ট কনভার্টারের জন্য সূত্রীয় রেসিপিগুলি দেয়।


এখানে বুস্ট কনভার্টারের জন্য স্কিম্যাটিক রয়েছে:


MC34063 বুস্ট রূপান্তরকারী স্কিম্যাটিক


এবং নীচে থেকে নীচে থেকে ধাপে ধাপে অনুসরণ করা সূত্রীয় টেবিলটি এখানে:


MC34063 রেসিপি টেবিলটি তিনটি টোপোলজিজ, বুস্ট, বক এবং ইনভার্টেড-বুস্টের জন্য উপাদানগুলি বেছে নেওয়ার জন্য।


আপনি যদি এই দুটি দিকের সাথে বিকল্প খেলেন তবে আমি বিশ্বাস করি যে আপনি যে কিছু অন্তর্দৃষ্টি পেতে চান তার কিছু "নিজেকে শেখাতে" পারেন।

আমি এলটিস্পাইস লাইব্রেরিতে একটি এমসি 34063 খুঁজে পাইনি, তবে আপনি টেবিল থেকে অনুশীলনটি নিয়ে যেতে পারেন এবং তারপরে এলটিস্পাইস লাইব্রেরি থেকে একটি জোল চোর বা কোনও বুস্ট রূপান্তরকারী চিপটি টেনে আনতে পারেন এবং প্রদত্ত দৃশ্যাবলী আপনাকে যে উপাদানগুলি দিয়েছেন সেগুলি প্লাগ করতে পারেন, এবং এটি আপনি যা চান তার কাছাকাছি হওয়া উচিত এবং তারপরে আপনি এটি টুইট করতে পারেন। আছে HTH।

আমাদের সাইট ব্যবহার করে, আপনি স্বীকার করেছেন যে আপনি আমাদের কুকি নীতি এবং গোপনীয়তা নীতিটি পড়েছেন এবং বুঝতে পেরেছেন ।
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.