Estou com um problema no meu conversor de buck caseiro. Ele é baseado em um chip de controle TL494 com meu driver MOSFET discreto. O problema é que meu indutor chia e lamenta, quando a corrente de saída excede um determinado valor.
Como indutor, usei primeiro um estrangulamento toroidal comum de uma antiga ATX PSU (cor amarela com uma face branca). No entanto, notei que estava realmente ficando quente, e isso não foi a perda no meu fio de cobre, era o núcleo que não era adequado para a aplicação de comutação, mas para fins de filtragem. Então desmontei um pequeno transformador de ferrite, enrolei meu próprio indutor nele, mas ele estava rangendo novamente.
Então eu pensei que poderia ser devido ao fato de os núcleos não estarem idealmente colados, então decidi fazer isso em um transformador maior (provavelmente EPCOS E 30/15/7 com parte central redonda, mas infelizmente não tenho idéia sobre o material usado neste núcleo e se estiver com folga ou não), mas desta vez com enrolamentos cuidadosamente removidos sem desmontar o núcleo.
O resultado foi aceitável (meu gerador de sinal ainda não chegou, por isso não posso medir com precisão a indutância, mas está na região de 10uH, 6 voltas (de alguns fios para reduzir o efeito da pele)). Ele ainda está rangendo, mas apenas em voltagens e correntes que provavelmente não serão alcançadas com a minha iluminação LED (basicamente quero criar meu próprio conversor DC-DC para controlar a voltagem aplicada aos LEDs em vez de usar o PWM, o que gerou muito EMI )
Aqui estão as formas de onda (corrente que flui através do indutor, queda de tensão medida em um resistor de 0,082 ~ ~ 0,1 Ω), que eu capturei quando estava usando o núcleo de pó de ferro (amarelo-branco) como núcleo do indutor. Cada forma de onda é acoplada à CC.
Corrente de saída baixa: ca. 1A
Corrente de saída média: ca. 2A
Corrente de saída alta: ca. 3A. Nesse nível, o chiado começa. Mas devo enfatizar que o núcleo do indutor foi aquecido a ca. 90 ° C. Basicamente, parecia uma forma de onda de cima, mas modulada por uma onda senoidal de baixa frequência.
Não consegui fazer com que a forma de onda atual oscilasse entre um certo nível sem tocar em 0A. Vi que ele não deveria alcançá-lo em fotos de formas de onda online e em um conversor buck OSKJ XL4016 com um osciloscópio. Ficou assim: (Desculpe pela forma de onda pintada, mas infelizmente não a salvei; apenas prova o ponto)
Aqui estão as formas de onda que obtive com meu atual indutor de transformador de ferrite no momento em que começa o chiado.
Canal 1 (amarelo): corrente
Canal 2 (azul): tensão no indutor.
Nesse ponto, rangidos aparecem. Tentei aumentar e diminuir o capacitor de saída, mas geralmente não resolvia o problema. Além disso, o toque fica umedecido. Quando toco no dissipador de calor MOSFET não isolado, não faço ideia do por que esse toque existe.
Este é o meu esquema (não é completamente o que tenho na minha PCB, mas as alterações são sutis, como o potenciômetro em vez de 2 resistores e o valor do capacitor ajustado para obter uma frequência de 100 kHz). O pino 2 está atualmente conectado ao Vref e o pino 16 ao GND para ligar permanentemente o conversor, tensão de entrada de Vin = 24V. Devido ao alto pico de corrente observado pelo diodo D5, ele foi substituído por um mais durável para 5A:
D4, C2, R15 foram finalmente substituídos por uma solução melhor e mais robusta, mas não influencia as formas de onda no indutor L1. Este é o meu layout de PCB, ele foi projetado para uma aplicação diferente (exigindo 0,5 A - 1 A no máximo, então não adicionei nenhum dissipador de calor). Além disso, os valores de alguns resistores e capacitores foram ajustados manualmente para compensar uma boa eficiência de ~ 86% em carga máxima, a maior parte da energia desperdiçada acontece no MOSFET Q7, provavelmente devido à lenta subida e descida do sinal de porta e Rds (on), sendo de 0,3 Ω.
Agora (durante o teste) o indutor está suspenso acima da camada de solda (porque é muito grande para caber no espaço designado, quando eu estava projetando esta placa, não sabia que não podia usar um núcleo de pó de ferro comum, na minha outra conversor, com base no LM2576 funcionou bem, mas há problemas com a regulação de tensão, então eu queria projetar isso). Por fim, registrei a tensão e a corrente na referida tensão, na qual o indutor começou a chiar audivelmente, eis os resultados:
- 5 V - 0,150 A ← tensão de saída mínima
- 6 V - 0,300 A
- 7 V - 0,400 A
- 8 V - 1 A
- 9 V - 2,5 A
- 10 V - 2,7 A
- 11 V - 3.1 A ← corrente de saída projetada
- 12 V - 3,1+ A
- 13 V - 3.1+ A ← tensão máxima de saída
Depois disso, diminuí a indutância desenrolando 1 volta e ela começou a chiar em correntes muito mais baixas. O mesmo acontece quando adiciono mais enrolamentos. Quando mudo a frequência, nada de interessante acontece. Também calculei os valores do capacitor e do indutor usando as fórmulas fornecidas na folha de dados do TL494, mas estava rangendo com elas também. Todas as medições de corrente foram feitas no lado de saída do indutor. Eu medi o ESR do meu capacitor de saída e o testador LCR-T4 mostrou 0,09 Ω.
Para resumir: Eu tenho um problema com o indutor choramingar / guinchar e não sei como corrigi-lo.
Em todos os níveis, minhas luzes LED consomem menos corrente, o que é necessário para fazer o indutor chiar, mas meu coração realmente quer saber por que isso está acontecendo e o que eu não entendo ou entendo errado. Por favor me ajude. Se eu perdi algum detalhe, escreverei em um comentário a esta pergunta. Desculpe por qualquer erro no meu "Ingrish", não é minha língua nativa. Não tenho experiência neste campo, então, por favor, perdoe-me se cometi alguns grandes erros.
Editar: "Em todos os níveis, minhas luzes LED consomem menos corrente, o que é necessário para fazer o indutor chiar" - quero dizer, que os LEDs sempre devem consumir menos corrente, isso é necessário para fazer o indutor chiar ⇒ durante a operação normal, o indutor não deve rangido. Enviei um vídeo mostrando formas de onda no YouTube enquanto alterava a corrente de saída, alternando a frequência e a tensão de saída. A carga é minha "carga de corrente constante" improvisada, feita a partir de um MOSFET e uma tensão de regulação do potenciômetro no portão do MOSFET, é bruto, mas funciona. Como mehmet.ali.anil escreveu (mas agora vejo que ele excluiu sua resposta), aumentei a indutância para aproximadamente 200uH enrolando um novo fio e no final do vídeo Você pode ver que sintonizei acidentalmente a frequência para um valor "perfeito", que resultou em um trabalho bem-sucedido do CCM, mas chia silenciosamente o tempo todo e, especialmente, durante a alteração da tensão de saída. Além disso, a frequência está realmente perto do limite, sendo ~ 300 kHz. Eu deveria ter enviado um vídeo semelhante antes, desculpe. Aqui está o link para isso:https://youtu.be/tgllx-tegwo
