Понижающий с внешним мосфетом - почему сильные скачки тока?

Я построил эту схему, которая должна выдавать ток до 20 ампер (когда все остальное работает...). введите описание изображения здесьЦель состоит в том, чтобы (в конечном итоге) создать источник постоянного тока (в отличие от источника постоянного напряжения), который будет использоваться для анодирования алюминия. Чтобы поддерживать постоянный ток, используйте альтернативный путь обратной связи с шунтом и инструментальным усилителем. Но пока отложите это.

Пусть входное напряжение будет 19В и оставьте делитель напряжения переменным (с потенциометром). Нагрузка около 4 Ом.

Проблема: некоторые выходные напряжения работают нормально, т. е. напряжение остается постоянным, а ток (от источника) соответствует ожидаемому. Но другие напряжения вызывают странное явление: переключатель включен (т. е. MOSFET включен почти все время), так что ток увеличивается в течение многих периодов (напряжение на выводе обратной связи намного превышает опорное напряжение) и приводит к сильный скачок тока, который приводит к ограничению тока моего источника напряжения и падению напряжения. Переключатель выключается, и ток снова падает. Это повторяется несколько раз в секунду.

Вот снимки прицела, когда хорошие и плохие, увеличены и удалены (во времени): Хорошоэто нормально, напряжение стабильно. введите описание изображения здесьСигнал с предыдущего изображения увеличен. Внимание, желтый сигнал измеряется на входе MOSFET, поэтому он инвертирован (низкий уровень = MOSFET включен). введите описание изображения здесьЗдесь возникает проблема. Напряжение на контакте обратной связи сильно возрастает (обратите внимание на разные вольты/деления), а напряжение питания падает (видно на желтом сигнале). введите описание изображения здесьОпять зум плохого сигнала.

Почему это происходит?

Далее я предоставляю некоторую дополнительную информацию, которая может понадобиться.
L = 60 мкГн
C несколько тысяч мкФ
Mosfet - P-канальные
преобразователи Использовались LM2576 и MC34063 (прицел для последнего) с практически одинаковыми результатами.

(Забыл нарисовать подтягивающий резистор на базе T1.)
Странно выглядящее использование транзистора, обернутого вокруг диода, заключается в том, чтобы быстрее разрядить емкость затвора (представьте, что нижний транзистор T2 выключается, затем база T1 немедленно подтягивается, а емкость затвора низкая -> T1 включается и поднимает затвор на высокий уровень с низким сопротивлением). Кажется, это работает нормально.

(Также забыл нарисовать ускоряющий диод Шоттки для Т2, но он есть, обещают :-))

Необязательный дополнительный вопрос: при использовании упомянутой выше схемы шунтирования постоянно возникает одна и та же проблема, и предсказуемого поведения не наблюдается.

Редактировать: Есть также большие входные конденсаторы. Извините, что забыл половину деталей, схему набросал быстро. Под входом я подразумеваю гейт, откуда берется желтая трасса. При съемке в прицел на выходе МОП-транзистора вы увидите один и тот же сигнал включения и выключения, а также звон после того, как ток уменьшился, так что диод становится больше конденсатором.

Когда вы начинаете проект, вы просто устанавливаете некоторые параметры, не предвидя, какой выбор вы должны обосновать впоследствии . Например, мне потребовалось много времени, чтобы сосредоточиться и разработать необходимый индуктор, поскольку это казалось ключевой частью (в то время, когда я начинал), в то время как понижающий преобразователь просто не так важен.

Кроме того, мой макет в беспорядке, потому что до сих пор я внес много изменений. Дайте мне немного времени, чтобы очиститься.

Вы проверили, что силовой P-FET переключается, когда микросхема контроллера дает ему команду? Похоже, что переключатель проводит больше, чем должен. Работает ли силовой полевой транзистор в безопасной рабочей зоне?
Просто наблюдение: сделайте второй снимок, который, по вашему мнению, в порядке, если синяя дорожка - это ток от источника, как он может продолжать расти, даже если полевой МОП-транзистор должен быть выключен.
Хорошая точка зрения. Синяя кривая — это напряжение на выводе обратной связи микросхемы. Тем не менее, он пропорционален выходному току, который должен возрастать, учитывая синюю кривую. Я проверю это, хотя я помню, что проверял, правильно ли работает Mosfet. Но должно быть что-то не так, я посмотрю как можно скорее. (Сегодня не в лаборатории)

Ответы (1)

Я удивлен, что это вообще работает.

Вы полностью упустили самый важный компонент любого понижающего преобразователя, конечно, он не работает.

Где ваши входные конденсаторы?!

Ваш источник напряжения (предположительно, лабораторный источник питания, поскольку вы упомянули о включении его ограничения тока) не должен даже заботиться о скачках тока, потому что весь ток должен исходить от ваших мощных входных конденсаторов, которые расположены как можно ближе к аноду. коммутирующий диод и исток П-канального ПТ.

Желтый - это вход мосфета? Вы не сможете определить, включен или выключен полевой МОП-транзистор, измерив входное напряжение, потому что ваши входные конденсаторы будут поддерживать напряжение. Вы питаете его напрямую от лабораторного блока питания без какой-либо входной емкости, не так ли?

Понижающие регуляторы работают, потребляя большие, но кратковременные входные токи. Вы должны понимать - МОП-транзисторы дают времена нарастания и спада dV/dT, подобные которым древний, медленный и ужасный LM2576 даже не подозревает, что это возможно. Вам нужны твердые керамические конденсаторы в миллиметрах (например, их однозначные числа) от входа MOSFET и анода диода. Вам также нужны хорошие и пухлые электролиты рядом с керамикой, чтобы обеспечить объемное хранение энергии, которое вам нужно. Входная пульсация на МОП-транзисторе должна быть ниже 80 мВ. Более того, вы, вероятно, превысите номинальный ток пульсаций любого электролитического конденсатора на входе, независимо от того, насколько он велик — даже на частоте 52 кГц многие электролитические конденсаторы будут в основном резистивными и будут просто нагреваться от пульсаций. Однако уменьшите его до 80 мВ с помощью керамики, и они должны быть безопасными.

Кроме того, этот регулятор имеет внутреннюю компенсацию, так что это, вероятно, худший выбор для того, что вы хотите сделать. Даже если правильная развязка входа вашей схемы решит первую проблему, я бы не очень надеялся, что она заработает с включенным вашим инструментальным усилителем. Весь медленный, как дикий инструментальный усилитель, втиснутый в вашу петлю обратной связи, раздавит вас. какой небольшой запас по фазе остался у LM2576, и это будет просто прославленный хаотический осциллятор. И вы ничего не сможете с этим поделать, потому что выход усилителя ошибки не подключен к выводу частотной компенсации, поэтому вы ничего не можете сделать для стабилизации.

Кроме того, этот регулятор старый, дорогой, медленный, ужасный, и единственная причина, по которой вы его используете, заключается в том, что вы нашли ту же самую старую схему в Интернете. Это не очень хорошая схема, особенно для вашего приложения, я бы порекомендовал получить чип контроллера с реальным долларом, который не был сделан, когда у большинства людей был интернет с коммутируемым доступом. Серьезно, если бы LM2576 был человеком и жил в Огайо, то он достаточно взрослый, чтобы голосовать.

Вы уже используете незаметный проходной элемент — транзистор PMOS. Только вы используете его с чем-то, что никогда не предназначалось для использования таким образом. Таким образом, вы в любом случае делаете то, что вам пришлось бы делать с правильным контроллером, только усложняя себе задачу. Кроме того, современные контроллеры имеют встроенные функции, которые вам нужны, — регулирование постоянного тока и постоянного напряжения. Обычно есть схемы, которые вы можете напрямую скопировать без изменений для своего приложения. Этот щенок может быть более простой фишкой для изучения, с макушки моей головы.

Кроме того, фотография вашей физической цепи была бы полезна. Это самая важная часть информации при работе с переключателями. Гораздо важнее схемы. И то, и другое, конечно, оптимально, но если бы вы могли дать нам только схему или макет, макет был бы лучшим выбором.

Я забыл нарисовать заглавные буквы, но они есть. Керамику попробую. Можно ли добиться того, чего я хочу, с помощью этих контроллеров? Если нет, то почему бы и нет, что делает ваш LT лучше? Как можно сделать постоянный ток упомянутого вами контроллера переменным. Кажется, что установить ток не так просто.