Снимите нагрузку с понижающего преобразователя

Question

Снимите нагрузку с понижающего преобразователя

Луис Рамон Рамирес Родригес

У меня есть понижающий преобразователь, который выдает 6А на нагрузку 3 Ом.

Я измеряю выходной ток и прекращаю увеличивать рабочий цикл, когда ток достигает 6А, в этот момент выходное напряжение будет 18В. Через несколько секунд после достижения этой точки сопротивление сломается, и у меня будет разомкнутая цепь на выходе.

схематический

^{смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab}

Меня беспокоит следующее, ток катушки индуктивности не может измениться мгновенно, я думаю, я перейду к конденсатору, увеличивающему выходное напряжение. Есть ли риск повредить источник питания или схему драйвера из-за обратного тока?

Я использую IR2110 для управления транзистором.

Редактировать:

R1 — нагревательный провод, я буду использовать его для управления зажиганием небольшой ракеты, поэтому в момент зажигания провод оборвется и катушка индуктивности будет последовательно с конденсатором.

Теперь я только что сделал эти расчеты:

с а п а с я т о р е н е р г у "=" 0,5 * С * В^{2}

$capacitor \ energy = 0.5*C*V^2$

я н д ты с т о р е н е р г у "=" 0,5 * л * я^{2}

$inductor \ energy = 0.5*L*I^2$

л "=" 43 ты ЧАС, я "=" 6 А

$L = 43uH \ , \ I = 6A$

С "=" 800 ты Ф

$\ C = 800uF$

я н д ты с т о р е н е р г у "=" 0,001548

$inductor \ energy = 0.001548$

для 0,001548 Дж я получаю:

Δ_{В} "=" 2 В

$\Delta_V = 2V$

Это точная оценка?

Редактировать 2:

Отличается ли этот сценарий снятия нагрузки от работы в режиме прерывистой проводимости? где пульсации тока высоки и поглощаются конденсатором.

пользователь105652

в чем именно проблема?: Какая часть выходит из строя? Что такое обратный ток? Вы имеете в виду обратную ЭДС? Ваш синопсис немного сбивает с толку. Уточните свой вопрос, или, если вопросов несколько, перечислите их.

пользователь105652

Вы понимаете, что R1 рассеивает 108 Вт? Возможно, вам придется использовать проволочный резистор на 300 Вт для резистора R1. Это была единственная проблема, которая у вас была?

Луис Рамон Рамирес Родригес

@Sparky256Sparky256 Я просто редактирую вопрос, чтобы прояснить это. Я использую канталовую проволоку, она раскаляется докрасна.

мкейт

Что делают другие ракетчики? Думаю, я бы предпочел использовать линейный регулятор тока (с несколькими транзисторами) или даже резистор большой мощности. Вы все еще можете контролировать время с помощью полевого транзистора. Несмотря на то, что линейная схема будет рассеивать много энергии, она не должна делать это очень долго, поэтому большие тяжелые детали, вероятно, выдержат много циклов. Кроме того, если вы понизите питание до 18 В, вам не понадобятся схемы ограничения тока...

Луис Рамон Рамирес Родригес

@mkeith Да, использование линейного регулятора было бы более простым решением, но на данный момент мне очень сложно изменить подход.

мкейт

В этом случае, я думаю, вы заставите это решение работать.

мкейт

Как вы включаете транзистор? Вам нужно будет довести его до более чем 30 В (около 35 В), чтобы убедиться, что он включается. Вы должны быть осторожны с его отключением. Максимальное напряжение составляет +/- 20 В. Если вы превысите это, есть большая вероятность, что вы повредите его. Может быть немного проще использовать PMOS.

Луис Рамон Рамирес Родригес

@mkeith Я использую IR2110 для управления транзистором. Я добавил изображение с подключением. Разве загрузчик драйвера не должен справиться с этой ситуацией?

ДжиммиБи

Рассматривали ли вы использование простого ШИМ-переключения без катушки индуктивности и т. д.?

Луис Рамон Рамирес Родригес

@JimmyB иметь выход постоянного тока было условием.

ДжиммиБи

Хорошо, но "DC" в какой степени? Какая пульсация на какой частоте допустима?

Луис Рамон Рамирес Родригес

@JimmyB При частоте выше 60 Гц допуск на пульсации не указан.

мкейт

IRF2110 должен быть в порядке, судя по техническому описанию. Теперь, когда я думаю об этом, быстро продуть провод на самом деле не цель. Вы хотите нагреть зерно, пока оно не воспламенится. Таким образом, ограничение тока может быть очень важным требованием, поскольку оно позволит горячей проволоке передавать тепло в течение более длительного времени. Я все еще думаю, что ШИМ на выходе без LC может работать, но если вам нужен постоянный ток, то ваш оригинальный подход, вероятно, по-прежнему лучший, учитывая все. Удачи!

Луис Рамон Рамирес Родригес

спасибо, вы правы, перегорание провода не цель, это следствие зажигания, и я на самом деле проверяю выходной ток, это еще одна причина того, как я использую преобразователь вместо чистого ШИМ-управления, легче получить обратную связь с выходом постоянного тока. спасибо, на самом деле мы сделали тест вчера, но не с ракетой, просто воспламенитель у нас работал, но в этом случае провод не порвался, этот шире, чем провода, которые использовались ранее. Завтра проведем еще один тест.

Ответы (1)

Снимите нагрузку с понижающего преобразователя

в чем именно проблема?: Какая часть выходит из строя? Что такое обратный ток? Вы имеете в виду обратную ЭДС? Ваш синопсис немного сбивает с толку. Уточните свой вопрос, или, если вопросов несколько, перечислите их.
Вы понимаете, что R1 рассеивает 108 Вт? Возможно, вам придется использовать проволочный резистор на 300 Вт для резистора R1. Это была единственная проблема, которая у вас была?
@Sparky256Sparky256 Я просто редактирую вопрос, чтобы прояснить это. Я использую канталовую проволоку, она раскаляется докрасна.
Что делают другие ракетчики? Думаю, я бы предпочел использовать линейный регулятор тока (с несколькими транзисторами) или даже резистор большой мощности. Вы все еще можете контролировать время с помощью полевого транзистора. Несмотря на то, что линейная схема будет рассеивать много энергии, она не должна делать это очень долго, поэтому большие тяжелые детали, вероятно, выдержат много циклов. Кроме того, если вы понизите питание до 18 В, вам не понадобятся схемы ограничения тока...
@mkeith Да, использование линейного регулятора было бы более простым решением, но на данный момент мне очень сложно изменить подход.
В этом случае, я думаю, вы заставите это решение работать.
Как вы включаете транзистор? Вам нужно будет довести его до более чем 30 В (около 35 В), чтобы убедиться, что он включается. Вы должны быть осторожны с его отключением. Максимальное напряжение составляет +/- 20 В. Если вы превысите это, есть большая вероятность, что вы повредите его. Может быть немного проще использовать PMOS.
@mkeith Я использую IR2110 для управления транзистором. Я добавил изображение с подключением. Разве загрузчик драйвера не должен справиться с этой ситуацией?
Рассматривали ли вы использование простого ШИМ-переключения без катушки индуктивности и т. д.?
@JimmyB иметь выход постоянного тока было условием.
Хорошо, но "DC" в какой степени? Какая пульсация на какой частоте допустима?
@JimmyB При частоте выше 60 Гц допуск на пульсации не указан.
IRF2110 должен быть в порядке, судя по техническому описанию. Теперь, когда я думаю об этом, быстро продуть провод на самом деле не цель. Вы хотите нагреть зерно, пока оно не воспламенится. Таким образом, ограничение тока может быть очень важным требованием, поскольку оно позволит горячей проволоке передавать тепло в течение более длительного времени. Я все еще думаю, что ШИМ на выходе без LC может работать, но если вам нужен постоянный ток, то ваш оригинальный подход, вероятно, по-прежнему лучший, учитывая все. Удачи!
спасибо, вы правы, перегорание провода не цель, это следствие зажигания, и я на самом деле проверяю выходной ток, это еще одна причина того, как я использую преобразователь вместо чистого ШИМ-управления, легче получить обратную связь с выходом постоянного тока. спасибо, на самом деле мы сделали тест вчера, но не с ракетой, просто воспламенитель у нас работал, но в этом случае провод не порвался, этот шире, чем провода, которые использовались ранее. Завтра проведем еще один тест.

Спехро Пефхани · Answer 1

Спехро Пефхани

Ваши формулы верны, но я не уверен, откуда вы берете свои цифры.

Исходя из выходного напряжения 18 В, энергия конденсатора во время разрыва составляет 129,6 мДж, и вы добавляете к ней 0,77 мДж, поэтому напряжение конденсатора изменится с 18 В до 18,054 В, если вся энергия импульса попадет в конденсатор. Конечно, если появится больше импульсов, они быстро сложатся на частоте 100 кГц.

В общем, $\Delta V = -V +\sqrt{V^2 + I^2(\frac{L}{C})}$

пользователь105652

Заявленное выходное напряжение OP составляет 18 вольт при 6 амперах, пока резистор R1 не перегорит.

Спехро Пефхани

@Sparky256 Ладно, будет еще меньше. Я пойду за своими спецификациями и пересчитаю.

Луис Рамон Рамирес Родригес

@SpehroPefhany Цифры взяты из принципиальной схемы, у меня нет проблем, если vo достигает 30 В при отсутствии нагрузки, я могу отключить преобразователь вручную, меня беспокоит переходное состояние непосредственно перед взрывом R1, есть любое изменение Vo было больше, чем Vi? или любой другой побочный эффект, который может повредить схему?

Спехро Пефхани

Плохого эффекта быть не должно, если преобразователь немедленно выключится, что и должно произойти, при наличии обратной связи по напряжению от выходного конденсатора C1. C1 легко поглощает энергию индуктора за один цикл. Он может искрить из-за энергии паразитной индуктивности на выходе — было бы хорошо минимизировать площадь этой петли.

Луис Рамон Рамирес Родригес

@SpehroPefhany У меня нет обратной связи по напряжению, у меня есть обратная связь по току от выходного тока, где находится амперметр, но она намного медленнее, чем частота переключения, потому что я также отправляю и получаю данные с компьютера, я удаленное управление преобразователем. Помимо потери мощности, что может случиться, если параллельно подключить другой резистор сопротивлением 15 Ом или около того? так что у меня нет обрыва.

мкейт

Представляет ли опасность заряженный конденсатор? Я имею в виду, что если крышка заряжена до 18 В или 30 В, а пользователь присоединяет к ней другой воспламенитель, этот воспламенитель может сработать мгновенно, поскольку энергия в конденсаторе разряжается через него. Нужен как минимум продувочный резистор.

Луис Рамон Рамирес Родригес

@SpehroPefhany Разве выходное напряжение не ограничено таким же напряжением, как и источник входного сигнала? учитывая, что энергия катушки индуктивности создаст дельта V менее 1 В, если ток прекратится, когда Vo = Vi?

Луис Рамон Рамирес Родригес

@mkeith 30 В не является большой проблемой после использования первой нагрузки, мы не будем быстро подключать другой воспламенитель, и я думаю, что энергии недостаточно для нагрева провода, но хорошо иметь это в виду.

Спехро Пефхани

Да, ограничено входным напряжением плюс немного.

мкейт

@LuisRamonRamirezRodriguez, хорошо, но поставьте резистор параллельно колпачку, чтобы он со временем разряжался. Рассчитайте рассеивание, чтобы убедиться, что оно в порядке (не превышайте предел резистора).

Луис Рамон Рамирес Родригес

Хорошо, отлично, я сделаю.

Луис Рамон Рамирес Родригес

@SpehroPefhany Почему в уравнении стоит знак «-»? все ли напряжения относятся к конденсатору?

Спехро Пефхани

Это изменение, поэтому начальное напряжение вычитается

мкейт

@LuisRamonRamirezRodriguez, еще два вопроса. Во-первых, почему вы должны ограничивать ток до 6А? Если просто подать 30В на воспламенитель, он все равно будет работать, не так ли? Просто он будет работать намного быстрее. Во-вторых, если это по какой-то причине неприемлемо, другая идея состоит в том, чтобы использовать ШИМ-управление на выходе, но избавиться от катушки индуктивности и конденсатора. Тогда у вас будет прямоугольная волна напряжения. Если вы используете рабочий цикл 18/30, это будет подавать на нагрузку ту же мощность, что и 6 А постоянного тока. Ток не будет сглажен, как при наличии LC-фильтра.

Луис Рамон Рамирес Родригес

@mkeith Это были требования конструкции: постепенно увеличивать напряжение и иметь выход постоянного тока, остановка на этом значении тока также была условием. Решение использовать преобразователь было моим, я думал, что делать линейный стабилизатор будет довольно скучно.