Entfernen Sie die Last des Abwärtswandlers

Ich habe einen Abwärtswandler, der 6 A an eine Last von 3 Ohm liefert.

Ich messe den Ausgangsstrom und höre auf, den Duty-Zyklus zu erhöhen, wenn der Strom 6 A erreicht, in diesem Moment beträgt die Ausgangsspannung 18 V. Ein paar Sekunden nach Erreichen dieses Punktes bricht der Widerstand und ich habe einen offenen Stromkreis am Ausgang.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Meine Sorge ist die folgende, der Strom der Induktivität kann sich nicht sofort ändern, ich denke, ich gehe zum Kondensator, der die Ausgangsspannung erhöht. Besteht die Gefahr, dass die Stromversorgung oder die Treiberschaltung aufgrund eines Rückstroms beschädigt wird?

Ich verwende einen IR2110, um den Transistor anzusteuern.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Bearbeiten:

R1 ist ein Heizdraht, ich werde ihn verwenden, um die Zündung einer kleinen Rakete zu steuern, also wird der Draht im Moment der Zündung brechen und die Induktivität wird in Reihe mit dem Kondensator sein.

Jetzt habe ich nur diese Berechnungen gemacht:

C A P A C ich T Ö R   e N e R G j = 0,5 ∗ C ∗ v 2

ich N D u C T Ö R   e N e R G j = 0,5 ∗ L ∗ ICH 2

L = 43 u H   ,   ICH = 6 A
  C = 800 u F

ich N D u C T Ö R   e N e R G j = 0,001548

für 0,001548 Joule erhalte ich:

Δ v = 2 v

Ist das eine genaue Schätzung?

Bearbeiten 2:

Unterscheidet sich dieses Szenario des Entfernens der Last vom Betrieb im diskontinuierlichen Leitungsmodus? wo die Stromwelligkeit hoch ist und für den Kondensator adsorbiert wird.

Was genau ist das Problem? Welcher Teil ist defekt? Was ist Rückwärtsstrom? Meinst du Gegen-EMK? Deine Zusammenfassung ist etwas verwirrend. Bitte präzisieren Sie Ihre Frage oder führen Sie bei mehr als einer Frage diese bitte auf.
Ist Ihnen klar, dass R1 108 Watt abführt? Möglicherweise müssen Sie für R1 einen 300-Watt-Drahtwiderstand verwenden. War das das einzige Problem, das Sie hatten?
@ Sparky256 Ich bearbeite nur die Frage, um das zu verdeutlichen. Ich benutze Kanthal-Draht, es wird glühend heiß.
Was machen andere Raketenmenschen? Ich denke, ich würde es vorziehen, einen linearen Stromregler (mit wenigen Transistoren) oder sogar einen großen Leistungswiderstand zu verwenden. Sie könnten das Timing immer noch mit einem FET steuern. Obwohl die lineare Schaltung viel Energie verbraucht, muss sie dies nicht sehr lange tun, sodass große, schwere Teile wahrscheinlich viele Zyklen überdauern werden. Wenn Sie die Versorgung auf 18 V senken, benötigen Sie keine Strombegrenzungsschaltung ...
@mkeith Ja, die Verwendung eines Linearreglers wäre eine einfachere Lösung, aber an dieser Stelle ist es für mich sehr kompliziert, den Ansatz zu ändern.
In diesem Fall denke ich, dass Sie diese Lösung zum Laufen bringen.
Wie schaltest du den Transistor ein? Sie müssen es auf über 30 V (ca. 35 V) treiben, um sicherzustellen, dass es sich einschaltet. Auch beim Ausschalten muss man aufpassen. Max. Vgs beträgt +/- 20 V. Wenn Sie das überschreiten, besteht eine gute Chance, dass Sie es beschädigen. Es könnte etwas einfacher sein, PMOS zu verwenden.
@mkeith Ich verwende einen IR2110, um den Transistor anzusteuern. Ich habe ein Bild mit der Verbindung hinzugefügt. Sollte der Bootstrap des Treibers nicht in der Lage sein, mit dieser Situation umzugehen?
Haben Sie erwogen, eine einfache PWM-Schaltung ohne Induktor & c zu verwenden?
@ JimmyB, einen Gleichstromausgang zu haben, war eine Bedingung.
Ok, aber "DC" inwiefern? Wie viel Welligkeit bei welcher Frequenz wird toleriert?
@ JimmyB Höher als 60 Hz, es wurde keine Welligkeitstoleranz angegeben.
IRF2110 sollte in Ordnung sein, basierend auf einem kurzen Blick auf das Datenblatt. Jetzt, wo ich darüber nachdenke, schnell den Draht zu sprengen, ist wirklich nicht das Ziel. Sie wollen das Getreide erhitzen, bis es sich entzündet. Daher könnte die Begrenzung des Stroms eine sehr wichtige Anforderung sein, da es dem heißen Draht ermöglicht, Wärme für eine längere Dauer zu übertragen. Ich denke immer noch, dass PWMing des Ausgangs ohne den LC funktionieren könnte, aber wenn Sie Gleichstrom wollen, dann ist Ihr ursprünglicher Ansatz wahrscheinlich immer noch der beste, wenn man alles bedenkt. Viel Glück!
danke, du hast recht, das Durchbrennen des Drahtes ist nicht das Ziel, sondern eine Folge der Zündung, und ich überprüfe tatsächlich den Ausgangsstrom, weshalb ich einen Konverter anstelle einer reinen PWM-Steuerung verwende. Es ist einfacher, das Feedback mit einem DC-Ausgang zu erhalten. danke, tatsächlich haben wir gestern einen test gemacht, aber nicht mit der würderakete, nur der zünder, den wir konvertierten, funktionierte, aber in diesem fall ist der draht nicht gerissen, dieser ist breiter als die zuvor verwendeten drähte. Wir werden morgen einen weiteren Test machen.

Antworten (1)

Ihre Formeln sind korrekt, aber ich bin mir nicht sicher, woher Sie Ihre Zahlen bekommen.

Basierend auf der Ausgangsspannung von 18 V beträgt die Kondensatorenergie zum Zeitpunkt des Bruchs 129,6 mJ und Sie addieren 0,77 mJ dazu, sodass sich die Kondensatorspannung von 18 V auf 18,054 V ändert, wenn die gesamte Energie eines Impulses ihren Weg findet der Kondensator. Wenn mehr Impulse kommen, summiert sich das natürlich schnell bei 100 kHz.

Allgemein, Δ v = − v + v 2 + ICH 2 ( L C )

Die angegebene Ausgangsspannung des OP beträgt 18 Volt bei 6 Ampere, bis R1 absichtlich durchbrennt.
@Sparky256 Okay, wird noch weniger. Ich werde meine Spezifikationen holen und neu berechnen.
@SpehroPefhany Die Zahlen stammen aus dem Schaltplan, ich habe kein Problem, wenn vo 30 V erreichen, wenn keine Last vorhanden ist. Ich kann den Konverter manuell ausschalten. Meine Sorge gilt dem Übergangszustand kurz bevor R1 explodiert jede Änderung von Vo größer als Vi gewesen? oder irgendeine andere Nebenwirkung, die die Schaltung beschädigen könnte?
Es sollte keine negativen Auswirkungen haben, vorausgesetzt, dass der Wandler sofort abschaltet, was er sollte, wenn eine Spannungsrückkopplung von dem Ausgangskondensator C1 angenommen wird. C1 absorbiert die Induktorenergie von einem Zyklus leicht. Es kann aufgrund der Energie in der Streuinduktivität am Ausgang funken - es wäre gut, diese Schleifenfläche zu minimieren.
@SpehroPefhany Ich habe keine Spannungsrückkopplung, ich habe eine Stromrückkopplung vom Ausgangsstrom, wo sich das Amperemeter befindet, aber es ist viel langsamer als die Schaltfrequenz, weil ich auch Daten von einem Computer sende und empfange, ich bin Steuerung des Konverters aus der Ferne. Was könnte neben dem Leistungsverlust passieren, wenn ich einen anderen Widerstand von etwa 15 Ohm parallel schalte? Also habe ich keine Unterbrechung.
Stellt der aufgeladene Kondensator eine Gefahr dar? Ich meine, wenn die Kappe auf 18 V oder 30 V aufgeladen ist und ein Benutzer einen anderen Zünder daran anbringt, kann dieser Zünder sofort ausgehen, wenn die Energie im Kondensator durch ihn entladen wird. Als Minimum wird ein Bleeder-Widerstand benötigt.
@SpehroPefhany Ist die Ausgangsspannung nicht begrenzt, um die gleiche Spannung wie die Eingangsquelle zu erreichen? Angesichts der Tatsache, dass die Energie des Induktors ein Delta V von weniger als 1 V erzeugt, sollte der Strom aufhören zu fließen, wenn Vo = Vi?
@mkeith 30 V sind kein großes Problem, sobald die erste Ladung verwendet wurde. Wir werden kein anderes Zündgerät schnell anbringen, und ich denke, es ist nicht genug Energie vorhanden, um den Draht zu erhitzen, aber es ist gut, dies im Hinterkopf zu behalten.
Ja, begrenzt auf Eingangsspannung plus ein bisschen.
@LuisRamonRamirezRodriguez, OK, aber schalten Sie einen Widerstand parallel zur Kappe, um sicherzustellen, dass er sich im Laufe der Zeit entlädt. Berechnen Sie die Verlustleistung, um sicherzustellen, dass sie in Ordnung ist (überschreiten Sie nicht die Widerstandsgrenze).
Ok perfekt, mach ich.
@SpehroPefhany Warum gibt es ein '-' Zeichen in der Gleichung? beziehen sich alle Spannungen auf den Kondensator?
Es ist die Änderung, also wird die Anfangsspannung subtrahiert
@LuisRamonRamirezRodriguez, zwei weitere Fragen. Erstens, warum müssen Sie den Strom auf 6A begrenzen? Wenn Sie nur 30 V an den Zünder anlegen, funktioniert es immer noch, oder? Es wird nur so viel schneller arbeiten. Zweitens, wenn dies aus irgendeinem Grund nicht akzeptabel ist, besteht eine andere Idee darin, die PWM-Steuerung am Ausgang zu verwenden, aber die Induktivität und den Kondensator loszuwerden. Dann haben Sie eine Spannungsrechteckwelle. Wenn Sie ein Tastverhältnis von 18/30 verwenden, liefert dies die gleiche Leistung an die Last wie 6 A Gleichstrom. Der Strom wird nicht geglättet, wie es bei vorhandenem LC-Filter der Fall ist.
@mkeith Das waren die Anforderungen an das Design, um die Spannung schrittweise zu erhöhen und einen Gleichstromausgang zu haben, das Stoppen bei diesem Stromwert war auch eine Bedingung. Die Entscheidung für den Einsatz eines Konverters lag bei mir, ich fand das Bauen eines Linearreglers eher langweilig.
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