Corriente de rizado en el convertidor buck síncrono

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Estoy diseñando un convertidor de dólar síncrono y estoy en la etapa de tablero de pan en mi diseño. Quería verificar la forma de onda actual a través del inductor, pero no tengo una sonda de corriente disponible. Tengo una sonda diferencial, así que decidí agregar una resistencia de 1 ohmio en serie con mi inductor y medir la tensión diferencial a través de ella, que debería ser la misma que la corriente. A continuación se encuentra mi forma de onda, me pregunto por qué la forma de onda actual no es tan triangular como la que generalmente veo para una fuente de alimentación de modo conmutado. ¿Es porque agregué la resistencia de 1 ohmio en serie para un inductor (6.8uH) que solo tiene alrededor de 0.020 ohmios de DCR?

EDITAR:

CambiéaunnúcleodeferritaquedeberíatenerunapérdidadenúcleosustancialmentemenoryprobéalgunosFETdiferentesynoparecehabermuchadiferencia.Abajohayotraformadeonda,estavezCH2estáenelnododeconmutación.UnacosaqueolvidémencionaresqueestoyusandouncontroladordemediopuentequeagregaunapequeñacantidaddetiempomuertoparaevitarquelosdosFETtengandisparos.Aunquenopuedoimaginarqueesasealarazón,probablementevalelapenamencionarlo.Además,ahoratengoelalcanceactivadocorrectamenteylaescaladetiempoahoraescorrecta.

Tambiénpuselasondadediferenciaatravésdelinductor,ydebajoestálaformadeonda.Nuncahenotadolapendiente,¿sedebealaresistenciaenserie?¿OesposiblequelosVdsdelosFETcambienporquelaondaactualesgrande?

    
pregunta Brett Prudhom

5 respuestas

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No, la adición de una resistencia de detección 1 \ $ \ Omega \ $ en serie con su inductor no causará pasos en la forma de onda actual. Agregar la resistencia es como agregar una pérdida de devanado, y eso solo causará una curvatura exponencial, con \ $ \ tau \ $ de L / R, en la rampa actual. Si observa de cerca, puede ver la curvatura en la rampa actual en su imagen.

Un paso en la forma de onda actual puede ser causado por la pérdida del núcleo, pero ese paso iría a la inversa. Aquí es cómo se vería la pérdida del núcleo:

¿Verelpasoenelpuntodeconmutación?Eseesunejemploextremo,ytiendeaserdifícildeverenlosnúcleosdebajapermeabilidad.Detodosmodoseslocontrariodeloquemuestratufoto.Entonces,amenosquehayalogradoinvertireltiempo,noesunapérdidadenúcleo.(Nota:esposiblerevertireltiempoaparentemedianteelaliasingdelalcance.Porlotanto,conelaliasing,lacorrientedelinductorpodríaserdeinductorconpérdidadenúcleo,ocomosemencionaacontinuación,podríatenerunpasocausadoporlainductanciaenlaresistenciasensorial).

Parecequehayaproximadamente3Aenelinductor,asíqueaproximadamente10Wenlaresistenciadedetección.Lasresistenciasdepotenciadeestetipotiendenaserinductivas,yaseaporconstrucciónoporgeometría.Unainductanciaparásitaenserieconlaresistenciasensorialpodríacausarunpasoaparenteenelvoltajeatravésdelaresistenciasensorial,yaqueseríaundivisorinductivo.Pero,esepasoseveríacomoelpasodepérdidadenúcleo.

Lassondasdiferencialesgeneralmentetienenalmenos40dBderechazoenmodocomún,yenocasioneshasta60dB.Realmenteespocoprobablequeseadebidoalassondas,amenosqueesténdañadas.

¿EsposiblequeCh2delalcancesehayaescaladoyagregadoaCh1?Esoesrealmenteloqueparece.Ámbitosdigitalesyfuncionesmatemáticas.Parecesospechoso,especialmenteporquelasformasdeondanosealinean.

Instrumentación:

Seríaunagranmejorareducirelvalordelaresistenciasensorial(comohandichootros).Unaformadehacerloseríahacerunasondadecorrienteutilizandounamplificadordesentidoactual.Conunamplificadorsenseactual,seríafácilusarunaresistenciadedetección0.1\$\Omega\$,ytalvezconalgunosproblemasbajara10m\$\Omega\$.Algoasícomouna LT1999 podría funcionar si necesita detección bidireccional. Si la corriente es siempre positiva, podría obtener más ancho de banda utilizando algo como MAX9643 . Para la detección bidireccional y el uso de banda ancha, un amplificador de instrumentación de banda ancha podría funcionar, algo así como un AD8421 . El uso de una resistencia sensorial de valor mucho más bajo también significaría una inductancia parásita mucho menor.

    
respondido por el gsills
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Lo ideal es que la corriente a través del inductor no pueda cambiar instantáneamente como lo hace en su rastreo, por lo que algo no está bien.

Uno de los pensamientos es que el rechazo de modo común de la sonda diferencial no es muy bueno, por lo que lo que está viendo es parte de la señal del nodo de conmutación mezclada con el voltaje de detección actual.

Una de las pruebas es conectar ambos extremos de la sonda pero dejarlos conectados a la resistencia. De esta manera, habrá el mismo modo común, pero no habrá señal diferencial. No debería obtener ninguna señal. Si lo hace, es una limitación de la sonda.

¿Qué extremo del inductor tiene resistencia sensorial? En el extremo de la salida de CC no debería haber mucha tensión de CA.

¿Qué indican los 100 ms en la parte inferior? ¿Es esa la tasa de barrido? ¡Hubiera esperado que un ciclo estuviera en la región de microsegundos, no 100 ms! ¿En qué frecuencia estás ejecutando?

Un ohm es un poco grande para una resistencia sensorial actual: estás perdiendo un par de voltios p-p a través de esa resistencia. Lo ideal sería que fuera más bajo, pero su señal también sería más baja.

Aquí hay algunas instrucciones para una simple sonda de corriente AC que sería mucho mejor que una resistencia.

    
respondido por el Kevin White
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Al observar su segunda captura de alcance, parece que la ondulación de la corriente triangular presenta aproximadamente di / dt = 1 A / us en aumento y -1A / us en caída. En la hipótesis de que el resultado aprox. La onda cuadrada que se ve superpuesta en el triángulo se debe completamente a la inductancia actual de la resistencia de detección:

pk-pk onda cuadrada = 2 L di / dt = 1V == > 500 nH

    
respondido por el Luca
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Supongo que está recibiendo alguna interferencia de modo común en algún lugar. Eso obviamente no puede ser la señal de corriente pura porque el di / dt es extremadamente grande.

    
respondido por el Daniel
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Su forma de onda no se ve bien para la corriente del inductor. Su convertidor de dólar puede estar bien, pero no está seguro. TAMBIÉN es lo que puede hacer. He hecho esto por otras razones y funciona, así que le ayudará a probar su dólar. convertidor Coloque un CT en cada drenaje y ejecute la salida a través de un diodo rápido hasta una resistencia de carga. Esto significa que tiene las corrientes de su dispositivo. Usé 40: 1 CT en el núcleo de hierro en polvo con un diodo rápido UF4007 y una resistencia de carga de 4 ohmios que estaba hecho de 3 resistencias de 12 ohmios en paralelo. Sus valores pueden ser diferentes porque probablemente no esté ejecutando 10 amperios. Utilizo un conector BNC y un cable coaxial de 50 ohmios directamente al alcance, el cable de 1 metro está bien. Si su alcance solo tiene alta impedancia, eso también OK. Quería una corriente de inductor, así que use una carga común, y sus CT deben ser adecuados para su frecuencia de operación. La clave de este método de prueba es que el convertidor de dólar nunca ejecuta el ciclo de trabajo al 100% Y tiene una frecuencia mínima.

    
respondido por el Autistic