Saya punya masalah dengan konverter buck buatan saya. Ini didasarkan pada chip kontrol TL494 dengan driver MOSFET diskrit saya. Masalahnya adalah induktor saya berdecit dan merengek, ketika arus keluaran melebihi nilai tertentu.

Sebagai seorang induktor, saya pertama kali menggunakan choke toroidal umum dari PSX ATX lama (warna kuning dengan satu wajah putih). Namun saya perhatikan itu benar-benar semakin panas, dan itu bukan kerugian pada kawat tembaga saya, itu adalah inti tidak cocok untuk berpindah aplikasi, tetapi lebih untuk keperluan penyaringan. Kemudian saya membongkar sebuah transformator ferit kecil, melukai induktor saya sendiri di atasnya tetapi mencicit lagi.

Kemudian saya berpikir bahwa itu mungkin karena inti tidak direkatkan secara ideal, jadi saya memutuskan untuk melakukan ini pada transformator yang lebih besar (mungkin EPCOS E 30/15/7 dengan bagian pusat putaran, tetapi sayangnya saya tidak tahu tentang bahan yang digunakan dalam inti ini dan jika celahnya atau tidak), tapi kali ini dengan gulungan yang hati-hati dihilangkan tanpa memisahkan inti.

Hasilnya diterima (generator sinyal saya belum tiba, jadi saya tidak bisa mengukur induktansi dengan tepat, tetapi berada di wilayah 10uH, 6 belokan (dari beberapa kabel untuk mengurangi efek kulit)). Ini masih mencicit, tetapi hanya pada tegangan dan arus yang mungkin tidak akan tercapai dengan pencahayaan LED saya (pada dasarnya saya ingin membuat konverter DC-DC saya sendiri untuk mengontrol tegangan yang diterapkan pada LED daripada menggunakan PWM, yang membuat terlalu banyak EMI ).

Berikut adalah bentuk gelombang (arus yang mengalir melalui induktor, penurunan tegangan yang diukur pada resistor 0,082 ~ ~ 0,1 Ω), yang saya tangkap kembali ketika saya menggunakan inti bubuk besi (kuning-putih) sebagai inti induktor. Setiap bentuk gelombang adalah DC-coupled.

Arus keluaran rendah: ca. 1A

Arus keluaran sedang: kira-kira 2A

Arus keluaran tinggi: ca. 3A. Pada level ini mulai mencicit. Tapi saya harus menekankan bahwa inti induktor dipanaskan hingga ca. 90 ° C. Ini pada dasarnya tampak seperti bentuk gelombang dari atas, tetapi dimodulasi oleh gelombang sinus frekuensi rendah.

Saya tidak dapat membuat bentuk gelombang saat ini berosilasi antara level tertentu tanpa menyentuh 0A. Saya melihat bahwa seharusnya tidak mencapainya dalam gambar bentuk gelombang online dan dalam konverter buck OSKJ XL4016 dengan osiloskop. Itu tampak seperti ini: (Maaf untuk bentuk gelombang yang dicat, tapi sayangnya saya tidak menyimpannya; Itu hanya membuktikan intinya)

Berikut adalah bentuk gelombang yang saya dapatkan dengan induktor-transformator ferit saya saat ini pada saat mencicit dimulai.

Saluran 1 (kuning):
Saluran 2 saat ini (biru): tegangan melintasi induktor.

Pada titik ini mencicit muncul. Saya mencoba menambah dan mengurangi kapasitor keluaran, tetapi umumnya tidak menyelesaikan masalah. Juga, deringnya menjadi basah, ketika saya menyentuh heatsink MOSFET yang tidak terisolasi, saya tidak tahu mengapa dering ini ada.

Ini adalah skema saya (ini tidak sepenuhnya apa yang saya miliki di PCB saya, tetapi perubahannya hanya halus, seperti potensiometer, bukan 2 resistor dan nilai kapasitor yang disetel dengan baik untuk mendapatkan frekuensi 100 kHz). Pin 2 saat ini terhubung ke Vref, dan Pin 16 ke GND untuk menyalakan konverter, tegangan input-Vin = 24V secara permanen. Karena arus puncak yang tinggi dilihat oleh diode D5, maka digantikan dengan yang lebih tahan lama untuk 5A:

D4, C2, R15 akhirnya digantikan oleh solusi yang lebih baik dan lebih kuat, tetapi tidak berpengaruh pada bentuk gelombang pada induktor L1. Ini adalah tata letak PCB saya, itu dirancang untuk aplikasi yang berbeda (membutuhkan 0,5A - 1A maks, jadi saya tidak menambahkan heatsink di sana). Juga, nilai-nilai beberapa resistor dan kapasitor secara manual disesuaikan untuk membuat efisiensi yang bagus ~ 86% pada beban penuh, sebagian besar daya yang terbuang terjadi di MOSFET Q7, mungkin karena naik lambatnya sinyal sinyal gerbang dan RDS (aktif), berada di 0,3 Ω.

Sekarang (selama pengujian) induktor ditangguhkan di atas lapisan solder (karena terlalu besar untuk muat di ruang yang ditunjuk, kembali ketika saya merancang papan ini, saya tidak tahu bahwa saya tidak dapat menggunakan inti bubuk besi biasa, di sisi lain saya konverter, berdasarkan LM2576 berfungsi dengan baik, tetapi ada masalah dengan pengaturan tegangan, jadi saya ingin merancang ini). Terakhir saya mencatat tegangan dan arus pada tegangan tersebut, di mana induktor mulai terdengar mencicit, berikut hasilnya:

• 5 V - 0,150 A voltage tegangan output min
• 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 ← mendesain arus keluaran
• 12 V - 3.1+ A
• 13 V - 3.1+ A ← volt output maks

Setelah itu saya menurunkan induktansi dengan melepaskan satu putaran dan mulai berdecit pada arus yang jauh lebih rendah. Hal yang sama terjadi ketika saya menambahkan lebih banyak belitan. Ketika saya mengubah frekuensi, tidak ada yang menarik terjadi. Saya juga telah menghitung nilai kapasitor dan induktor menggunakan rumus yang disediakan di dalam lembar data TL494, tapi itu mencicit juga. Setiap pengukuran arus dilakukan pada sisi output induktor. Saya telah mengukur ESR kapasitor output saya dan tester LCR-T4 menunjukkan 0,09 Ω.

Untuk meringkas: Saya punya masalah dengan merengek / mencicit induktor dan saya tidak tahu bagaimana cara memperbaikinya.

Pada setiap level, lampu LED saya menghasilkan arus yang lebih sedikit, yang diperlukan untuk membuat induktor mencicit, tetapi hati saya benar-benar ingin tahu mengapa ini terjadi dan apa yang saya tidak pahami atau pahami salah. Tolong bantu aku. Jika saya melewatkan detail, saya akan menuliskannya di komentar untuk pertanyaan ini. Maaf atas kesalahan dalam "Engrish" saya, itu bukan bahasa ibu saya. Saya tidak berpengalaman dalam bidang ini, jadi tolong, maafkan saya jika saya melakukan beberapa kesalahan besar.

Edit: "Pada setiap level, lampu LED saya menghasilkan arus yang lebih sedikit, yang diperlukan untuk membuat induktor mencicit" - Maksud saya, bahwa LED harus selalu menarik lebih sedikit arus, yang diperlukan untuk membuat mencicit induktor ⇒ selama operasi normal induktor tidak seharusnya mencicit. Saya mengunggah video yang menunjukkan bentuk gelombang ke YouTube sambil mengubah arus keluaran, frekuensi peralihan, dan tegangan keluaran. Beban adalah "beban arus konstan" sementara saya yang terbuat dari MOSFET dan potensiometer yang mengatur tegangan di gerbang MOSFET, ini kasar, tetapi berfungsi. Seperti mehmet.ali.anil menulis (tapi sekarang saya melihat, bahwa dia menghapus jawabannya), saya meningkatkan induktansi menjadi sekitar 200uH dengan menggulung kabel baru dan pada akhir video Anda dapat melihat, bahwa saya tidak sengaja mengatur frekuensi untuk nilai "sempurna", yang menghasilkan pekerjaan CCM yang sukses, tetapi mencicit diam-diam sepanjang waktu dan terutama selama perubahan tegangan output. Selain itu, frekuensinya sangat dekat dengan batas, yaitu ~ 300 kHz. Seharusnya saya mengunggah video serupa sebelumnya, maaf. Ini tautannya:https://youtu.be/tgllx-tegwo

Memperbarui

Meskipun 594 memiliki GBW yang jauh lebih tinggi dan toleransi 5V lebih ketat daripada 494, mereka masih memiliki desain referensi yang menggunakan 20 kHz dibandingkan dengan 100 kHz untuk kecepatan switching. Ini juga memungkinkan nilai C yang lebih rendah untuk kontrol f. Semua yang lain tampak identik sehingga Anda dapat membuat 494 bekerja lebih baik dengan beberapa perubahan.

Desain Anda tampaknya memiliki tenggat waktu aneh, mungkin karena arus push-pull yang lemah atau voltase waktu mati. Desain push-pull driver Anda memiliki kombinasi f / 2 (sub-harmonik) f dengan arus basis yang lemah yang menyebabkan ketidakstabilan. Oleh karena itu saya akan menyarankan Anda mengurangi basis resistor ke 330 Ohm, bukan 10 K dan menggunakan 20 kHz tunggal berakhir ke Rc = 10x Rb untuk menggerakkan FET dengan pembagi tegangan atau Zener jika perlu membatasi Vgs hingga 20V.

Kombinasi ini memungkinkan tenggat waktu 1% dan regulasi yang lebih ketat dari 0% PWM hingga 99%. Tapi periksa pengaturan deadtime.

===============================

Komponen magnetik dapat menghasilkan suara yang dapat didengar, karena mengandung banyak elemen yang dapat bergerak secara fisik, seperti gulungan, kaset isolasi, dan kumparan. Arus dalam kumparan menghasilkan medan elektromagnetik yang menghasilkan gaya tolak dan / atau menarik di antara kumparan. Ini dapat menghasilkan getaran mekanis dalam gulungan, inti ferit atau kaset isolasi, dan telinga manusia hanya dapat mendengar suara, ketika frekuensi switching catu daya berada di kisaran 20Hz hingga 20 KHz.

Kemungkinan koreksi

• turunkan fluks ayunan Bpp dengan pilihan Imax / Imin dan sakelar
• mencegah pembalikan fluks jika digunakan dalam mode DC dengan arus CM dengan beban minimum> = 5%. (tidak ideal)
• meminimalkan resistensi L, DCR yang menyebabkan kenaikan langkah sebelum ramp saat ini dan efektif menambah riak sehingga kebisingan ke loop kontrol. Hitung rasio L / R dan bandingkan dengan konstanta waktu C * ESR untuk tutup ESR rendah dan dengan demikian mengurangi konstanta waktu reaktor.

Ferit memiliki domain magnetik yang menyebabkan histeresis ketika arus balik. Menggairahkan ini dengan arus lalu mengembalikan 0 A merangsang beberapa Getaran, tetapi mengapa?

Hipotesa

Jika subharmonik f / 2 tidak stabil sehingga lebar pulsa termodulasi dan bercampur dengan 100kHz utama yang digunakan dalam laju siklus bawah, mungkin ada squeal audio superhet liar 100k - 50k yang menghasilkan suara ini 0 hingga 50kHz.

• perubahan pada filter Umpan Balik adalah filter lead-lag dapat meningkatkan ini.

Perbarui # 2

Op secara tidak sengaja menemukan cara membuat filter Timbal fase untuk meningkatkan stabilitas https://m.imgur.com/nBEd18F , peningkatan selanjutnya adalah fase "filter tunda-memimpin" untuk mengoptimalkan margin stabilitas. Itu bisa menggunakan dua topi dan seri R bukannya 1 topi. Satu tutup 10x lebih besar dengan seri sekitar 1/10 dari R yang digunakan mengendalikan Vdc. Ia memiliki C lebih besar dan R yang lebih rendah untuk mengurangi kisaran tegangan koreksi timbal pulsa tetapi tidak memperbesar riak terlalu banyak daripada topi shunt 1/10 yang lebih kecil di // dengan umpan balik R yang bertindak aa HPF untuk mengurangi konten frekuensi yang lebih tinggi dalam pulsa untuk mengurangi riak keluaran. (Maaf, Tidak ada skema dengan jari saya di layar sentuh)

• Akhiri Pembaruan

Ketika saat ini berhenti di Induktor kami katakan itu beroperasi dalam Mode DisContinuous (DCM) dan Switch harus terbuka saat ini dan sedikit beban saat ini diterapkan. Sakelar ini menghadirkan kapasitansi kecil secara seri dengan L yang menciptakan paralel impedansi tinggi // resonansi 6MHz pada kurva terakhir Anda yang membusuk di <10us. Ini menjadi basah karena resistensi kulit dan frekuensi yang lebih rendah oleh kulit + kapasitansi tubuh. (? 100k // 200pF ??) ketika heatsink disentuh tetapi bukan masalah kebisingan.

Solusi untuk menyelesaikan masalah ini adalah menambahkan umpan balik negatif, seperti yang dijelaskan dalam video ini https://youtu.be/wNnOfF11kxI?t=1584. Pertama saya menambahkan kapasitor antara output dan pin umpan balik dari TL494, tampaknya telah menyelesaikan masalah, tetapi tidak berfungsi sebaik menambahkan umpan balik negatif yang tepat. Saya telah melakukan beberapa tes, yang membuktikan ini: Pada awalnya, saya meningkatkan arus dari 0A ke 3A dan kemudian saya mengubah frekuensi osilator dari ~ 170 kHz ke ~ 20 kHz dan kemudian naik ke "crash" (saya kira) dari TL494 ⇒ melebihi 300 kHz dan kemudian kembali ke ~ 170 kHz. Jejak kuning - tegangan pada kapasitor osilator, Jejak biru - arus mengalir melalui induktor. Induktor sekarang tidak merengek tetapi mendesis, itu tergantung pada inti yang digunakan, karena ketika saya mencoba dengan EI, itu kurang terlihat (selama malam rekaman itu telah melonggarkan dan induktor mulai mencicit, sekarang saya bereksperimen dengan cat kuku sebagai cara untuk merekatkan inti dan masih dapat memisahkannya), Tes ini dilakukan dengan inti EE yang direkatkan pabrik. Tangkapan layar aplikasi "spektroid" dilakukan ketika arus keluaran berada pada 3A dan di bagian bawah. Anda dapat melihat momen 20 kHz dan di atas 300 kHz.

Umpan balik negatif + kapasitor https://youtu.be/S9KfA9NNXkE

Umpan balik negatif https://youtu.be/h1AN7rQTDa4

Kapasitor https://youtu.be/7h7OzDj9q8Y

Tidak ada (masalah awal) https://youtu.be/nVOfPynJRGE

Dengan umpan balik negatif dan kapasitor, maksud saya:

Nanti saya akan memeriksa apakah driver MOSFET push-pull saya berfungsi dengan baik sekarang. Jika ada kebutuhan, saya dapat melakukan perekaman yang lebih maju dan menunjukkan frekuensi yang dihasilkan oleh induktor yang sesuai dengan frekuensi osilator.