Driver 3A - 10A na 2 až 3 li-ion Možnosti

[dargos]

Uvažuji o návrhu driveru pro XM-L nebo SST90 pro dvě nebo tři sériové spojené Li-ion baterie 5V až 14V.
Výstupní proud bude maximálně 3A až 10A. Jestli to zvládne jeden měnič přímo nebo jestli to rozdělím na dva různé měniče přesně uvidím podle výpočtů a během předběžného návrhu.
Driver bude podobný předchozímu driveru na jednu Li-ion baterii, řízený procesorem s možností různých módů, hlídáním baterie, teploty, ovládání externímy tlačítky, ...

Předběžně jsem vybral měnič TPS53219, který by měl zajistit vysokou učinnost měniče v celém proudovém rozsahu od 100mA až 3A (10A).

Pokud by měl někdo zájem o tento měnič tak dejte vědět, čím bude lidí více tím bude práce rychlejší.
Prodejní cenu při první sérii očekávám kolem cca 1000 Kč, včetně standardní záruky.
Napište taky jaký očekáváte formát driveru, do čeho ho plánujete zabudovat.
Já osobně uvažuji o zabudování do tohoto těla http://www.dealextreme.com/p/new-117-cree-...121493?item=376
Na čínu je to ještě celkem použitelné, velikosti to celkem ujde a v ruce to jde taky držet docela dobře. Fotek je na webu dx docela dost...

[Blancman]

Uvažuji o návrhu driveru pro XM-L nebo SST90 pro dvě nebo tři sériové spojené Li-ion baterie 5V až 14V.
Výstupní proud bude maximálně 3A až 10A. Jestli to zvládne jeden měnič přímo nebo jestli to rozdělím na dva různé měniče přesně uvidím podle výpočtů a během předběžného návrhu.
Driver bude podobný předchozímu driveru na jednu Li-ion baterii, řízený procesorem s možností různých módů, hlídáním baterie, teploty, ovládání externímy tlačítky, ...

Předběžně jsem vybral měnič TPS53219, který by měl zajistit vysokou učinnost měniče v celém proudovém rozsahu od 100mA až 3A (10A).

Pokud by měl někdo zájem o tento měnič tak dejte vědět, čím bude lidí více tím bude práce rychlejší.
Prodejní cenu při první sérii očekávám kolem cca 1000 Kč, včetně standardní záruky.
Napište taky jaký očekáváte formát driveru, do čeho ho plánujete zabudovat.
Já osobně uvažuji o zabudování do tohoto těla http://www.dealextreme.com/p/new-117-cree-...121493?item=376
Na čínu je to ještě celkem použitelné, velikosti to celkem ujde a v ruce to jde taky držet docela dobře. Fotek je na webu dx docela dost...

No, já bych určitě vzal dva ks. Max. výst. proud mi stačí cca 7,0 A. Režimy bych chtěl tři, pořadí Low, Mid, Hi. Bez paměti na poslední rozsvícený mód, tedy základní mód vždy Low. Maximální průměr driveru do 30 mm. Kolem DPS cca 1 mm obroučka se záporným napájecím pólem. Pájecí plošky pro napájení vývodů (+LED, - LED, + napájení, - napájení) o průměru cca 2-3 mm. Když se zadaří, tak prokovené z obou stran. Přepínání módů pomocí přerušením napájecího napětí. Šlo by to? Blanc

Tento příspěvek byl editován Blancman: 28.5.2012 22:29

[zoom]

Tento 15A integrac by sa nedal vyuzit ?

http://www.enpirion.com/products-dcdc-conv...2v-en23f0qi.htm

alebo tento driver ?

http://www.kaidomain.com/Product/Details.S020148

Tento příspěvek byl editován zoom: 30.5.2012 14:42

[dargos]

Ten IO by možná šel použít.

A ten driver je jeden velký fuuuj. Ty součástky v něm budou značně poddimenzované, těch 9A na výstupu určitě na hraně těsně před spálením. Při prodejní ceně 14USD je cena součástek kolem 4 až 5 USD a za tu cenu nelze postavit kvalitní driver ani v číně ve velkovýrobě.
Nemá ani ovládání exterením tlačítkem, ochranu před přepolóváním, ...
Tyhle drivery většinou ze svítilen vymontovávám a zahazuju.

Tento 15A integrac by sa nedal vyuzit ?

http://www.enpirion.com/products-dcdc-conv...2v-en23f0qi.htm

alebo tento driver ?

http://www.kaidomain.com/Product/Details.S020148

[-mm-]

Já bych měl předběžně zájem o jeden kousek. Parametry v podstatě stejné jako píše Blanc, jen s tím rozdílem, že průměr musí být do 26mm, aby se vešel do Magu na "C" aku.

[Blancman]

Ten IO by možná šel použít.

A ten driver je jeden velký fuuuj. Ty součástky v něm budou značně poddimenzované, těch 9A na výstupu určitě na hraně těsně před spálením. Při prodejní ceně 14USD je cena součástek kolem 4 až 5 USD a za tu cenu nelze postavit kvalitní driver ani v číně ve velkovýrobě.
Nemá ani ovládání exterením tlačítkem, ochranu před přepolóváním, ...
Tyhle drivery většinou ze svítilen vymontovávám a zahazuju.

Tak, bohužel, ten driver z KD je opravdu SHIT, je to pravda..... Mám doma tři kousky. Jako fungujou, to ano, ale nedají se uchladit..... Konstrukčně tam není žádná ploška, kam přichytit chladič a i když jsem to omotal teplovodivou hmotou, stejně se to vždy za pár minut (2 - 3 min.) ohřálo na 60°C a vnitřní pojistka to odpojovala. Takže tento driver po pár minutách na full zhasne na "Low" a začne blikat...... Takže to nepotřebujeme..... Blanc

[zoom]

Ja som jeden kus uz zial objednal ale mozno ze ja ho predsa len vyuzijem pretoze moju sst90 celovku nebudem moct nechaht dlhsie ako 30 sek na High lebo by sa mi na cele spravil PUPACIK.

Dobra sprava pre mna je ta ze to nezhori.

[Benik3]

Co konkrétně se tam hřeje?
Osobně bych to viděl na tu diodu, stejně jako u KD 3A super output driveru, kde je dioda s úbytkem 0,7V (takže se na ní spálí asi 2W)...
Ono stejnak neseženeš diodu s nižším Vf než cca 0,3V, takže se na ní bude furt pálit cca 2,5W, ale pokud by byla v pouzdru TO-220, tak už by se mohla lepé uchladit než tahle SMD...

Není to moc vidět, ale je pod tou cívkou ještě spínací FET? Možná že jeho výměna za nějaký s nižším Rd by taky pomohla.

To mam hned otázku na dargose: Podle čeho vybírat FETy pro drivery?

Tento příspěvek byl editován Benik3: 31.5.2012 17:32

[Blancman]

Co konkrétně se tam hřeje?
Osobně bych to viděl na tu diodu, stejně jako u KD 3A super output driveru, kde je dioda s úbytkem 0,7V (takže se na ní spálí asi 2W)...
Ono stejnak neseženeš diodu s nižším Vf než cca 0,3V, takže se na ní bude furt pálit cca 2,5W, ale pokud by byla v pouzdru TO-220, tak už by se mohla lepé uchladit než tahle SMD...

Není to moc vidět, ale je pod tou cívkou ještě spínací FET? Možná že jeho výměna za nějaký s nižším Rd by taky pomohla.

To mam hned otázku na dargose: Podle čeho vybírat FETy pro drivery?

Tak jsem ho na stole rozpálil.... Hřeje dioda, FET (pod cívkou) i cívka samotná...... Tyhle tři věci by se asi museli vyměnit... Blanc

[Benik3]

hmm, nejhorší by asi bylo sehnat tu diodu.
FET by neměl být problém sehnat a cívku snad také ne (třeba na Farnellu).

Jaké je označení na té diodě?

Tento příspěvek byl editován Benik3: 31.5.2012 20:40

[dargos]

Výběr mosfetů je docela magie ... musí se to správně vybrat s ohledem na několik protichudných vlastností. Sám to teprve začínám důkladě studovat.
U navrhování měniče na maximální účinnost se musí postupovat cestou od největších ztrát a ty eliminovat.
Pokud je v tom měniči s KD opravdu na dioda, tak to je ten největší problém. Na diodě při maximálním výkonu LED bude největší ztráta.
Diodou jde plný výstupní proud 9A, výpočet P = U * I = 0,7 * 9 = 6,3W. Výměna diody nestačí i kdyby se našla dioda s menším úbytkem tak tyto diody jsou dost pomalé,
nedokáží se rychle zavřít, takže když se sepne tranzistor tak pře diodu chvilku poteče dost velký proud než se stihne uzavřít.
Tohle lze eliminovat pouze měničem který má podporu syncronní rectifikace, místo diody je mosfet tranzistor, který funguje jako řízený usměrňovač.

U výběru tranzistorů je potřeba znát jaké ztráty na něm vznikají:
1) ztráty na odporu Rds. Jsou to ztraty statické s jednoducým výpočtem Pz = Rds * I^2 . Chce to vybrat tranzistor s malým odporem Rds.
2) ztráty dynamické. Hradlo G má oproti nožičce S určitou kapacitu, které se musí s každým cyklem nabít a vybít. Ztráty jsou přímo úměrné frekvecni. Chce to vybírat mosfet s malou kapacitou GS.
3) ztráty spínání tranzistoru. Tranzistoru chvilku trvá než se zapne a vypne a během techto časových intervalů může protékat tranzistorem větší proud. Chce to vybírat rychlý mosfet.

Body 1 a 2 jsou dost proti sobě, čím má tranzistor menší odpor Rds, tím má hradlo G větší plochu a tím i kapacitu.
Při výběru to chce vždy dobře spočítat a zvolit tranzistor s ohledem na optimální poměr Rds a kapacity C.
U buck měničů se synchronní rectifikací se nahoře preferuje spíše malá kapacita hradla a u tranzistoru dole (místo diody) se preferuje tranzistor s nízkým Rds.
Výpočty zde uvádět nebudu, jsou dost složité.

V měniči je potřeba také cívka s co nejmenším odporem a hlavně s kvalitním materiálem který má na pracovní frekvenci malé ztráty.
Dále jsou tam potřeba spravné kondíky a dobře dimenzované aby měl měnič dobrou životnost a taky aby nevyzařoval moc EMI.
Pokud je navíc potřeba aby měl měnič dobrou účinnost nejenom při 100% výkonu ale i při menším je potřeba tam dát IO, které automaticky
přeskakuje cykly, pokud je potřeba malý proud na výstupu, nebo IO které snižuje pracovní frekvenci meniče při malém výkonu.

Co konkrétně se tam hřeje?
Osobně bych to viděl na tu diodu, stejně jako u KD 3A super output driveru, kde je dioda s úbytkem 0,7V (takže se na ní spálí asi 2W)...
Ono stejnak neseženeš diodu s nižším Vf než cca 0,3V, takže se na ní bude furt pálit cca 2,5W, ale pokud by byla v pouzdru TO-220, tak už by se mohla lepé uchladit než tahle SMD...

Není to moc vidět, ale je pod tou cívkou ještě spínací FET? Možná že jeho výměna za nějaký s nižším Rd by taky pomohla.

To mam hned otázku na dargose: Podle čeho vybírat FETy pro drivery?

[zoom]

Tych 6W v High mode je fakt sila. V medium mode to bude palit 3W co je stale 20% a tiez dost vela aby sa to neprehrialo.

Ja to budem mat v 2s1p krabicke takze miesta budem mat dost. Bud ju budem ofukovat ventilatorom alebo prilepim na nu kusok medeneho plisku.

Ta strata 20% je vsak uz na hranici akceptovatelnosti takze DARGOS drzim Ti palce a predbezne si objednavam 2 kusy.

[Benik3]

Hmm dobrá alchymie
Příští rok by jsem snad měl mít ve škole spínané zdroje, tak jsem zvědav, co se tam dozvim

Ještě jsem někde viděl, že se dá ta dioda nahradit jakýmsi zapojením FETu (teď nemyslím ten měnič se synchr. rect.).
Je to sice dost součástek navíc, ale dalo by se to použít? Jenom už nevím, jak se to nazývalo....

[dargos]

To zapojení bych nazval ideální usměrňovač, nebo ideální dioda.
Je tam kupa sucastek. Dioda je dole coz je trochu výhoda, ale i tak je tam kupa problemu.
Spínací signál toho usměrňovače se musí odvodit od budícího signálu hlavního mosfetu.
Je tam ale několik podmínek, je to sice invertovaný signal buzení mosfetu, ale je tam potřeba ten usměrňovač spínat o něco později po vypnutí mosfetu a zase
je potřeba ten usměrnovač vypnout o něco dříve než dojde k zapnutí hlavního mosfetu. Dále celý ten obvod ovládání usměrnovače musí pracovat na frekvenci
spínání měniče 50kHz až cca 500kHz. A poslední komplikací je že ten signál buzení mosfetu je plovoucí, neni přímo vztažen k zemi.
... nic pro začátečníky

Hmm dobrá alchymie
Příští rok by jsem snad měl mít ve škole spínané zdroje, tak jsem zvědav, co se tam dozvim

Ještě jsem někde viděl, že se dá ta dioda nahradit jakýmsi zapojením FETu (teď nemyslím ten měnič se synchr. rect.).
Je to sice dost součástek navíc, ale dalo by se to použít? Jenom už nevím, jak se to nazývalo....

[Benik3]

Aha. Mam dojem ze jsem videl neco na strankach TexasInstruments

[Benik3]

Co říkáš na tyto diody? http://cz.farnell.com/nxp/pmeg3050ep/diode...d128/dp/1829197
Mají nízké Vf, ale nikde v datasheetu jsem nenašel rychlost.

[dargos]

Tuhle řadu diod používám běžně, ale jenom jako ochranu proti přepólování v elektronických zařízeních, kde hraje prim cena.
Do spínaných zdrojů jsou pomalé, před lety jsem to zkusil a pak vyměnil za jiné rychlejší. Velikost napětí je nepřímo úměrná ploše přechodu kov-polovodič v diodě,
čím je plocha větší tím je menší napětí. Bohužel velká plocha znamená velké množství náboje a také snižuje rychlost diody.

Co říkáš na tyto diody? http://cz.farnell.com/nxp/pmeg3050ep/diode...d128/dp/1829197
Mají nízké Vf, ale nikde v datasheetu jsem nenašel rychlost.

[Benik3]

Tušil jsem, že to nebude tak jednoduché
Můžeš mi teda nějaké doporučit?
Chtěl bych je vyměnit v tomto driveru: http://www.kaidomain.com/Product/Details.S005296
Tzn nepotřebuji nějaké nejkvalitnější diody za těžký peníze, jenom aby se tam neprotopily 2W, pokud to půjde (ta co tam je teď má úbytek 0,7V).

[dargos]

U té diody se upřesním, neteče přes ní plný výstupní proud, ale jenom proud o velikosti Duty Cycle * Výstupní proud. Duty cykle je závislý na rozdílu vstupního a výstupního napětí
D = Vout / Vin. V našem případě pro dvě liion je to od 0,4 do 0,6. Takze prou diodou je Id = (1 - 0,4) * 9 = 5,4A až 3,6A. Ale i tak je to moc. Ztrétový výkon v nejhorším případě
bude 3,8W. Žádnou diodu ti poradit nemůžu všechny jsou dost podobné a zázračné řešení od nich nemůžeme čekat.
Pokud ti stačí pouze 3A do XM-L, tak se ti dioda sice nezpálí ale moc procent v účinnosti nenajdeš. Hledej tam schottky diodu určenou pro ryhlé spínací aplikace.
třebatahle nebo podobná http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/MBRS3201T3-D.PDF

Tušil jsem, že to nebude tak jednoduché
Můžeš mi teda nějaké doporučit?
Chtěl bych je vyměnit v tomto driveru: http://www.kaidomain.com/Product/Details.S005296
Tzn nepotřebuji nějaké nejkvalitnější diody za těžký peníze, jenom aby se tam neprotopily 2W, pokud to půjde (ta co tam je teď má úbytek 0,7V).

[Benik3]

Aha, díky za vysvětlení
Doufám že nevadí, že to píšu sem, popřípadě by tady mělo být nějaké vlákno o spínaných driverech, tak po domluvě s Jiříkem by to mohl přesunout

Ještě k těm diodám, vybírat tedy nějaké aby měly tu rychlost menší než 35ns?

Tento příspěvek byl editován Benik3: 3.6.2012 11:10