ฉันมีปัญหากับตัวแปลงบั๊กโฮมเมดของฉัน มันใช้ชิปควบคุม TL494 พร้อมไดรเวอร์ MOSFET แบบแยก ปัญหาคือว่าตัวเหนี่ยวนำของฉัน squeaks และ whines เมื่อกระแสออกเกินค่าที่แน่นอน

ในฐานะผู้เหนี่ยวนำฉันได้ใช้โช้ก toroidal ทั่วไปจาก ATX PSU เก่า (สีเหลืองกับหน้าขาวหนึ่งหน้า) อย่างไรก็ตามฉันสังเกตเห็นว่ามันร้อนขึ้นจริง ๆ และนั่นไม่ใช่การสูญเสียในลวดทองแดงของฉันมันเป็นแกนที่ไม่เหมาะสำหรับการสลับแอปพลิเคชัน แต่เพื่อการกรอง จากนั้นฉันก็แยกชิ้นส่วนของเฟอร์ไรต์หม้อแปลงตัวเหนี่ยวนำของตัวเองลงบนมัน แต่มันกลับมาอีกครั้ง

จากนั้นฉันคิดว่ามันอาจเป็นเพราะแกนที่ไม่ได้ติดกาวเข้าด้วยกันดังนั้นฉันจึงตัดสินใจทำสิ่งนี้กับหม้อแปลงขนาดใหญ่ (อาจเป็น EPCOS E 30/15/7 กับส่วนตรงกลาง แต่น่าเสียดายที่ฉันไม่รู้เกี่ยวกับ วัสดุที่ใช้ในแกนนี้และถ้ามันเป็น gapped หรือไม่) แต่คราวนี้ด้วยการเอาขดลวดออกอย่างระมัดระวังโดยไม่แยกแกนออก

ผลลัพธ์เป็นที่ยอมรับ (เครื่องกำเนิดสัญญาณของฉันยังมาไม่ถึงดังนั้นฉันจึงไม่สามารถวัดความเหนี่ยวนำได้อย่างแม่นยำ แต่อยู่ในขอบเขตของ 10uH, 6 รอบ (ของสายสองคู่เพื่อลดผลกระทบที่ผิวหนัง)) มันยังคงเป็นเสียงแหลม แต่มีเพียงแรงดันและกระแสที่อาจไม่สามารถเข้าถึงได้ด้วยแสงไฟ LED ของฉัน (โดยทั่วไปฉันต้องการสร้างตัวแปลง DC-DC ของตัวเองเพื่อควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับไฟ LED แทนการใช้ PWM ซึ่งสร้าง EMI มากเกินไป )

นี่คือรูปคลื่น (กระแสไหลผ่านตัวเหนี่ยวนำ, แรงดันไฟฟ้าที่วัดได้ลดลงในตัวต้านทาน 0.082 Ω ~ 0.1 Ω) ที่ฉันจับกลับมาเมื่อฉันใช้แกนผงเหล็ก (สีเหลืองขาว) เป็นแกนเหนี่ยวนำ รูปคลื่นทุกรูปเป็นแบบ DC-coupled

กระแสไฟขาออกต่ำ: ca. 1A

กระแสไฟปานกลาง: ca 2A

ผลผลิตสูงในปัจจุบัน: ca. 3A ในระดับนี้การรับสารภาพจะเริ่มขึ้น แต่ฉันต้องเน้นว่าแกนเหนี่ยวนำถูกทำให้ร้อนถึง 90 ° C โดยทั่วไปดูเหมือนว่ารูปคลื่นจากด้านบน แต่ถูกมอดูเลตด้วยคลื่นไซน์ความถี่ต่ำ

ฉันไม่สามารถสร้างรูปคลื่นในปัจจุบันได้ระหว่างระดับที่แน่นอนโดยไม่ต้องแตะ 0A ฉันเห็นว่ามันไม่ควรไปถึงมันในรูปของรูปคลื่นออนไลน์และในตัวแปลงบั๊ก OSKJ XL4016 ด้วยออสซิลโลสโคป ดูเหมือนว่า: (ขออภัยสำหรับรูปคลื่นที่ทาสี แต่น่าเสียดายที่ฉันไม่ได้บันทึกไว้มันแค่พิสูจน์จุด)

นี่คือรูปคลื่นที่ฉันได้รับกับตัวเหนี่ยวนำเฟอร์ไรต์หม้อแปลงปัจจุบันของฉันในขณะที่เริ่มการรับสารภาพ

ช่องที่ 1 (สีเหลือง):
ช่องที่ปัจจุบัน2 (สีน้ำเงิน): แรงดันไฟฟ้าข้ามตัวเหนี่ยวนำ

ณ จุดนี้ส่งเสียงแหลมปรากฏขึ้น ฉันพยายามเพิ่มและลดตัวเก็บประจุเอาต์พุต แต่โดยทั่วไปไม่ได้แก้ปัญหา นอกจากนี้เสียงกริ่งก็ลดลงเมื่อฉันสัมผัสฮีทซิงค์ MOSFET แบบไม่แยกฉันไม่ทราบเลยว่าทำไมเสียงเรียกเข้านี้ถึงมีอยู่

นี่คือแผนผังของฉัน (มันไม่สมบูรณ์แบบที่ฉันมีบน PCB ของฉัน แต่การเปลี่ยนแปลงนั้นบอบบางเพียงอย่างเดียวเช่นโพเทนชิออมิเตอร์แทนที่จะเป็นตัวต้านทาน 2 ตัวและค่าตัวเก็บประจุแบบปรับเพื่อให้ได้ความถี่ 100 kHz) ปัจจุบัน Pin 2 เชื่อมต่อกับ Vref แล้วและ Pin 16 ถึง GND เพื่อเปิดตัวแปลงถาวรแรงดันอินพุต - วิน = 24V เนื่องจากกระแสสูงสุดสูงที่ไดโอด D5 มองเห็นมันถูกแทนที่ด้วยอันที่ทนทานสำหรับ 5A:

ในที่สุด D4, C2, R15 ก็ถูกแทนที่ด้วยวิธีการแก้ปัญหาที่ดีกว่าและมีประสิทธิภาพมากกว่า แต่ก็ไม่ได้ส่งผลกระทบต่อรูปคลื่นของตัวเหนี่ยวนำ L1 นี่คือเค้าโครง PCB ของฉันมันถูกออกแบบมาสำหรับแอปพลิเคชันอื่น (ต้องการสูงสุด 0.5A - 1A ดังนั้นฉันจึงไม่เพิ่มฮีทซิงค์ใด ๆ เลย) นอกจากนี้ค่าของตัวต้านทานและตัวเก็บประจุบางตัวถูกปรับด้วยตนเองเพื่อให้มีประสิทธิภาพดีขึ้น ~ 86% ที่โหลดเต็มจำนวนพลังงานที่สูญเปล่าเกิดขึ้นใน MOSFET Q7 อาจเป็นเพราะการเพิ่มขึ้นช้าและตกของสัญญาณประตูและ Rds ที่ช้า (บน) อยู่ที่ 0.3 Ω

ตอนนี้ (ระหว่างการทดสอบ) ตัวเหนี่ยวนำแขวนอยู่เหนือชั้นประสาน (เพราะมันใหญ่เกินไปที่จะพอดีกับพื้นที่ที่กำหนดไว้ตอนที่ฉันออกแบบกระดานนี้ฉันไม่รู้ว่าฉันไม่สามารถใช้แกนผงเหล็กปกติได้ที่อื่น ตัวแปลงตาม LM2576 ทำงานได้ดี แต่มีปัญหาเกี่ยวกับการควบคุมแรงดันไฟฟ้าดังนั้นฉันจึงต้องการออกแบบสิ่งนี้) สุดท้ายฉันบันทึกแรงดันและกระแสที่แรงดันไฟฟ้าดังกล่าวซึ่งตัวเหนี่ยวนำเริ่มส่งเสียงดังฟังเสียงนี่คือผลลัพธ์:

• 5 V - 0.150 A ←แรงดันเอาต์พุตต่ำสุด
• 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 ←เอาต์พุตปัจจุบันที่ออกแบบ
• 12 V - 3.1+ A
• 13 V - 3.1+ A ←แรงดันเอาต์พุตสูงสุด

หลังจากนั้นฉันลดการเหนี่ยวนำโดยการคลี่คลาย 1 เทิร์นและมันเริ่มส่งเสียงแหลมที่กระแสน้ำที่ต่ำกว่ามาก สิ่งเดียวกันนี้เกิดขึ้นเมื่อฉันเพิ่มขดลวดมากขึ้น เมื่อฉันเปลี่ยนความถี่ไม่มีอะไรน่าสนใจเกิดขึ้น ฉันยังคำนวณค่าตัวเก็บประจุและตัวเหนี่ยวนำโดยใช้สูตรที่ให้ไว้ในแผ่นข้อมูล TL494 แต่มันก็ส่งเสียงไปพร้อมกับสิ่งเหล่านั้นเช่นกัน ทุกการวัดกระแสได้กระทำที่ด้านเอาท์พุทของตัวเหนี่ยวนำ ฉันวัด ESR ของตัวเก็บประจุเอาท์พุทของฉันและเครื่องทดสอบ LCR-T4 มีค่า 0.09 Ω

เพื่อสรุป: ฉันมีปัญหากับตัวเหนี่ยวนำเสียงหอน / เสียงแหลมและฉันไม่รู้วิธีแก้ไข

ในทุกระดับไฟ LED ของฉันใช้กระแสน้อยลงซึ่งจำเป็นต้องทำสารเหนี่ยวนำเสียง แต่หัวใจของฉันอยากรู้ว่าทำไมสิ่งนี้ถึงเกิดขึ้นและสิ่งที่ฉันไม่เข้าใจหรือเข้าใจผิด โปรดช่วยฉันด้วย หากฉันไม่ได้รับรายละเอียดใด ๆ ฉันจะเขียนไว้ในความคิดเห็นสำหรับคำถามนี้ ขออภัยในความผิดพลาดใด ๆ ใน“ Engrish” ของฉันไม่ใช่ภาษาแม่ของฉัน ฉันไม่มีประสบการณ์ในด้านนี้ดังนั้นโปรดให้อภัยฉันถ้าฉันทำผิดพลาดใหญ่

แก้ไข: "ในทุกระดับไฟ LED ของฉันวาดกระแสไฟฟ้าน้อยลงซึ่งจำเป็นต้องใช้ในการเหนี่ยวนำเสียงแหลม" - ฉันหมายถึงว่าไฟ LED ควรวาดกระแสไฟฟ้าน้อยลงเสมอซึ่งจะต้องทำให้ตัวนำเหนี่ยวนำเสียงแหลม⇒ในระหว่างการทำงานปกติ รับสารภาพ ฉันอัปโหลดวิดีโอที่แสดงรูปคลื่นไปยัง YouTube ในขณะที่เปลี่ยนกระแสไฟขาออกสลับความถี่และแรงดันไฟขาออก การโหลดเป็นภาระชั่วคราว "โหลดกระแสคงที่" ของฉันที่ทำจาก MOSFET และโพเทนชิโอมิเตอร์ที่ควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่ประตู MOSFET มันดิบ แต่ใช้งานได้ ในขณะที่ mehmet.ali.anil เขียน (แต่ตอนนี้ฉันเห็นแล้วว่าเขาลบคำตอบของเขา) ฉันเพิ่มการเหนี่ยวนำเป็นประมาณ 200uH โดยม้วนลวดใหม่และในตอนท้ายของวิดีโอคุณจะเห็นว่าฉันปรับความถี่โดยไม่ตั้งใจ ค่า "สมบูรณ์แบบ" ซึ่งส่งผลให้งาน CCM ประสบความสำเร็จ แต่มันส่งเสียงเงียบ ๆ ตลอดเวลาและโดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงการเปลี่ยนแปลงแรงดันเอาท์พุท นอกจากนี้ความถี่นั้นใกล้เคียงกับขีด จำกัด จริง ๆ คือ ~ 300 kHz ฉันควรอัปโหลดวิดีโอที่คล้ายกันไว้ล่วงหน้าขออภัย นี่คือลิงค์สำหรับมัน:https://youtu.be/tgllx-tegwo

ปรับปรุง

แม้ว่า 594 จะมี GBW ที่สูงกว่าและความอดทน 5V ที่เข้มงวดกว่า 494 พวกเขายังคงมีการออกแบบอ้างอิงที่ใช้ 20 kHz เมื่อเทียบกับ 100 kHz สำหรับความเร็วในการเปลี่ยน นอกจากนี้ยังช่วยให้ค่า C ต่ำกว่าสำหรับการควบคุม f ดูเหมือนว่าทั้งหมดจะเหมือนกันดังนั้นคุณสามารถทำให้ 494 ทำงานได้ดีขึ้นเมื่อมีการเปลี่ยนแปลง

การออกแบบของคุณดูเหมือนจะมีช่วงเวลาที่แปลก ๆ บางทีอาจเป็นเพราะแรงดันไฟฟ้าปัจจุบันหรือแรงดันเวลาตายต่ำ การออกแบบไดรฟ์เวอร์แบบพุช - พูลของคุณนั้นมีการรวมกันของ f / 2 (sub-harmonic) ของ f กับกระแสฐานที่อ่อนแอทำให้เกิดความไม่แน่นอน ดังนั้นฉันขอแนะนำให้คุณลดตัวต้านทานพื้นฐานลงเหลือ 330 โอห์มแทน 10 K และใช้ 20kHz เดียวจบลงที่ Rc = 10x Rb เพื่อขับ FET ด้วยตัวแบ่งแรงดันหรือ Zener หากจำเป็นเพื่อ จำกัด Vgs ถึง 20V

การรวมกันนี้ช่วยให้ Deadtime 1% และการควบคุมที่เข้มงวดยิ่งขึ้นจาก 0% PWM ถึง 99% แต่ตรวจสอบการตั้งค่าเวลา

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

ส่วนประกอบแม่เหล็กสามารถสร้างเสียงที่ได้ยินได้เนื่องจากประกอบด้วยองค์ประกอบที่เคลื่อนไหวได้หลายอย่างเช่นคอยส์เทปแยกและกระสวย กระแสในขดลวดสร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งสร้างแรงผลักดันและ / หรือแรงดึงดูดระหว่างขดลวด สิ่งนี้สามารถสร้างการสั่นสะเทือนทางกลในขดลวดแกนเฟอร์ไรต์หรือเทปแยกและหูของมนุษย์สามารถได้ยินเสียงเมื่อความถี่ของการสลับแหล่งจ่ายไฟอยู่ในช่วง 20Hz ถึง 20 KHz

การแก้ไขที่เป็นไปได้

• ลดการไหลของฟลักซ์ Bpp โดยตัวเลือกของ Imax / Imin และอัตราการสลับ
• ป้องกันการไหลกลับของฟลักซ์หากมีการใช้ในโหมด DC ที่มีกระแส CM พร้อมโหลดต่ำสุด> = 5% (ไม่เหมาะ)
• ลดความต้านทาน L, DCR ซึ่งเป็นสาเหตุให้เกิดการเพิ่มขึ้นก่อนที่ทางลาดปัจจุบันและมีประสิทธิภาพเพิ่มระลอกคลื่นจึงทำให้เกิดเสียงรบกวนในวงควบคุม คำนวณอัตราส่วน L / R และเปรียบเทียบกับค่าคงที่เวลา C * ESR สำหรับค่า ESR ต่ำและลดค่าคงที่ของเวลาของเครื่องปฏิกรณ์

เฟอร์ไรต์มีโดเมนแม่เหล็กซึ่งทำให้เกิดฮิสเทรีซีสเมื่อทิศทางกลับด้านในปัจจุบัน สิ่งที่น่าตื่นเต้นเหล่านี้ด้วยกระแสไฟฟ้าจากนั้นจะส่งกลับ 0 A กระตุ้นการสั่นสะเทือนบางอย่าง แต่ทำไม?

สมมติฐาน

หาก subharmonic f / 2 ไม่แน่นอนส่งผลให้ความกว้างพัลส์แบบมอดูเลตและผสมกับ 100kHz หลักที่ใช้ในอัตรารอบด้านล่างอาจมีเสียงซุกซน superhet ป่า 100k - 50k ทำให้เสียงนี้ 0 ถึง 50kHz

• การเปลี่ยนแปลงตัวกรองคำติชมเป็นตัวกรองโอกาสนำอาจปรับปรุงสิ่งนี้

อัปเดต # 2

Op ได้ค้นพบโดยบังเอิญว่าจะสร้างตัวกรองตะกั่วแบบเฟสเพื่อปรับปรุงเสถียรภาพได้อย่างไรhttps://m.imgur.com/nBEd18Fการปรับปรุงครั้งต่อไปคือเฟส สามารถใช้สองแคปและซีรีย์ R แทน 1 แคป หมวกหนึ่งตัวใหญ่กว่า 10x ด้วยซีรีย์ประมาณ 1/10 ของ R ที่ใช้ควบคุม Vdc มันมี C ที่ใหญ่กว่าและ R ต่ำกว่าเพื่อลดช่วงของแรงดันการแก้ไขชีพจรตะกั่ว แต่ไม่ขยายระลอกคลื่นมากเกินไป ใน // พร้อมกับข้อเสนอแนะ R ซึ่งทำหน้าที่ aa HPF เพื่อลดเนื้อหาความถี่ที่สูงขึ้นเป็นพัลส์เพื่อลดระลอกการส่งออก (ขออภัยไม่มีแผนผังด้วยนิ้วของฉันบนหน้าจอสัมผัส)

• จบการปรับปรุง

เมื่อกระแสหยุดในตัวเหนี่ยวนำเราบอกว่ามันทำงานในโหมดไม่ต่อเนื่อง (DCM) และสวิตช์จะต้องเปิดในเวลานี้และจะมีการใช้โหลดปัจจุบันเล็กน้อย สวิตช์นำเสนอความจุขนาดเล็กในซีรีย์ที่มี L ซึ่งจะสร้างความต้านทานสูงแบบขนาน / เรโซแนนซ์ที่ 6MHz ในการโค้งสุดท้ายของคุณใน <10us สิ่งนี้จะถูกชุบด้วยความต้านทานของผิวหนังและความถี่ที่ต่ำลงโดยความจุของผิว + ร่างกาย (? 100k // 200pF ??) เมื่อสัมผัสฮีทซิงค์ แต่ไม่ใช่ปัญหาเรื่องเสียงรบกวน

วิธีการแก้ไขปัญหานี้คือการเพิ่มความคิดเห็นเชิงลบตามที่อธิบายไว้ในวิดีโอนี้https://youtu.be/wNnOfF1NkxI?t=1584. ก่อนอื่นฉันเพิ่มตัวเก็บประจุระหว่างเอาต์พุตและพินความคิดเห็นของ TL494 ดูเหมือนว่าจะแก้ไขปัญหาได้แล้ว แต่ก็ไม่ได้ผลดีพอ ๆ กับการเพิ่มความคิดเห็นเชิงลบที่เหมาะสม ฉันได้ทำการทดสอบบางอย่างเพื่อพิสูจน์สิ่งนี้: ในตอนแรกฉันเพิ่มกระแสจาก 0A เป็น 3A จากนั้นฉันเปลี่ยนความถี่ oscillator จาก ~ 170 kHz เป็น ~ 20 kHz แล้วขึ้นไปที่ "crash" (ของฉัน) TL494 ⇒เกิน 300 kHz แล้วกลับไปที่ ~ 170 kHz ร่องรอยสีเหลือง - แรงดันไฟฟ้าที่ตัวเก็บประจุออสซิลเลเตอร์, ร่องรอยสีน้ำเงิน - กระแสไหลผ่านตัวเหนี่ยวนำ ตัวเหนี่ยวนำในตอนนี้ไม่ได้เป็นเสียงครวญคราง แต่เปล่งเสียงดังกล่าวมันขึ้นอยู่กับแกนกลางที่ใช้เพราะเมื่อฉันลองกับ EI มันก็สังเกตเห็นได้น้อยลง (ในตอนกลางคืนเทปก็คลายตัวและตัวเหนี่ยวนำเริ่มต้นรับสารภาพ วิธีติดกาวแกนกลางและยังสามารถแยกมันออกได้) การทดสอบนี้ทำกับแกน EE ที่ติดกาวจากโรงงาน ภาพหน้าจอของแอพ "spectroid" เสร็จสิ้นเมื่อกระแสเอาต์พุตอยู่ที่ 3A และที่ด้านล่างคุณสามารถดูช่วงเวลา 20 kHz และที่ระดับสูงสุด 300 kHz

ข้อเสนอแนะเชิงลบ + ตัวเก็บประจุ https://youtu.be/S9KfA9NNXkE

ข้อเสนอแนะเชิงลบ https://youtu.be/h1AN7rQTDa4

ตัวเก็บประจุ https://youtu.be/7h7OzDj9q8Y

ไม่มีอะไร (ปัญหาเริ่มต้น) https://youtu.be/nVOfPynJRGE

โดยความคิดเห็นเชิงลบและตัวเก็บประจุฉันหมายถึง:

หลังจากนั้นฉันจะตรวจสอบว่าไดรเวอร์มอสเฟตแบบพุช - ดึงของฉันทำงานได้ดีหรือไม่ หากมีความจำเป็นฉันสามารถทำการบันทึกขั้นสูงและแสดงความถี่ที่เกิดจากตัวเหนี่ยวนำที่สอดคล้องกับความถี่ของออสซิลเลเตอร์