|
DC/DC изолированные модули для фантомного питания модулятора
| |
| kotrad78 | Дата: Пятница, 2024-Дек-06, 00:02 | Сообщение # 1 |
 опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 609
Статус: Offline
| В ШИМ модуляторах с диодом в нижнем плече и транзистором в верхнем плече необходимо фантомное питание затвора транзистора верхнего плеча.
Этот DC/DC изолятор можно сделать самому, из любого НЧ драйвера + трансформатора на колечке из распылённого железа и выпрямителя. А можно использовать и заводские. В этой теме предлагаю делиться заводскими DC/DC изоляторами.
Размещаю результаты тестирования трёх модулей. На фотке подписаны номера, в каком порядке их тестировал:
1. DC/DC изолятор XC3510YPM на 15В, средняя цена 7$ за 1шт с доставкой, брал тут: https://aliexpress.ru/item/1005006996685425.html
Модуль стабильно запускается от 10В (предел 36В).
Подключил к нему нагрузку 150 Ом.
Вход 12В 265мА, 3.18Вт
Выход 15В 100мА, 1.5Вт
КПД 47%
Проходная ёмкость (между - вход и - выход) 16пФ
Нагрев модуля (15В лм-ка) 103.5 градуса
Пульсации под нагрузкой 2.3В п-п
Пульсации под нагрузкой + установлен 100мкФ Low ESR электролит и 330нф керамика 1.58В п-п
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Пятница, 2024-Дек-06, 00:08 | Сообщение # 2 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 609
Статус: Offline
| 2. DC/DC изолятор XXZZ-IB3605 на +/-12В (в сумме 24В), средняя цена 4$ за 1шт с доставкой, брал тут: https://aliexpress.ru/item/1005004570800199.html
Модуль стабильно запускается от 10В (предел 36В).
Подключил к нему нагрузку 150 Ом.
Вход 12В 360мА, 4.32Вт
Выход 22В 146мА, 3.21Вт
КПД 74%
Проходная ёмкость (между - вход и - выход) 21пФ
Нагрев модуля:
P0 - шим контроллер 78 градусов
P1 - выходной диод Шоттки одного из плеч 71 градус
P2 - трансформатор 56 градусов
Пульсации под нагрузкой 3В п-п
Пульсации под нагрузкой + установлен 100мкФ Low ESR электролит и 330нф керамика 2.9В п-п
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Пятница, 2024-Дек-06, 00:25 | Сообщение # 3 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 609
Статус: Offline
| 3. DC/DC изолятор Hi-Link URB2424YMD-10WR3 на 24В, средняя цена 13$ за 2шт (минимальная партия) с доставкой, брал тут: https://aliexpress.ru/item/1005007016618601.html
Модуль стабильно запускается от 9В (предел 36В).
Подключил к нему нагрузку 150 Ом.
Вход 12В 387мА, 4,64Вт
Выход 24В 160мА, 3,84Вт
КПД 83%
Проходная ёмкость (между - вход и - выход):
- по умолчанию 1000пф
- если удалить проходной Y конденсатор, то 70пф
Нагрев модуля чуть выше 50 градусов в самых горячих местах:
Пульсации под нагрузкой 0.77В п-п
Пульсации под нагрузкой + установлен 100мкФ Low ESR электролит и 330нф керамика 0.72В п-п
Других модулей, достойных внимания пока не нашёл. Если найдёте - пишите, затестим).
Плюсы и минусы протестированных модулей.
Модуль 1.
Плюсы: - низкая проходная ёмкость, стабилизированное выходное напряжение (15В лм-кой)
Минусы: - высокая цена, низкий КПД, сильный нагрев, нет защит от КЗ, нет управления, высокие пульсации.
Модуль 2.
Плюсы: - низкая цена, хороший КПД, низкая проходная ёмкость, низкий нагрев.
Минусы: - нет стабилизации напряжения, нет защиты от КЗ, нет управления, высокие пульсации.
Модуль 3.
Плюсы: - отличный КПД, низкий нагрев, очень низкие пульсации, есть все защиты, есть управление.
Минусы: - высокая цена, необходимо курочить модуль, чтобы вручную выпаивать Y конденсатор.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Пятница, 2024-Дек-06, 05:01 | Сообщение # 4 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 609
Статус: Offline
| Следующий модуль.
4. DC/DC изолятор B1215S-3WR2. На фото слева, для сравнения с Hi-Link модулем.
Средняя цена за 1шт + доставка около 2$, брал тут: https://aliexpress.ru/item/1005005572313762.html
Даташит: https://wmsc.lcsc.com/wmsc....507.pdf
Модуль работает от 10 до 13.2В.
Подключил к нему нагрузку 150 Ом.
Вход 12В 137мА, 1,64Вт
Выход 14.9В 99мА, 1,47Вт
КПД 89%
Проходная ёмкость (между - вход и - выход): 35пф
Нагрев после 15 минут работы:
- модуль 41 градус
- нагрузочный 150 Ом резистор 118 градусов
Пульсации под нагрузкой 150 Ом - 0.66В п-п (никакие дополнительные конденсаторы на выход не ставил)
Минусы и плюсы модуля.
Плюсы: низкая цена, низкие пульсации, очень низкий нагрев, отличный КПД, относительно низкая проходная ёмкость, маленький размер.
Минусы: нет стабилизации выходного напряжения, нет защит, нет управления, относительно узкий диапазон входного напряжения.
Вывод.
При питании затвора транзистора верхнего плеча модулятора от 15В, средний потребляемый ток порядка 50-60мА (с учётом питания 6N137M изоляционного оптодрайвера). Все модули были нагружены на двухкратную мощность, то есть, почти в 2 раза выше требуемой. Все хорошо справились.
Если цепи защиты модулятора не заводить на DC/DC изолятор, то фаворит среди модулей - последний, номер 4. Для реальной работы можно использовать B1215S-3WR2, но, чтобы было всё вообще идеально, можно использовать B1224S-3WR2 на 24В, а после него поставить 15В лм-ку.
Проходные ёмкости у всех модулей хорошие, но, всё равно, по входу и выходу лучше использовать синфазные дроссели на индуктивность от 10мГн и выше. Они и пульсации, шумы самих модулей снизят, и уменьшат проходной ток высокого потенциала, идущий с выхода модулятора через DC/DC модуль на общую массу.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Суббота, 2024-Дек-07, 13:04 | Сообщение # 5 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 609
Статус: Offline
| Приехали ещё одни модули, 3Вт, от Hi-Link URB2405S-3WR3. Планировал их попробовать для раскачки затвора ган-транзистора в модуляторе, но, откажусь...
Модули как всегда отличные, очень низкие пульсации, стабилизация выходного напряжения, есть функция управления (можно защиту от перегрузки заводить на модуль), однако.. Разработчики Hi-Link и сюда поставили Y конденсатор, на ёмкость около 500пф. На частотах модулятора в 100кГц и при напряжении 100В его неизбежно прошьёт как бумагу. Обидно, конечно(. И модуль монолитный, не разберёшь никак.
|
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Пятница, 2024-Дек-20, 23:14 | Сообщение # 6 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 609
Статус: Offline
| Приехали ещё одни DC/DC изоляционные модули B1224S-3WR2 брал тут https://aliexpress.ru/item/1005005572313762.html Даташит какого-то модуля этой серии https://wmsc.lcsc.com/wmsc....508.pdf
1. В прошлом модуле на 15В на корпусе было написано PHINK (4 сообщение), на этом, 24В модуле написано JGCRYT. Проходная ёмкость между входом и выходом такая же, около 35пф, то есть Y конденсатора нет.
2. Нагрузил модуль двумя последовательными резисторами по 150 и 56 Ом, в сумме 206Ом. Подал питание 12В, на выходе, на нагрузке 23.9В, считай 24. Нагрев модуля через 25 минут работы 54 градуса:
3. Выходное напряжение по осциллографу:
Вход 12В, 0.265А, 3.18Вт
Выход 24В, 0.116А, 2.78Вт (нагрузка два резистора по 56+150Ом)
КПД 87%
4. Пульсации на выходе при нагрузке 206Ом - около 450мВ п-п. Никакие дополнительные конденсаторы или фильтры на выход не ставил.
Модуль уверенно стартует от +7В (если после запуска на 7В опустить до 6В, модуль будет работать, но самостоятельно от 6В уже не стартует). Стабилизации напряжения нет, вот что на выходе, при разном входе. Нагрузка та же, 206Ом:
7В 151мА, на выходе 13.8В
8В 174мА, на выходе 15.8В
9В 197мА, на выходе 17.9В
10В 219мА, на выходе 19.9В
11В 242мА, на выходе 21.9В
12В 265мА, на выходе 23.9В
13В 288мА, на выходе 26В
14В 310мА, на выходе 28В
Выше 14В не поднимал. Рекомендуемый диапазон входного напряжения по даташиту 10.8-13.2В, максимальное входное напряжение для 12В модуля до 18В:
Поскольку модули могут быть разных компаний, думаю, выше 15В на вход лучше не подавать, поскольку при 14В на выходе уже 28В, а большинство 15В лм-ок (которые будем ставить на выход модуля) имеют предел по входу до 35В.
Итоги.
1. Допустим, у нас передатчик будет питаться от 12В. Согласно экспериментам, модуль будет работать от 13.8В, бортовой сети, например мотоцикла или автомобиля.
2. Допустим, возьмём 3Вт DC/DC модуль с 12В входом и 24В выходом. Нам от него для питания затвора транзистора в модуляторе нужно +15В. То есть, будем ставить после модуля 15В лм-ку. Лм-ка съедает примерно 0,7..1,5В, какие-то меньше, какие-то больше. Когда аккумулятор у нас будет разряжаться, то модулятор и весь передатчик сохранят работоспособность до разряда аккумулятора в 9В. Поскольку при 9В питании на выходе модуля будет 18В, а после лм-ки всё так же будет 15В.
3. У модуля очень низкие пульсации, прямо не верится).
4. Малые размеры
5. Низкая цена (около 2$ с доставкой)
6. Низкая проходная ёмкость.
7. Высокая эффективность (КПД). В эксперименте выходной ток был 116мА, в реальности же, для питания затвора транзистора модулятора от 15В на частоте 100кГц, этот ток будет около 40-50мА. То есть, я провёл двухкратный по превышению рабочей мощности тест, и корпус модуля нагрелся всего до 54 градусов.
Да, нет никаких защит, нет стабилизации, нет управления. Но, это всё нивелируется другими положительными качествами. В общем, следующую печатную плату модулятора буду делать на этом модуле.
Сообщение отредактировал kotrad78 - Пятница, 2024-Дек-20, 23:17 |
| |
| |
| kotrad78 | Дата: Пятница, 2024-Дек-20, 23:43 | Сообщение # 7 |
|
опытный
Группа: Пользователи
Сообщений: 609
Статус: Offline
| Забыл добавить ещё один замер. При включении и выключении модуля скачков напряжения на выходе нет:
|
| |
| |
|
