學習設計一個BOOST電路,要求是輸入電壓15-20V,輸出電壓是40V,輸出電流2A!
看了一些資料,學習了電感的設計方法,決定使用50K的頻率,3525輸出單路方波25K,由于單路占空比達不到要求,所以兩路并聯使用,折算到電感的頻率又回到了50K。
根據設計,應選擇91UH的電感,電感峰值電流達6A(15V輸入的時候)。
先上原理圖吧,原理圖分為兩部分,一個是3525控制板,一個是功率板,采用閉環控制,PCB也上吧。
3525圖騰柱輸出
功率板PCB,3525雙路輸出分別驅動兩個3205,MOS管。
這是功率板PCB!
不知道設計上是否有問題,現在的問題很奇怪~有耐心的朋友聽我一一道來。
設計的時候應該是需要91UH的電感(這個值多方對比過,應該是可靠的),然后選擇磁芯開始繞電感,由于沒有任何經驗,就從手上翻出一些磁芯,從小到大挨個試了遍~繞制的時候都是用電感表測過,電感值均略大于91UH。
一號實驗電感:
上面兩個磁芯磁導率都比較大,只繞3匝就有100多UH得電感了,不知道什么材料的,實驗失敗,表現是輸出電流無法提高,以增加輸出電流,電源就保護啦,應該是電感飽和啦,而且在輕載能工作時,效率也很低,MOS發熱嚴重。
二號實驗電感:
考慮到之前電感飽和啦,使用一個更大的電感實驗吧,找出這么一個磁環,繞了7匝,有130多UH電感,上電實驗,效果跟一號磁環一樣。輸出電流無法提高,以增加輸出電流,電源就保護啦,應該是電感飽和啦,而且在輕載能工作時,效率也很低,MOS發熱嚴重。
三號實驗電感,大的不行換小的,這個電感繞了7匝,也是100多UH得電感,上電效果跟之前的一樣~~
考慮到電感工作之后,實際電感量可能減少,我又把之前的那些電感全拆了,多繞了一些,每個繞到300多UH,上電實驗,故障依舊。
急啦,隨便拿了一個以前繞的四號電感,上繞了很多雜,電感值3mH多,電試驗~靠,電路工作啦,能輸出2A電流,檔案沒有飽和!!
很無解啦,為甚四號電感這么多線,理論更容易飽和,為什么居然能讓電路工作呢?
既然電路開始工作啦,測測效率吧,使用四號電感,效率不高,只有70%左右,而且MOS管發熱很嚴重,滿載工作1分鐘,散熱片就燙的無法下手啦。分析了下,感覺這個四號電感還是飽和啦,就是飽和程度不高,所以決定用一個EI33磁芯繞一個電感~說干就干,用EI33繞了一個100UH的電感,沒有氣隙,上電實驗!
電感那一個響呀!!還是飽和啦呀~我無奈了,把EI磁芯的I磁條拿掉,上電!!!
電路居然神奇的工作啦,電感沒有聲音,沒有飽和,效率達到88%!!
把電感卸下來,一測,只有18UH電感,一個磁路封閉的電感,應該很難飽和,但是18UH的電感距離我的計算,十萬八千里,為什么依舊能正常工作呢,測試了下輸出紋波,跟使用3mH的四號電感差不多,真是無解啦!!
為了驗證我的計算值,我用EI骨架繞了28匝的銅線,插上E型磁芯,沒插I磁芯,用表一測,剛好90UH,很高興,開式磁路,應該不會飽和吧,又非常接近我的計算值,應該不會有問題吧,興致沖沖的上電實驗,結果很悲劇。
電感嗡嗡作響,效率很低,無法滿載工作,電感燙的不行~~~
我的天啊,折騰了兩天,沒辦法啦,來電源網求助,各位高手看看我的問題出在哪里吧。
現在整個板子這樣子的:
用的EI33的骨架,雙線繞了14匝,用0.86的線,線徑應該足夠啦。注意觀察底部,沒有I磁條,電感值14UH,電路工作正常,效率88%,滿載(80W輸出),工作10分鐘,MOS溫熱,但是電感很燙。
啰嗦了這么多,總結一下我的問題吧:
1、為何我計算的91uh的電感,使用14UH的能正常工作,按理說電感小,電流脈動率增加,峰值電流也增加的,輸出紋波應該惡化,但是實際情況是沒有,這是為什么?
2、為何用開式磁路的方式繞制了跟計算值很接近的電感(90uH),電感仍會飽和,且效率很低?
3、現在電感很燙,應該是電感值小,導致電感電流脈動率增加,電感峰值電流增加造成的,而且效率也不高,若想解決這個問題,進一步提高效率,應該怎么做?
4、我想繞一個91UH的電感,工作在我的電路中,不飽和,效率高,應該用什么樣的材料呢?
這個帖子寫了挺長時間,折騰了兩天,實在不知道該如何是好了,希望能得到熱心朋友的解答。我看了不少書,電感值的計算很明白,但是如何得到一個我需要的電感啊~~