我的自制降压转换器有问题。它基于带有我的分立MOSFET驱动器的TL494控制芯片。问题是,当输出电流超过某个值时,我的电感器会吱吱作响。
作为电感器,我首先使用了来自旧ATX PSU(黄色带一个白面)的普通环形扼流圈。但是我注意到它确实很热,这不是我铜线的损耗,它是不适合开关应用的磁芯,而是用于滤波目的。然后,我拆解了一个小的铁氧体变压器,将自己的电感器缠绕在其上,但它再次发出吱吱声。
然后我认为这可能是由于磁芯没有理想地粘合在一起,所以我决定在更大的变压器上进行此操作(可能是具有圆形中心部分的EPCOS E 30/15/7,但不幸的是,我不知道芯子中使用的材料以及是否有间隙),但是这次小心地移除了绕组而没有拆开芯子。
结果是可以接受的(我的信号发生器尚未到达,因此我无法精确测量电感,但是它在10uH的范围内,共6匝(使用几根导线以减少趋肤效应)。它仍然在发出吱吱声,但仅在我的LED照明可能无法达到的电压和电流下(基本上,我想创建自己的DC-DC转换器来控制施加到LED的电压,而不是使用PWM,这会产生过多的EMI) )。
这是波形(电流流过电感器,在0.082Ω电阻器上测得的电压降〜0.1Ω),当我使用铁粉芯(黄白色)作为电感器芯时,我捕获了这些波形。每个波形都是直流耦合的。
低输出电流:约。1A
中等输出电流:2A
高输出电流:约。3A。在此级别开始吱吱声。但我必须强调指出,电感器磁芯已加热至 90℃。从上方看,它基本上看起来像一个波形,但由低频正弦波调制。
如果不触摸0A,则无法使电流波形在一定水平之间振荡。我看到它不应该在在线波形图和带有示波器的OSKJ XL4016降压转换器中达到。看起来像这样:(对绘制的波形很抱歉,但不幸的是我没有保存它;这只是证明了这一点)
这是在开始吱吱声时我用电流铁氧体变压器电感得到的波形。
通道1(黄色):电流
通道2(蓝色):电感两端的电压。
此时出现吱吱声。我尝试增加和减少输出电容器,但通常无法解决问题。另外,当我触摸非隔离的MOSFET散热器时,振铃会减弱,我什至不知道为什么这种振铃甚至存在。
这是我的原理图(这并不是我的PCB板上的全部,但变化只是微妙的,例如电位计而不是2个电阻器以及经过微调的电容器值,以获得100 kHz的频率)。引脚2当前连接到Vref,引脚16连接到GND,以永久打开转换器,Vin –输入电压= 24V。由于二极管D5看到的峰值电流很高,因此用5A的更耐用的二极管代替了它:
最终,D4,C2,R15被更好,更强大的解决方案所取代,但它不会影响电感L1上的波形。这是我的PCB布局,它是为不同的应用设计的(要求最大0.5A – 1A,因此我没有在其中添加任何散热器)。同样,一些电阻和电容的值经过手动调节,以使其在满载时的效率达到〜86%,浪费的大部分功率发生在MOSFET Q7中,这可能是由于栅极信号和Rds的上升沿和下降沿缓慢造成的(on),为0.3Ω。
现在(在测试过程中)电感器悬挂在焊料层上方(因为它太大而无法容纳在指定的空间中,所以当我设计该板时,我不知道我不能使用普通的铁粉芯,而另一端转换器,基于LM2576,它工作正常,但是电压调节存在问题,因此我想设计一个。最后,我记录了在该电压下的电压和电流,在该电压下电感器开始发出可听见的吱吱声,结果如下:
- 5 V – 0.150 A←最小输出电压
- 6 V – 0.300 A
- 7 V – 0.400 A
- 8 V – 1 A
- 9 V – 2.5 A
- 10 V – 2.7安
- 11 V – 3.1 A←设计输出电流
- 12 V – 3.1+ A
- 13 V – 3.1+ A←最大输出电压
之后,我通过放开1匝来降低电感,并开始以低得多的电流发出吱吱声。当我添加更多绕组时,也会发生同样的情况。当我更改频率时,没有任何有趣的事情发生。我还使用TL494数据表中提供的公式计算了电容器和电感器的值,但这些数据也令人吃惊。每次电流测量均在电感器的输出侧进行。我已经测量了输出电容器的ESR,LCR-T4测试仪显示为0.09 9。
总结一下:我在抱怨/尖叫电感器时遇到问题,不知道如何解决。
在每个级别上,我的LED灯消耗的电流都更少,这是使电感器发出吱吱声所需的电流,但是我的内心真的很想知道为什么会这样以及我不理解或理解的错误。请帮我。如果我错过了任何细节,我会在对此问题的评论中写下它们。很抱歉我的“英语”中有任何错误,这不是我的母语。我在这一领域没有经验,所以请您原谅我犯了一些大错误。
编辑: “在每个级别上,我的LED灯都会消耗较少的电流,这是使电感器发出吱吱声的必要条件”-我的意思是,LED总是应该消耗较少的电流,这是使电感器发出吱吱声所需的电流⇒在正常工作期间,电感器不应吱。我在将输出电流,开关频率和输出电压更改的同时,将显示波形的视频上传到YouTube。负载是我临时设计的“恒定电流负载”,它是由MOSFET和在MOSFET栅极调节电位器的电位器制成的,虽然很粗糙,但是可以工作。正如mehmet.ali.anil所写(但现在我知道,他删除了答案),我通过缠绕一根新导线将电感增加到大约200uH,在视频结尾,您可以看到,我不小心将频率调整为一个“完美”的价值,导致CCM工作成功完成,但它始终无声地发出吱吱声,尤其是在输出电压变化期间。此外,该频率实际上接近极限,约为300 kHz。抱歉,我应该提前上传类似的视频。这是它的链接:https://youtu.be/tgllx-tegwo