自家製の降圧コンバータに問題があります。これは、ディスクリートMOSFETドライバを備えたTL494制御チップに基づいています。問題は、出力電流が特定の値を超えると、インダクターがきしむ音を立てるということです。
インダクタとして、私は最初に古いATX PSUからの一般的なトロイダルチョークを使用しました(黄色で1つの白い面)。しかし、私はそれが本当に熱くなっていることに気づきました、そしてそれは私の銅線の損失ではなく、それはスイッチングの用途ではなく、むしろフィルタリングの目的には適さないコアでした。それから私は小さなフェライト変圧器を分解し、それに自分のインダクタを巻きましたが、それは再びきしみました。
次に、コアが理想的に接着されていないことが原因であると考えたので、大きな変圧器(おそらく中央部分が丸いEPCOS E 30/15/7)でこれを行うことにしましたが、残念ながら、このコアで使用されている材料、およびギャップがあるかどうか)ですが、今回はコアを分解せずに巻線を慎重に取り外します。
結果は許容範囲内でした(私の信号発生器がまだ届いていないため、インダクタンスを正確に測定できませんが、10uH、6ターン(表皮効果を減らすための2本のワイヤーの)の領域です)。それでもきしみはありますが、LED照明では到達できない電圧と電流でのみです(基本的に、PWMを使用する代わりに独自のDC-DCコンバーターを作成して、LEDに印加する電圧を制御したいため、EMIが多すぎます)。
これは、インダクタパウダーコア(黄白色)をインダクタコアとして使用しているときに取り込んだ波形(インダクタを流れる電流、0.082Ω抵抗器での測定電圧降下〜0.1 measured)です。すべての波形はDC結合されています。
低出力電流:約。1A
中出力電流:およそ。2A
高出力電流:約。3A。このレベルできしみが始まります。しかし、インダクタコアが約200℃に加熱されたことを強調する必要があります。90℃。これは基本的に上からの波形のように見えましたが、低周波数の正弦波によって変調されました。
0Aに触れずに電流波形を一定のレベルで発振させることができませんでした。オンラインの波形の写真や、オシロスコープを備えたOSKJ XL4016降圧コンバーターでは、到達しないはずです。それはこのように見えました:(ペイントされた波形について申し訳ありませんが、残念ながら私はそれを保存しませんでした。それは要点を証明するだけです)
鳴き始めた瞬間に現在のフェライト変圧器-インダクターで得た波形です。
チャネル1(黄色):電流
チャネル2(青):インダクタ両端の電圧。
この時点できしみ音が現れます。出力コンデンサを増減してみましたが、一般的には問題が解決しませんでした。また、リンギングが減衰します。非絶縁MOSFETヒートシンクに触れると、このリンギングが存在する理由さえわかりません。
これは私の回路図です(これは私のPCBに完全にあるものではありませんが、2つの抵抗ではなく電位差計と100 kHzの周波数を取得するために微調整されたコンデンサー値のように、変更はわずかです)。ピン2は現在Vrefに接続されており、ピン16はGNDに接続されており、コンバーターを永続的にオンにします。Vin–入力電圧= 24V。ダイオードD5で見られる高いピーク電流のため、5Aの場合はより耐久性のあるものに置き換えられました。
D4、C2、R15は最終的にはより優れた堅牢なソリューションに置き換えられましたが、インダクタL1の波形には影響しません。これは私のPCBレイアウトで、別のアプリケーション用に設計されています(最大0.5A〜1Aが必要なので、そこにヒートシンクを追加しませんでした)。また、一部の抵抗とコンデンサの値は手動で調整され、全負荷で最大86%の効率を実現しました。おそらくゲート信号とRdsの立ち上がりと立ち下がりが遅いため、MOSFET Q7で無駄な電力の大部分が発生します。 (オン)、0.3 being
現在(テスト中)インダクターははんだ層の上に吊り下げられています(指定されたスペースに収まりきらないため、このボードを設計していたときに、通常の鉄粉コアを他のコアに使用できないことを知りませんでした) LM2576に基づくコンバーターは問題なく動作しましたが、電圧レギュレーションに問題があるため、これを設計したいと思いました)。最後に、インダクターがきしむ音を開始した電圧と電流を記録しました。結果は次のとおりです。
- 5 V – 0.150 A←最小出力電圧
- 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←設計された出力電流
- 12 V – 3.1+ A
- 13 V – 3.1+ A←最大出力電圧
その後、1ターンほど巻き戻すことでインダクタンスを下げたところ、はるかに低い電流できしみ音が鳴り始めました。巻線を追加しても同じことが起こります。周波数を変更しても、面白いことは何も起こりません。また、TL494データシート内に提供されている式を使用してコンデンサとインダクタの値を計算しましたが、それらも同様にきしみました。すべての電流測定はインダクタの出力側で行われました。出力コンデンサのESRを測定しましたが、LCR-T4テスターは0.09Ωを示しました。
要約すると:私は、うなり/きしむインダクタに問題があり、それを修正する方法がわかりません。
すべてのレベルで、LEDライトはインダクターを鳴らすために必要な電流をあまり消費しませんが、私の心は本当にこれがなぜ起こっているのか、そして私が理解していないことや理解していないことを知りたいです。私を助けてください。詳細を逃した場合は、この質問のコメントに記入します。私の「英語」に間違いがあってすみません、それは私の母国語ではありません。私はこの分野での経験がありませんので、大きな間違いをした場合はご容赦ください。
編集: 「すべてのレベルで、LEDライトはより少ない電流を消費します。これはインダクターをきしむために必要です。」つまり、LEDは常により少ない電流を消費し、インダクターをきしむようにするために必要です⇒通常の動作中、インダクターはすべきではありませんきしむ。出力電流、スイッチング周波数、出力電圧を変えながら波形を動画でYouTubeにアップロードしました。負荷は、MOSFETとMOSFETゲートの電圧を調整するポテンショメータから作られた、その場しのぎの「定電流負荷」であり、粗雑ですが、機能します。mehmet.ali.anilが書いたように(しかし、彼が答えを削除したことがわかりました)、新しいワイヤを巻いてインダクタンスを約200uHに増やし、ビデオの最後で周波数を誤って調整したことがわかります。 「完璧な」値であり、CCM作業が成功した結果、しかし、それは常に静かにきしみ音を発し、特に出力電圧の変化の間はしつこく鳴ります。さらに、周波数は本当に限界に近く、約300 kHzです。事前に似たような動画をアップロードしておけばよかった。ここにリンクがあります:https://youtu.be/tgllx-tegwo