学习设计一个BOOST电路,要求是输入电压15-20V,输出电压是40V,输出电流2A!
看了一些资料,学习了电感的设计方法,决定使用50K的频率,3525输出单路方波25K,由于单路占空比达不到要求,所以两路并联使用,折算到电感的频率又回到了50K。
根据设计,应选择91UH的电感,电感峰值电流达6A(15V输入的时候)。
先上原理图吧,原理图分为两部分,一个是3525控制板,一个是功率板,采用闭环控制,PCB也上吧。
3525图腾柱输出
功率板PCB,3525双路输出分别驱动两个3205,MOS管。
这是功率板PCB!
不知道设计上是否有问题,现在的问题很奇怪~有耐心的朋友听我一一道来。
设计的时候应该是需要91UH的电感(这个值多方对比过,应该是可靠的),然后选择磁芯开始绕电感,由于没有任何经验,就从手上翻出一些磁芯,从小到大挨个试了遍~绕制的时候都是用电感表测过,电感值均略大于91UH。
一号实验电感:
上面两个磁芯磁导率都比较大,只绕3匝就有100多UH得电感了,不知道什么材料的,实验失败,表现是输出电流无法提高,以增加输出电流,电源就保护啦,应该是电感饱和啦,而且在轻载能工作时,效率也很低,MOS发热严重。
二号实验电感:
考虑到之前电感饱和啦,使用一个更大的电感实验吧,找出这么一个磁环,绕了7匝,有130多UH电感,上电实验,效果跟一号磁环一样。输出电流无法提高,以增加输出电流,电源就保护啦,应该是电感饱和啦,而且在轻载能工作时,效率也很低,MOS发热严重。
三号实验电感,大的不行换小的,这个电感绕了7匝,也是100多UH得电感,上电效果跟之前的一样~~
考虑到电感工作之后,实际电感量可能减少,我又把之前的那些电感全拆了,多绕了一些,每个绕到300多UH,上电实验,故障依旧。
急啦,随便拿了一个以前绕的四号电感,上绕了很多杂,电感值3mH多,电试验~靠,电路工作啦,能输出2A电流,档案没有饱和!!
很无解啦,为甚四号电感这么多线,理论更容易饱和,为什么居然能让电路工作呢?
既然电路开始工作啦,测测效率吧,使用四号电感,效率不高,只有70%左右,而且MOS管发热很严重,满载工作1分钟,散热片就烫的无法下手啦。分析了下,感觉这个四号电感还是饱和啦,就是饱和程度不高,所以决定用一个EI33磁芯绕一个电感~说干就干,用EI33绕了一个100UH的电感,没有气隙,上电实验!
电感那一个响呀!!还是饱和啦呀~我无奈了,把EI磁芯的I磁条拿掉,上电!!!
电路居然神奇的工作啦,电感没有声音,没有饱和,效率达到88%!!
把电感卸下来,一测,只有18UH电感,一个磁路封闭的电感,应该很难饱和,但是18UH的电感距离我的计算,十万八千里,为什么依旧能正常工作呢,测试了下输出纹波,跟使用3mH的四号电感差不多,真是无解啦!!
为了验证我的计算值,我用EI骨架绕了28匝的铜线,插上E型磁芯,没插I磁芯,用表一测,刚好90UH,很高兴,开式磁路,应该不会饱和吧,又非常接近我的计算值,应该不会有问题吧,兴致冲冲的上电实验,结果很悲剧。
电感嗡嗡作响,效率很低,无法满载工作,电感烫的不行~~~
我的天啊,折腾了两天,没办法啦,来电源网求助,各位高手看看我的问题出在哪里吧。
现在整个板子这样子的:
用的EI33的骨架,双线绕了14匝,用0.86的线,线径应该足够啦。注意观察底部,没有I磁条,电感值14UH,电路工作正常,效率88%,满载(80W输出),工作10分钟,MOS温热,但是电感很烫。
啰嗦了这么多,总结一下我的问题吧:
1、为何我计算的91uh的电感,使用14UH的能正常工作,按理说电感小,电流脉动率增加,峰值电流也增加的,输出纹波应该恶化,但是实际情况是没有,这是为什么?
2、为何用开式磁路的方式绕制了跟计算值很接近的电感(90uH),电感仍会饱和,且效率很低?
3、现在电感很烫,应该是电感值小,导致电感电流脉动率增加,电感峰值电流增加造成的,而且效率也不高,若想解决这个问题,进一步提高效率,应该怎么做?
4、我想绕一个91UH的电感,工作在我的电路中,不饱和,效率高,应该用什么样的材料呢?
这个帖子写了挺长时间,折腾了两天,实在不知道该如何是好了,希望能得到热心朋友的解答。我看了不少书,电感值的计算很明白,但是如何得到一个我需要的电感啊~~