Rüzgar tribünü için buck-boost converter tasarımı hakkında ( serzeniş içerir)

[seyityildirim]

Merhaba arkadaşlar,
Model olarak rüzgar tribününün 5V @50Hz - 16V @50Hz arasında bir sinyal ürettiği varsayılıyor. Çıkıştan ise 13.8V sabit bir gerilim oluşturmamız isteniyor. İstenilen gerilim giriş geriliminin bazı zamanlar altında bazı zamanlar üstünde olacağından buck-boost converter ile bu iş çözülecek. Buck boost converter ise PI control ile denetlenecek. Çıkış gerilimini okuyup ona göre mosfetin duty si ayarlanacak. Bunun için gerekli devreyi tasarladım. Simülasyon sonuçları gayet güzeldi. Ben de baskı devre hazırladım. Çıkışta saçma sapan bir Ac sinyal görüntüledim. Sorunu araştırdım. Acaba mosfet mi sürülmüyor dedim. mosfeti TLP250 entegresi ile sürüyorum. TLP250 nin çıkışına baktım gayet güzel pwm geliyor yani mosfetin gate bacağına gelen sinyal +12V ile 0V olarak anahtarlama yapıyor. daha sonra PI control kısmını da çıkardım sabit pwm veriyim dedim. Yine çıkışta birşey yok.  Buck boost devresi şu şekilde



minumum indüktör değerini 87 uH olarak hesapladım. Garanti olması açısından 330uH seçtim. aynı şekilde kapasite değerini de ripple ın küçük değerde olması için hesap yaptığım değerden yüksek seçtim.

TLP devresi şu şekilde





Arkadaşlardan bazıları şunu dile getirdiler. devredeki tüm GND ler birbirinden ayrı olmalı. fakat buna anlam veremedim. Tüm GND leri birleştirmek veya Ayrı tutmak neyi değiştirebilir? bunu anlamadım. Baskı devrede GND leri değiştiremediğimden breadboarda yeni bir devre kurdum. tüm toprakları ayrı verdim. Yine çıkış yok arkadaş!

Kısacası 3 senelik mühendislik öğrencisiyim. Simülasyon programalrında herşey çok güzel çalışır. Gerçekte devreyi kurarım. Çalıştığı çok nadir olur. Yani ben 3 senedir neyi kaçırıyorum.? neyi bilmiyorum ? bunu bana öğretin. Bıktım şu devrelerin çalışmamasından.

[mistek]

Mosfeti süremiyorsunuz çünkü çıkış gerilimi 13.8V olduğunu varsayarsak mosfetin source ucunda yaklaşık 13V gerilim olacak. Sizin Gate ucuna en azından 23V uygulamanız gerekiyor ki mosfet iletime geçsin.

Ölçümlerinizi Gate-GND arasında değilde Gate-Source arasında yaparsanız muhtemelen sorun anlaşılır.

Anahtar kelimeniz: Bootstrap mosfet gate drive

[seyityildirim]

Mosfeti süremiyorsunuz çünkü çıkış gerilimi 13.8V olduğunu varsayarsak mosfetin source ucunda yaklaşık 13V gerilim olacak. Sizin Gate ucuna en azından 23V uygulamanız gerekiyor ki mosfet iletime geçsin.

Ölçümlerinizi Gate-GND arasında değilde Gate-Source arasında yaparsanız muhtemelen sorun anlaşılır.

Anahtar kelimeniz: Bootstrap mosfet gate drive

Yarın ilk işim labaratuvara gidip denemek olacak teşekkür ederim..

[seyityildirim]

@mistek hocam. Bugün şöyle bir deneme yaptım. Baskı devreyi değiştiremediğim için TLP250 yi 25 Volt ile besledim. Yani Gate bacağına 25Volt ile 0Volt olacak şekilde pwm geldiğini ölçtüm. ancak çıkışta yine anlamlı bir sonuç alamadım. Anahtar kelime olarak verdiklerinizi arattırdım. Bunlar için özel entegreler olduğunu ve bu entegrelere bağlanacak kapasitör hesabını  olduğunu gördüm. Demem o ki benim 24 Volt luk pwm sinyali işe yaramadı. Bu neden olabilir? illa o özel entegreleri mi kullanmam gerekir?

[Yuunus]

...mosfetin iletime gecebilmesi icin source ile gate uclari arasina yaklasik 10v uygulaman gerekir. mosfeti asagidaki gibi bir yapida tetiklersen devre senin icin daha anlasilir olur,

cunki senin devrende gnd leri birlestirsen bile ilk pulse den sonra mosfetin gate ucu bobin ustunde olusacak ters emk dan etkilenir ve is senin kontrolunden cikar cunki bobinde olusacak ters emk senin pwm genliginden katbekat yuksek olabilir ve senin pwm sinyalini bastirabilir, bence ilk etapta hazir devre semalarini inceleyip uygularsan isin daha kolay olur.

[HexfeT]

Kimse kusura bakmasın, dilimi tutamayacağım. Üç senelik mühendislik öğrencisinin bir mosfet'in hangi koşulda iletime gireceğini bilmeyip, en temel yapıda çakılması bana normal gelmiyor. Kendisini tenzih ederek böyle eğitimin ta... diyorum. Konunun serzenişi bu olsun..

Mevcut durumda bu fet'i sürebilmen için TLP'yi izole bir kaynaktan besleyip TLP GND'sini fet'in source bacağına bağlaman lazım.

[seyityildirim]

@digiman şeklini verdiğiniz devre buck-boost değil.
@HexfeT hocam, ben öğrenmek için elimden geleni yapıyorum lakin henüz okulda mosfet nasıl sürülür sürme teknikleri nelerdir? diye birşey öğretilmedi. kendimiz datasheetlerden veya bu tarz forumlardan öğrenmeye çalışıyoruz.

Bağlantı önerinize gelince, TLP nin GND sini source bacağına bağladığım durumda TLP beslemesinin 12V olması yeter dimi?. çünkü GND yi source ucuna bağlarsak @mistek hocamın dediği durum ortadan kalkıyor sanırım. Ancak @mistek hocamın dediği yöntemle neden sonuç alamadım ? ters emk yüzünden mi?

hepinize teşekkürler..

[Yuunus]

Sagol ogrenmis oldum

[seyityildirim]

@HexfeT hocam. aklıma bir soru daha geldi. Şimdi Source bacağını TLP nin GND sine bağladık diyelim. dolayısıyla indüktörün üst bacağı da GND de olmuş oldu. Aynı zamanda indüktörün alt bacağı da devrenin GND sine bağlı. Yani PWM in + kısmında indüktörün bir ucu TLP nin GNDsinde, diğer ucu devrenin GND sinde. Bu durumda indüktör şarj olur mu?

[z]

Böyle yapacaksın.

[seyityildirim]

@z hocam girişte transformatörü değilde tek bir sinyal generatöründen çıkan 5V-15V arası değişen bir Ac sinyal var. Siz transformatörü o şekilde bağlayarak iki adet yalıtımlı toprak sağladınız sanırsam.

[z]

Tek voltaj kaynağın varsa TLP voltajını ondan izoleli olacak şekilde DC/DC converterle halledersin.

Trofolu gate sürücü yapabilirsin ancak pwm duty değeri dar aralıkta değiştirileceğinden önerilmez.

İçinde DC/DC converteri olan sürücüler de var. Onlardan da kullanabilirsin.

Bu konfigürasyonda TLP'ye 24v vererek  12v ile beslenen MOS'u süremezsin. Örnek devre çıkışı negatif olduğundan TLP voltajı 24+Vo gibi büyük değerlere çıkar.