Progetto PWM SG3525A 100 kHz per Inverter DC/AC 12/230

[Superfelix]

ciao lelerelele...
credo che a 30 kHz quei pulldown debbano essere più piccoli, da 10K potrebbe rallentare velocità commutazione e rischio di conduzione parziale... vorrei portarla a 1K per maggiore rapidità spegnimento. Sono tutti valori da ottimizzare qua e la... intanto volevo raccapezzarci qualcosa con i vari blocchi dello schema e vedere se può funzionare... poi ogni osservazione quando arriva arriva... ti ringrazio

[Superfelix]

BrunoValenteIl discorso del comparatore, nasce proprio per evitare che Rsense venga attraversata da tutto il carico ed essere una stufetta che irradi il circuito di notevoli disturbi. L'idea è quella di prelevare tensione da un ramo di controllo e non di potenza, in modo che rsense venga di piccole dimensioni ( diciamo 1/2 watt anziche 25 ) e circoli in essa poca corrente, in modo che la sua caduta di tensione possa comparata con 358.
Devo abbassare il segnale di 1,5 vot ( almeno ) dalla 12 Vcc mi sembra di capire per un funzionamento degli ingressi corretto. Potrei abbassare gli ingressi con un partitore ? diciamo sui 5 vcc?
L'eventuale uscita che va al 2N2222 per spegnimento PWM e riavvio dopo 10 sec puù funzionare nel modo in cui è stata disegnata?

[BrunoValente]

L'uscita con il 2222 in linea di principio funziona ma continuo a non capire come possa funzionare il comparatore: perché ritieni che il valore della corrente che scorre in Rs sia proporzionale a quello della corrente che scorre nel carico? Mi sfugge qualcosa?

[Superfelix]

In effetti cos' è come se stesse collegata al centro del primario dove passa tutta la corrente

Volevo trovare un modo per comparare la caduta di tensione senza un sense ad alta potenza.

[BrunoValente]

In effetti cos' è come se stesse collegata al centro del primario dove passa tutta la corrente

Volevo trovare un modo per comparare la caduta di tensione senza un sense ad alta potenza.

Ma la corrente di assorbimento del circuito che proviene da Vcc non scorre in Rs, o meglio, non scorre in Rs con il circuito che hai disegnato.

Superfelix, capisco il tuo entusiasmo che ti spinge a voler portare avanti questo progetto ma ritengo doverti ripetere quello che ti ho già detto in precedenza sperando di non urtare la tua sensibilità: il tuo livello di competenza deve crescere TANTO per affrontare questo circuito, altrimenti vai incontro ad un insuccesso, in quel circuito ci sono aspetti ben più complessi di questo della rilevazione della corrente di assorbimento che comunque ti ha messo in gran difficoltà, aspetti di cui ignori l'esistenza... trai tu le conclusioni.

[Superfelix]

BrunoValente Ma no figurati, pensavo di essere io ad urtare o abusare della disponibilità degli altri. Per me nessun problema e capisco perfettamente quanto dici.
Con questo progetto non volevo essere provocatorio visto il mio attuale livello di preparazione. Volevo uscire un po' dalle solite realizzazioni obbistiche che faccio, esplorando nuovi campi dell'elettronica diversi e più complessi di quelli in cui ho mosso i primi passi.
Per quanto riguarda l'insuccesso, in queste 12 pagine di post, grazie agli interventi degli utenti, sono riuscito a focalizzare alcuni aspetti e problematiche proprie di queste circuitazioni che non conoscevo prima ma ora si... se la si vede da questo punto di vista ho più crediti che debiti personali sull'argomento e questo lo posso ritenere già un piccolo successo ( vedi per esempio, l'ostinazione a tenere lo stadio buffer a discreti, che, nel corso della discussione si è ritenuto dispensabile per il pilotaggio di due soli mosfet... il tutto per capirne il funzionamento più che l'utilità circuitale... e così anche altri aspetti ).
Lo studio, prima ancora della realizzazione di concetti a me prima sconosciuti, sono di grande arricchimento personale e per questo non smetterò di ringraziare chiunque voglia, ed è finora intervenuto, con consigli teorici, pratici o risolutivi con correzioni sullo schema meglio ancora se supportati da una spiegazione, che poi, dovrebbe essere la mission in un forum di appassionati oltre che di professionisti come questo.
Poi l'insuccesso pratico, l'ho messo nel calderone dai primi momenti... proprio perché non avrei capito dove sarei andato a parare con questo progetto, che, seppur complesso, mi ha dato modo di approcciarmi a fidocadj per la prima volta, altro motivo di successo per me ( seppur piccolo... intendiamoci ).
Insomma, tutto per dire, che l'appetito vien mangiando... quello che non conosco oggi, magari lo imparo strada facendo proprio sbagliando su questo progetto ( che altro potrebbe non essere che un personale banco di prova e di test), come ad oggi ho imparato grazie ad alcune dritte, le insidie che si celano nell'alta frequenza e le soluzioni a cui nel tempo gli elettronici hanno con astuzia dovuto ricorrere per arginare determinate problematiche legate ad essa. Per me, cose molto interessanti.

Vabbè... senza dilungarmi oltre... io resto da queste parti, magari continuo a piccoli passi a comprendere qualcosa, fino ad arrivare tra altre 20 pagine a vedere la fine del tunnel, oppure chissà lascio stare...
Detto ciò se vuoi passare anche solo per un saluto, per me è ugualmente un grande piacere!
Buona serata

[BrunoValente]

In elettronica e non solo in elettronica, non conviene saltare tappe nel percorso formativo, altrimenti non si riesce più a comprendere gli argomenti delle tappe successive, di conseguenza, nel tentativo di imparare cose nuove progettando un circuito troppo complesso, si rischia che l'apprendimento di concetti nuovi possa avvenire solo in forma incompleta quindi insufficiente a raggiungere quella autonomia che ti permette di partorire idee sensate che poi in pratica funzionino.

Questo che sto dicendo succede perché nelle discussioni con chi ne sa più di te, come quelle che si fanno qui, per forza di cose, non vengono affrontati tutti gli argomenti necessari al progredire dell'apprendimento ma molti di quelli propedeutici non vengono nemmeno sfiorati: se si affrontano gli aspetti importanti in un circuito come questo, a nessuno degli esperti viene in mente di trattare la legge di Ohm o di spiegare come mai e in che modo saturano i nuclei o quando e come un condensatore si carica.

Questo succede perché, ovviamente, si dà per scontato che queste nozioni di base e tante altre come queste, tutti le abbiano già digerite, altrimenti la discussione diverrebbe impossibile.

Ecco quindi che alcune soluzioni proposte dagli esperti possono venire recepite da chi non è pronto solo come buone ricette da adottare, però senza riuscire a capire perché lo siano e ti assicuro che, quando questo si verifica, quel presunto apprendimento a base di buone ricette da adottare non serve proprio a nulla perché poi succede sicuramente che non si è in grado di riconoscere il giusto contesto nel quale funzionano o non si è in grado di adeguarle quando il contesto è diverso.

La cosa strana, per me incomprensibile, è che vi siano persone che vivono tutto il loro percorso formativo, hobbistico o scolastico che sia, ostinandosi a non voler capire nulla e limitandosi solo a collezionare buone ricette da adottare suggerite da questo o da quello, non mi sto riferendo a te ma proprio recentemente abbiamo avuto esempi plateali in questo senso.

E poi tra questi, cosa per me ancora più incomprensibile, c'è chi si erge a professore sproloquiando a tutti perché è vero che gli asini volano.

[IsidoroKZ]

Solite risposte a messaggi vari, a partire dai piu` recenti.

Come dice anche BrunoValente, uno switching e` un circuito complicato, per riuscire a capirlo, progettarlo e farlo funzionare servono tante cose.

La prima e` una conoscenza solida dell'elettronica di base. Quella che permette di calcolare una resistenza equivalente, come varia la corrente in un induttore, una costante di tempo, il funzionamento di uno stadio a transistori, una funzione di trasferimento stabile di un operazionale...

La seconda cosa e` una conoscenza approfondita delle topologie di switching su cui si sta lavorando. Questo tipicamente lo si trova in un qualche corso universitario. Molti manuali pratici su questo punto fanno danni, insegnano cose sbagliate o in modo inutilmente complicato (un po' come faceva nuova elettronica ).
Una dozzina di anni fa c'era stato un lunghissimo thread su un convertitore buck, partito con una domanda su un argomento marginale, che poi si era sviluppata bene. L'OP (Ste75) aveva una solida conoscenza dell'elettronica di base, ma gli mancavano le parti della potenza. Nel giro di un lungo thread, aveva acquisito tutto quanto gli serviva. Dagli un'occhiata per vedere quante cose si nascondono dentro a un circuito semplice come un buck. Quello che stai facendo e` un derivato di un buck, un po' piu` complicato.

In questa sezione entrano anche le conoscenze di tecnologia dei componenti (parametri parassiti) e di compatibilita` elettromagnetica per il layout.

Terzo elemento che serve per un buon progetto e` l'analisi di che cosa c'e` in giro: guardare degli schemi, studiarli, capire come funzionano e come sono stati calcolati. Non si puo` progettare un motore a combustione interna se prima non se ne sono visti altri e studiati bene (e il primo chi l'avra` costruito? ). Questo e` un punto delicato perche' alcune cose si trovano con difficolta`, mentre spesso si trovano fesserie fatte da incompetenti. Ad esempio studiare le application notes del costruttore dell'integrato di controllo e` sempre una buona cosa. Peccato che per il 3525 sia riuscito a trovare solo questo documento che racconta come e` fatto dentro il 3525. Questo integrato e` vecchio, nato prima di internet, e in rete non si trova molto. All'epoca le application notes erano cartacee, quando andava bene c'erano dei CD con sopra la documentazione. Purtroppo il mio materiale cartaceo e` in Italia.

Un esempio di circuito come quello che vuoi fare tu e` questo, in cui l'amplificatore di errore interno al 3525 e` usato proprio come amplificatore, non come comparatore. Cerca se ne trovi altri in giro e fammi vedere che cosa trovi, perche' in rete si trova tutto e il suo contrario!

Infine, il quarto elemento che serve per fare uno switching che funziona, e` di averne fatto esplodere qualcuno in precedenza . Ai miei studenti dico sempre che il primo switching che faranno, se va bene fa una fumata, se va male KABOOM! Si chiama esperienza . Alcuni mi hanno scritto anni dopo dicendomi che mi ero sbagliato, il loro primo switching aveva funzionato

Comunque il mio suggerimento a questo punto e` di guardare se trovi qualche schema buono con un pushpull elevatore e poi lo analizziamo. Probabilmente e` piu` proficuo che continuare a modificare a caso lo schema su cui stiamo discutendo.

(111)
credo che a 30 kHz quei pulldown debbano essere più piccoli, da 10K potrebbe rallentare velocità commutazione e rischio di conduzione parziale...

Quelle resistenze non servono a nulla! Il MOS e` spento dal pnp non dalle resistenze verso ground. E anche il driver a transistori non serve a nulla, capisco che ti piaccia, ma non serve.

(108)
Come dice Bruno, stai violando il range di modo comune dell'operazionale di limitazione di corrente, e il circuito di limitazione non e` sbagliato, e` incomprensibile! Fai lo schema del solo sensing di corrente, in cui metti anche dove viene collegato.

Il simbolo di ohm che nello schema viene diverso dipende dalla codifica dei simboli impostati sul tuo browser.

Per la limitazione di corrente media in ingresso puoi mettere una resistenza di valore molto piccolo (shunt), ad esempio 1mΩ 1W, oppure 2mΩ 2W, e poi amplifichi. Altra soluzione potrebbe essere un sensore Hall della Allegro.

(105)
Il timer di restart fatto in quel modo con il 2N2222 non funziona, neanche se ci sono abbastanza ritardi in giro per il circuito. La ragione e` duplice: per fermare il PWM il piedino 10 deve andare alto, mentre mi pare di capire che il circuito nel cerchio blu funzioni al contrario. La seconda ragione e` che il piedino 10 e` tenuto basso dalla resistenza da 4.7kΩ. Scommetto che quando hai disegnato questa parte dello schema, non avevi davanti il datasheet del 3525 che ha lo schema a blocchi interno e permette di vedere come funziona.

Il blocco di controllo di tensione e` ancora un comparatore, non un ampli di errore. E adesso hai anche la retroazione positiva. Credo che nel thread che ho indicato prima ci siano i circuiti equivalenti per vedere come si comporta il sistema.


Induttore: lo si calcola prima del condensatore. In genere l'induttore e` un componente piu` costoso del condensatore, piu` difficile da trovare, quindi si ottimizza quello, progettandolo in funzione di frequenza, tensione, carico minimo...
Poi si sceglie il condensatore in funzione delle specifiche di ripple e undershut/overshoot dell'uscita. In ogni caso non si dice, "mettiamo il filtro a un decimo della frequenza di commutazione", le specifiche sono diverse. Lo so che si trova anche questo metodo, ma lo usa chi non sa fare di meglio . In questo articolo trovi qualche cenno su come si dimensiona l'induttore e il condensatore di uscita in un convertitore buck. Che conti hai fatto per mettere in uscita una capacita` da 4400uF?

Le altre parti non menzionate verosimilmente non le ho analizzate
Ad esempio sul secondario del trasformatore c'e` scritto 230V Vac, che ovviamente non ha senso. Li` c'e` un'onda quadra con tensione di picco maggiore di 350V!

[lelerelele]

ciao lelerelele...
credo che a 30 kHz quei pulldown debbano essere più piccoli, da 10K potrebbe rallentare velocità commutazione e rischio di conduzione parziale

mi pare che non tu abbia ben chiaro come lavora il circuito,

1) immagina di essere il nodo in gate, vedrai una impedenza che è la somma di 10K e 4.7K, quindi tra le due quella he avrà la meglio è la 4.7, la 10 avrà un ruolo piu marginale. questa impedenza è quella che contribuirà a darti la velocità di commutazione,
2) sul gate vedrai un partitore, che ti darà una tensione in rapporto 10/(4.7+10), questo è il bilancio delle tensioni che partono dal pushpull ed arrivano in gate.

alla luce di queste considerazioni,
non credo che possa avere nessun problema di conduzione non voluta, quando il push-pull va basso avrai sul gate una tensione che non è in grado di fare condurre neanche i mosfet a gate sensibile.
non è il 10K che ti va ad interdire il mosfet piu velocemente, visto che la impedenza del nodo è prevalentemente data da 4.7K, e comunque è il push-pull che attraverso la sua bassisisma impedenza pilota il tutto, (attraverso la 4.7K).
abbassare 10K non da nessun vantaggio e può dare enormi problemi se il mosfet non sarà in gardo di saturare avendo una tensione in gate piu bassa del dovuto.

consigio, cerca di capire bene le dinamiche del circuito, se vuoi procedere con maggiori certezze che tentativi.

saluti.

[Superfelix]

Ringrazio tutti per le spiegazioni e i consigli del caso...
Comprendo bene le riflessioni di BrunoValente ed anche i miei limiti su un progettino un po' ambizioso per le mie tasche. Capisco anche la riflessione di IsidoroKZ di considerare di ragionare su altro tipo di schema più funzionale per analizzarlo ed accantonare questo che passo dopo passo si sta complicando per me a livello teorico, figuriamoci quello pratico. Un idea, potrebbe essere anche quella di partire dallo studio dell' integrato, per provare il corretto funzionamento del PWM e procedere per blocchi ( che è quello che avrei voluto fare dall'inizio ) e fermarmi prima della parte di potenza alta frequenza... insomma poco per volta, tornando a ripassare le regole e le leggi di base e fissare meglio alcuni concetti. Purtroppo, vorrei ma non posso ricominciare da capo o arrivare ad avere una preparazione di tipo universitaria... ma nemmeno scolastica e questo capisco in un progetto del genere essere un problema.
L'approccio di tipo obbistico, che è quello che posso avere io in questo caso, purtroppo non mi porterà mai a fare delle vere "progettazioni". La mia passione nasce proprio giocando nel tempo con i circuitini di Nuova Elettronica, Else Kit, Valleman... cose che andavano all'epoca e di cui serbo bei ricordi. Come non dare ragione a IsidoroKZ quando bacchetta NE... ricordo l'abitudinario articolo di "errata corrige" che nutriva SEMPRE la rivista per le correzioni ai progetti precedenti perché spesso non funzionanti .
Nel corso degli anni, poi, ho imparicchiato empiricamente a fare riparazioni, anche con risultati soddisfacenti, cosa che però comprendo essere di gran lunga lontana dal fare una progettazione da zero.

Osservazioni qua e la:
- Il circuito di ritardo con 2n2222 è stato pensato per mandare basso il pin 10, perché da una documentazione avevo letto che doveva essere mandato basso per spegnere PWM, invece, è il contrario... deve essere mandato alto... ma credo che cambiare il comportamento di quel blocco sia semplice, magari usando un PNP che porta alto pin 10... sul link che hai postato, si potrebbe mandare a massa il pin 8 o 9 per spegnere l'integrato ma non è uno spegnimento rapido come il pin 10.

-4 x 1000 uF, per essere attraversati da una corrente RMS del 30% circa( di 30A max erogabili )... quindi circa 10A. Calcolando che la corrente di ripple applicabile su un singolo condensatore 1000uF di buona qualità e basso ESR (0,05Ohm) dovrebbe essere circa 2-3A, ne ho messi 4 per arrivare a 4mF per avere più margine... ma siccome me lo stai chiedendo, probabilmente c'è un errore di calcolo o di metodo in questo .

- Il buffer a discreti, è stato ormai sdoganato non servire, come già appurato in altri post precedenti, l'ho tenuto solo come blocco di studio diciamo, nell'ipotesi dovesse essere utile per pilotaggi più importanti. Ma torno a ripetere di aver compreso non essere necessario.

Ringrazio BrunoValente, per tenermi con i piedi per terra e tenere a bada gli entusiasmi su circuitazioni così critiche ma per me molto affascinanti... col tempo spero di capirne qualcosa di più.
Ringrazio in modo particolare IsidoroKZ per gli spunti di approfondimento del caso e soprattutto per l'incrollabile pazienza e disponibilità nonostante il dislivello tecnico abissale. (P.S. Il link dell' SG3525 non funziona... ho trovato questo https://www.omo-ic.com/blog/2023-09/sg3525-pin-functions-and-working-principle.html, che spiega il pin out e presenta l'integrato nella sua funzione e c'è anche uno schema ma è a bassa tensione d'uscita, tra l'altro, duale... con trasformatore a doppia presa centrale sia primario che secondario. Si potrebbe prendere in esame quello che è nelle note del 3525 che hai postato tu..... comunque, provo a cercare anche altro, poi se ne potrebbe scegliere uno tecnicamente più adatto allo scopo e studiare lui piuttosto che altri schemi).
Per la parte delle esplosioni, vorrei poter dire che sono piuttosto preparato, ma spesso durante qualsiasi prova a banco cerco di essere più prudente possibile e fortunatamente, grandi casini non mi sono mai capitati... però è molto più probabile che riesca a raggiungere prima questo obiettivo, piuttosto che gli altri...

Faccio qualche ricerca, poi ci si risente, grazie a tutti.