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Convertitore DC-DC Step-UP

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[41] Re: Convertitore DC-DC Step-UP

Messaggioda Foto Utentebrabus » 23 ott 2020, 9:15

Girogiro ha scritto:
IsidoroKZ ha scritto:(...)


Ti rimane solo di fare un esempio chiaro e comprensibile di quanto hai messo, magari con i numeri già dati dall' autore del tema
Così credimi che tra quanti dilettanti e non solo, leggono, hanno capito davvero in pochi,
Poi lo confronti con il risultato della mia formuletta a prova di nonna e nipotino

Poi mi sa che il valore che interessa all' autore è quello di una formula finale della tensione efficace sul carico
senza lettere incognite


Fermi tutti.

Che cosa cavolo sta succedendo a questo thread? :evil:

La teoria del convertitore Boost ha quasi 100 anni, ci sono centinaia di miliardi di convertitori sul mercato e tutti sono stati dimensionati in UN modo: quello giusto.
Non si affronta un progetto del genere improvvisando le formule o approssimando con la pancia. Si applica correttamente la teoria che ne descrive il funzionamento e di conseguenza si dimensionano adeguatamente i componenti del sistema. La matematica da impiegare per descrivere un convertitore del genere è poco più che triviale, una preparazione di terza superiore è largamente sufficiente.

Se non fosse già chiaro, stanno partecipando a questa discussione almeno tre professionisti affermati, due nel campo dell'elettronica di potenza e uno che potrebbe insegnare a tutti i professori che hanno formato i primi due.

Con questo messaggio termina la pietosa disamina su questo convertitore. Se vogliamo continuare bisogna farlo con le regole, i metodi e i mezzi analitici dell'elettrotecnica, NON con le "formulette" alla Nuova Elettronica.

Fine.
Alberto.
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[42] Re: Convertitore DC-DC Step-UP

Messaggioda Foto UtentePietroBaima » 23 ott 2020, 12:24

Girogiro ha scritto:Ho provato una simulazione e i conti con quella formuletta quadrano abbastanza,
mettine una meglio o mostrami dove sbaglia alla grande!

Nota di moderazione:

Io vorrei introdurre il parametro \eta_T, il rendimento del thread, definito come il rapporto fra i post utili e i post totali.

Prima che intervenissi tu eravamo dalle parti del 80%, adesso siamo crollati (anche per effetto di questo mio post, inutile, dal punto di vista volto all’ottenimento del risultato) sotto al 10%.

Direi che ce ne sarebbe abbastanza per chiudere il thread, ma non lo faccio perché il povero OP non ha colpe.
Mi limito a dirti che se vuoi proporre una nuova formula (ne hai fatto l’analisi dimensionale?) devi essere tu a spiegare perché va meglio di altre ormai consolidate e trovarne i limiti, i pregi e anche i difetti.

Smettila di volerti imporre a tutti i costi, non è utile per nessuno, te incluso.
Inoltre io credo che tu non abbia la minima idea di chi siano le persone con cui ti raffronti in questo thread (me escluso, che non conto niente).

Ciao
Pietro
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Io capisco le cose per come le scrivete. Per esempio: K sono kelvin e non chilo, h.z è la costante di Planck per zepto o per la zeta di Riemann e l'inverso di una frequenza non si misura in siemens.
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[43] Re: Convertitore DC-DC Step-UP

Messaggioda Foto Utentemarioursino » 23 ott 2020, 12:25

Girogiro ha scritto:Io però mi aspettavo che tu da esperto mi rispondessi alla mia domanda precedente, di dove finisca l' energia, che una induttanza ideale, caricata e scaricata (N) volte al secondo, Sempre sul carico composto da un diodo ideale, seguito da un condensatore con una resistenza in parallelo
Ti ringrazio anticipatamente


Dipende dallo schema che consideri. Se la domanda è:

"Cosa succede se un induttore di induttanza L percorso da una corrente I_L viene collegato ad un'impedenza formata dal parallelo di un resistore di resistenza R e un condensatore di capacità C?"

La risposta è: un transitorio del secondo ordine.

Ora la domanda andrebbe modellata sul caso in esame, e può in prima analisi trasformarsi in due domande molto più complesse, che derivano dal circuito non lineare che ti ritrovi.

Caso 1:
"Cosa succede se carico l'induttore per un tempo T_{on} ad un tensione V e poi lo collego all'impedenza di cui sopra finché la corrente non arriva a zero?"

La risposta è che hai un boost DCM. Supponendo che la capacità di uscita sia grande e che la sua tensione vari poco durante questo transitorio, la corrente nell'induttore decresce linearmente sottoposta alla tensione di uscita e la sua energia viene in parte accumulata nel condensatore C e in parte dissipata sul resistore R. La tensione di uscita è l'integrale della corrente di induttore meno la corrente sul carico.

L'energia portata al carico vale

E_L=f_{sw} \cdot \frac{1}{2}L\cdot I_L^2

Caso 2:
"Cosa succede se carico l'induttore per un tempo T_{on} ad un tensione V e poi lo collego all'impedenza di cui sopra per un tempo T_{off} dove l'inverso della somma di questi due è la mia frequenza di switching?"

La risposta è che hai un boost CCM se usi due MOSFET oppure un boost DCM/CCM se usi un diodo verso il carico. Di nuovo, entrambi i convertitori hanno le loro formule.

Nel caso CCM, l'energia portata al carico è la variazione di energia durante T_{on}:

E_L=f_{sw}\cdot \frac{1}{2} L\cdot ( I_{Lmax}^2-I_{Lmin}^2)

Ti faccio notare che tali correnti dipendono a loro volta dalla tensione di eccitazione dell'induttore, dalla frequenza e dal duty cycle.
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[44] Re: Convertitore DC-DC Step-UP

Messaggioda Foto Utentebrabus » 23 ott 2020, 14:06

***Thread ripulito causa off-topic. Foto Utentedaniele1996, riprendiamo la discussione da qui.***
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[45] Re: Convertitore DC-DC Step-UP

Messaggioda Foto Utentelelerelele » 23 ott 2020, 17:45

PietroBaima ha scritto:Io vorrei introdurre il parametro \eta_T, il rendimento del thread, definito come il rapporto fra i post utili e i post totali....


Bella questa! :-P Il rendimento del thread è grande! Mi piace.

Certo che darebbe un impronta di qualità al thread. :ok:

saluti.
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[46] Re: Convertitore DC-DC Step-UP

Messaggioda Foto UtenteGirogiro » 23 ott 2020, 18:00

lelerelele ha scritto:
PietroBaima ha scritto:Io vorrei introdurre il parametro \eta_T, il rendimento del thread, definito come il rapporto fra i post utili e i post totali....


Bella questa! :-P Il rendimento del thread è grande! Mi piace.

Certo che darebbe un impronta di qualità al thread. :ok:

saluti.


Si alla rovescia!
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[47] Re: Convertitore DC-DC Step-UP

Messaggioda Foto Utentedaniele1996 » 23 ott 2020, 22:41

Allora, partiamo dal concetto principale: Qui ci stanno persone che hanno portato sempre avanti la loro eccellente carriera e quindi rimango sempre del parere che quando qualcuno con più esperienza dice:-" Guarda che non è così" oppure "Quella cosa non va bene" sopratutto se l'argomento trattato riguarda campi scientifici quali l'elettronica, l'elettrotecnica, meccanica e quant'altro richiede un procedimento matematico, vanno ascoltate perché dietro ad una formuletta che può sembrare banale ci sono stati parecchi studii e verifiche prima di essere definita "formula utilizzabile".
Detto ciò ritorniamo al topic...
Come ho detto in [40] sto rifacendo l'induttore perché a mia impressione c'è la probabilità che l'induttore scaldi fino a che la guaina si scioglie, il nuovo filo utilizzato intanto non è capillare e oltre questo la sua sezione è quanto il filo utilizzato in precedenza compreso lo spessore della guaina, quindi probabilmente non scalderà, ma anche se dovesse scaldare la vernice resiste e l'isolamento non salta... Devo aspettare un paio di giorni per far asciugare bene la vernice e poi ricomporre gli elementi dell'induttore.
EcoTan ha scritto:Allora devi predisporre una sonda in serie all'elemento interruttore, capace di mandare alla MCU un segnale istantaneo di massima corrente, e un partitore per riportare la tensione di uscita a un ingresso analogico. Il SW da scrivere non è molto se bene impostato.

Purtroppo ho già tutti gli ingressi analogici impegnati... Vanno bene dei valori prefissati ad esempio 12V (min), 18V, 24 V, 30V, 36V.
C'è da dire che anche se può verificarsi qualche imprecisione nei calcoli e la tensione dovesse risultare un po più alta o un po' più bassa non è un problema. Risulta essere un problema nel caso in cui si deve alimentare un componente che richiede una precisa tensione di alimentazione, ma non è questo il caso...
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[48] Re: Convertitore DC-DC Step-UP

Messaggioda Foto Utentedaniele1996 » 24 ott 2020, 3:10

Dando una guardata su wikipedia
ho svolto questi calcoli, sono corretti?
Ignorate la parte dove ci sono le radici...
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[49] Re: Convertitore DC-DC Step-UP

Messaggioda Foto Utentemarioursino » 24 ott 2020, 9:14

Credo tu abbia fatto un po' di confusione: per scegliere il DC, almeno in CCM, non ti serve conoscere la corrente. Stai usando l'espressione che ti dà il ripple di corrente. Io procederei così:

Scegli la corrente massima (o la potenza massima) che ti serve (dato fondamentale) e la frequenza massima che puoi raggiungere col PWM, insieme magari alla risoluzione che riesci ad avere sul duty cycle (50 Hz non vanno bene, sali almeno di due ordini di grandezza).

Fatto ciò, dimensioniamo l'induttore, poi lo compri o lo avvolgi (ma devi sapere quello che fai).

Poi scegliamo i MOSFET (o i MOSFET più il diodo) e il driver per essi.

Poi le capacità di uscita e di ingresso, più qualche protezione di corrente.

Poi si fa il controllo: se vuoi lasciare in anello aperto, cioè pretendere di imporre un duty e trovarti la tensione pulita all'uscita, sei ottimista! Qualcosa avrai, ma ci saranno i poli complessi dell'LC che ti faranno oscillare tutto, più errori a regime e bruttezze varie.

Per non parlare poi delle transizioni tra CCM e DCM che ti cambia brutalmente il rapporto di conversione (questo potresti evitarlo mettendo due MOS).

Questa è più o meno la strada da seguire, non volendo usare un IC dedicato. Se ti va possiamo provarci.
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[50] Re: Convertitore DC-DC Step-UP

Messaggioda Foto UtenteEcoTan » 24 ott 2020, 9:26

daniele1996 ha scritto: la tensione dovesse risultare un po più alta o un po' più bassa non è un problema

Di solito quando mi vengono elargite delle nozioni ringrazio soltanto.
Faccio notare che, a vuoto o con poco carico, la tensione non è più alta soltanto di un po'.
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