Limitación de la corriente de salida de un convertidor Buck

Estoy tratando de alimentar un 4S-ESC para impulsar un motor BLDC usando un convertidor reductor y 24V, 10A SMPS. Sin embargo, mi convertidor reductor solo puede manejar 10 amperios de corriente (de forma segura) a 15 V a través de su lado de salida. Por lo tanto, debo asegurarme de que la corriente de salida no supere los 10 A, incluso si aumento la entrada del acelerador a ESC. Además, no quiero poner un relé disparado por un sensor de corriente, ya que apagará la fuente de alimentación de mi motor, lo cual no es deseable. Por lo tanto, quiero 'limitar' (o 'saturar') la corriente a 10A.

¿Hay alguna manera de lograr esto sin piratear el convertidor de dinero?

Si no lo hay, estos son los detalles de mi convertidor de dinero:

Descripción: Módulo reductor síncrono ajustable no aislado

Potencia nominal: 200 W.

Voltaje de entrada: 8-55V

Voltaje de salida: 1-36V

Corriente de salida: 10A

Frecuencia de funcionamiento: 180 kHz

Hoja de datos IC del controlador del convertidor Buck (haga clic aquí )

(para más detalles - haga clic aquí )

También comparto algunas fotos de los otros componentes y su colocación,

NCE8580 HY1707 FS320J04G

EDITAR: Gracias a todos por sus aportes.

Las fotografías son solo para referencia, el convertidor de dinero que se ve en la foto es antiguo (se frió hace algún tiempo). Además, solo para dejarlo claro, no quiero 'cortar' mi fuente de alimentación o ganar dinero con 'corriente constante'. Lo que realmente quiero es 'establecer' un valor máximo de corriente para mi dinero para que, 'sin importar qué', la carga no extraiga un valor más alto de corriente de ella.

¡Buscando lograr exactamente esto ( ver video ) por mi propio dinero! ¡Gracias!

Esos condensadores están abultados en los extremos y muestran signos de fugas. Deberías reemplazarlos.
Hola Bruce, este es el convertidor frito que he usado para las fotografías.
Trace el circuito alrededor del controlador IC y publíquelo aquí. Apuesto a que ya tiene un límite de corriente que se puede ajustar cambiando el valor de la resistencia de "sentido actual". Busque una resistencia de bajo valor entre el inductor y los condensadores de salida.
¿Qué ESC y motor tienes y qué conduce?
Hola Bruce, déjame intentar rastrearlo. El ESC es Flyfun 3S-5S 30A y el motor es Emax LS2206 2300Kv.
Esos Elteclytic Caps están madurando bastante
Cada circuito de aplicación en la hoja de datos IC del controlador del convertidor Buck tiene un circuito de límite de corriente incorporado. Esto me hace sospechar mucho sobre el diseño si no tiene un límite de corriente incorporado. A esto se suma que la fuente de alimentación no tiene una hoja de datos y no es de un proveedor obviamente de buena reputación (todas las cosas importantes en EE).
Un método rápido y sucio sería colocar algunos PTC en la salida.
Hola Aaron, ¿cómo seleccionaría un PTC para esta aplicación? ¿Podría por favor elaborar?
Hola Aaron, busqué un PPTC (fusible reiniciable). En realidad, el problema es que es muy lento y 'corta' el circuito en lugar de 'limitarlo'.

Respuestas (3)

Necesita sentir la corriente, una forma de hacerlo es debajo del circuito:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

El circuito anterior es una protección de sobrecorriente de detección de corriente de lado bajo simple. LM358 está cableado como un comparador, no puede medir con mucha precisión porque no es un amplificador operacional de riel a riel, pero para este propósito es lo suficientemente bueno.

V1 es nuestra referencia de voltaje, usando la ley de ohmios con una caída de voltaje de 10A en R1 será de 1V. una vez que esté por encima de ese opamp, dibujará su salida a la base del transistor de activación del riel positivo y dibujará la puerta mosfet baja. oscilará y mantendrá la corriente de salida en 10A.

Puede ajustar la corriente a un valor más bajo bajando el voltaje V1.

El circuito es solo un ejemplo de cómo se hace, por supuesto, puede medir la corriente en el lado alto del circuito, etc., pero le da una idea.

¿Enlaces a ESC y motor?

Tenga en cuenta que no puede limitar la corriente y el voltaje si la carga consumiría más de la corriente deseada con el voltaje especificado.
por ejemplo, a 15 V, 10 A - carga = V/I = 15 V/10 A = 1,5 ohmios efectivos.
Si lo carga con 1 ohm y limita la corriente a 10 A, entonces Vmax = IR = 10 A x 1 Ohm = 10 voltios.

La corriente de salida y la potencia del convertidor dependen principalmente de los MOSFET utilizados, de su disipador de calor y del inductor principal.

La hoja de datos de MOSFETS aquí DEBE ser capaz de mucho más de 10 A continuos si se conduce correctamente y se disipa adecuadamente, siempre que la hoja de datos y las piezas sean genuinas.

Es muy probable que cualquier falla del inductor se deba a la saturación.
La saturación se puede probar examinando la forma de onda de conmutación cuando el FET alto conduce a medida que aumenta la salida de corriente.

Un inductor de convertidor reductor cuando el FET de entrada está encendido debe tener una corriente que aumenta linealmente. Por lo general, esto se puede ver moderadamente bien al ver Vds con un osciloscopio, donde V = I x R ~= Id x Rdson. Si bien Rdson variará con las condiciones actuales y otras, esto suele ser 'suficientemente bueno'.
Cuando el inductor comienza a saturarse, la pendiente de la forma de onda del voltaje Vdson comienza a aumentar en su extremo superior, hasta que aumenta extremadamente rápido cuando se produce la saturación total.

Si su convertidor no muestra saturación en digamos 8A pero comienza a 'curvarse hacia arriba' en 10 - 12 - 14 - 16A ... entonces el inductor es probablemente el culpable. Como tiene dos núcleos (el viejo muerto y el nuevo), podría enrollar un inductor con aproximadamente el doble de la corriente de saturación usando ambos núcleos y la cantidad de vueltas requeridas para la misma inductancia. (El número de vueltas depende de algunos factores).
Posiblemente, está bien soldar el segundo inductor existente en paralelo con el primero, soldarlo con tachuelas a la parte inferior de la PCB, ejecutar a baja corriente y aumentar con cuidado para probar.

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¿Murieron los FET?

¿El disipador de calor se calienta demasiado?
Un disipador de calor adecuado es esencial. Agregar más es bastante fácil.

Si la unidad FET es adecuada, entonces Rdson de 8,5 miliohmios como máximo (así que permita decir 0,015 ohmios), luego a 10A Pd ~= 1,5 vatios y a 20A = 6 vatios = fácil de manejar.

¿Qué condensadores murieron y por qué?

Otros notaron que algunos capacitores están 'abultados'.

¿Qué capacitores fallaron? - ¿y por qué?
¿Cuál es su voltaje nominal?
¿Que marca?


Agregado:

Creo que podría no haber explicado la pregunta correctamente, o te perdiste el detalle. No quiero hacer una fuente de corriente constante. Quiero limitar mi corriente a un cierto valor. Quiero lograr esto (youtube.com/watch?v=8uoo5pAeWZI) para mi propio convertidor de dinero

No no.
Mi respuesta puede ser de gran valor para usted si la lee correctamente y no se pierde ningún detalle.

En ningún momento mencioné una fuente de corriente constante AUNQUE una vez que el limitador de corriente entre en funcionamiento, lo que obtendrá y debe obtener es un CCS.

Si aborda los puntos que dediqué mucho tiempo a plantear y responde las preguntas, es posible que obtenga un muy buen resultado.

Vital es el segundo párrafo, que comienza con "Tenga en cuenta que...".
DEBE apreciar este punto para comprender el resultado que está buscando.
Una vez que su carga alcance, digamos, 10A, entonces SI no desea que se apague o REDUCIR la corriente, entonces está PEDIENDO un CC CCT, que limita I a 10A.
Si la resistencia de carga continúa cayendo (IF), entonces Vout DEBE caer para asegurar que
I = V/R = 10A.
Entonces, en ese modo, SÍ quieres una fuente CC.
Este modo de operación a menudo se denomina CVCC: V constante si la carga lo permite, C constante si la carga no permite alcanzar Vset.

Siguiente: Mis comentarios sobre el inductor son cruciales.
Usted (¿parece?) Los ha ignorado por completo.
Le expliqué que el inductor es probablemente su límite y cómo manejarlo y le sugerí algunas opciones.
Tus comentarios serían útiles.
Si va a hacer preguntas, y luego sugiere que las personas no han leído o entendido su pregunta [lo que SÍ sucede :-( :-) ], pero luego no lee, entiende o responde a qué personas (no solo yo) ha dedicado un tiempo considerable, es probable que obtenga muchos menos beneficios del sitio de lo que obtendría de otra manera.

Si el video hace lo que quieres, puedes construir el circuito.
Encontrarás que cae en el modo CC.
O podrías considerar las opciones que te sugiero.

Creo que podría no haber explicado la pregunta correctamente, o te perdiste el detalle. No quiero hacer una fuente de corriente constante. Quiero limitar mi corriente a un cierto valor. Quiero lograr esto ( youtube.com/watch?v=8uoo5pAeWZI ) para mi propio convertidor de dinero
@Curious_Techie No y no. Mi respuesta puede ser de gran valor para usted si la lee correctamente y no se pierde ningún detalle. En ningún momento mencioné una fuente de corriente constante AUNQUE una vez que el limitador de corriente entre en funcionamiento, lo que obtendrá y debe obtener es un CCS. Si aborda los puntos que dediqué mucho tiempo a plantear y responde las preguntas, es posible que obtenga un muy buen resultado. || Vital es el segundo párrafo, que comienza con "Tenga en cuenta que...". DEBE apreciar este punto para comprender el resultado que está buscando.
Una vez que su carga alcance, digamos, 10 A, entonces SI no desea que se apague o REDUCIR la corriente **, entonces está PEDIENDO un CC TCC, que limita I a 10 A. Si la resistencia de carga continúa cayendo (IF), entonces Vout DEBE caer para asegurar que I = V/R. = 10A. Entonces, en ese modo, SÍ quieres una fuente CC. Este modo de operación a menudo se denomina CVCC: V constante si la carga lo permite, C constante si la carga no permite alcanzar Vset.
Siguiente: Mis comentarios sobre el inductor son cruciales. Parece que los has ignorado por completo. Le expliqué que el inductor es probablemente su límite y cómo manejarlo y le sugerí algunas opciones. Tus comentarios serían útiles. Si va a hacer preguntas, sugiera que las personas no hayan leído o entendido su pregunta [lo que SÍ sucede :-( :-) ] pero luego no lean, entiendan o respondan a las entradas que las personas (no solo yo) han pasado después de un tiempo considerable, es probable que obtenga muchos menos beneficios del sitio de los que obtendría de otra manera.
Si (realmente crees que) el video hace lo que quieres, podrías construir el circuito. Debería funcionar como él dice. Encontrarás que cae en el modo CC. O podrías considerar las opciones que te sugiero.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Si desea limitar la corriente de salida, aumente el valor de la resistencia de detección (resaltada arriba).

Dicho esto, probablemente no funcionará ya que el voltaje de salida colapsará si el ESC requiere más corriente que el límite establecido. Sería mejor si el ESC admitiera la limitación de corriente, pero desafortunadamente no parece hacerlo.

Sería mejor usar un ESC y una fuente de alimentación con el voltaje correspondiente. Asegúrese de desactivar el frenado, ya que esto devolverá voltaje al suministro. Una batería puede absorberlo, pero un suministro de conmutación no puede.

Además, las tapas de salida de su convertidor reductor están abultadas. El fabricante probablemente colocó tapas con una clasificación de corriente de ondulación inadecuada para ahorrar dinero.