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Diodo su step-up?

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[21] Re: Diodo su step-up?

Messaggioda Foto Utentedavi82 » 12 feb 2022, 1:22

Non mi sono spiegato.
Qui non sto parlando di una topologia particolare, come quella che porti tu.
Quelli che dici è abbastanza corretto... tutto dipende da quanto sono le grandezze in gioco.
Con la configurazione che dici tu e con un'induttanza piccola, puoi aver ragione.
Anche se devo dire che solitamente i diodi fast utilizzati negli alimentatori switching non supportano grandi tensioni inverse, quindi anche lì non mi fiderei molto.
Ma il mio discorso è generale: Se non entro nei dettagli del particolare circuito, in generale l'induttanza può fare danni. Il discorso del "tanto è alimentato in continua" non lo condivido. Il transiente di spegnimento causa problemi.
Controesempi ne possiamo portare a volontà, ma non è questo corretto per sostenere una tesi generale.
La quasi totalità degli alimentatori non esplicitamente progettati per carichi induttivi richiedono tutti diodi di flyback di protezione se si vuol stare tranquilli. Se poi hai fortuna di avere un'induttanza piccola e la topologia circuitale che indichi tu con dei diodi che supportano la corrente inversa che si crea, siamo contenti. Ma non è un discorso universale. In altri termini, ammesso che non abbia lo schema dell'alimentatore, se ho un carico induttivo, il diodo di flyback è raccomandabile. Semplicemente questo.

Qui sotto un circuito di base di uno stepup. In questo caso la tensione negativa farebbe saltare il condensatore, in ogni caso.

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[22] Re: Diodo su step-up?

Messaggioda Foto UtenteSandroCalligaro » 12 feb 2022, 8:22

Faccio notare tre cose.

Il titolo del thread... che mi induce (indipendente dal valore dall'induttanza) a ragionare su un ben preciso circuito.
In generale, estrapolare delle regole sempre valide, partendo da casi specifici, per me è fuorviante.

Il circuito da te riportato che, anche con induttanza infinita, non soffrirebbe di alcuna sovra-tensione. La tensione negativa sul condensatore sarebbe solo quella di soglia del diodo di body, come nel tuo caso sarebbe quella del diodo di protezione.

Ribadisco il fatto che la ventolina, secondo me, non avrà comportamento induttivo, vista dall'alimentazione.

Detto questo, se si vuole fare uno stadio di alimentazione per uso generico, ha senso mettere un diodo in anti-parallelo all'uscita, se non si vuol sapere né leggere ne scrivere?
Sì, anche per me sì, per quel che costa e per la robustezza che aggiunge.
Ha senso farlo per un boost? Non direi.
Ha senso farlo per un buck? Non direi.
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[23] Re: Diodo su step-up?

Messaggioda Foto Utentedavi82 » 12 feb 2022, 11:08

SandroCalligaro ha scritto:Il circuito da te riportato che, anche con induttanza infinita, non soffrirebbe di alcuna sovra-tensione. La tensione negativa sul condensatore sarebbe solo quella di soglia del diodo di body, come nel tuo caso sarebbe quella del diodo di protezione.

Hai ragione. Ieri sera dovevo avere molto sonno :D

SandroCalligaro ha scritto:Ha senso farlo per un boost? Non direi.
Ha senso farlo per un buck? Non direi.

Non sono totalmente convinto. Secondo me permangono due punti:
1) Un diodo esterno opportunamente dimensionato in base all'energia contenuta nell'induttanza è cosa diversa rispetto a scaricare per il diodo contenuto nel MOSFET + il diodo in uscita: non è detto che i diodi interni all'alimentatore supportino la scarica impulsiva dell'induttore. Magari sì, magari no. Se intervieni esternamente puoi dimensionare tu il diodo di flyback come è più opportuno, eventualmente anche un grande schottky in modo che i due diodi in serie dentro lo step up non conducano.
2) Non mi sembra un buon approccio ingegneristico basarsi sul presunto design di un circuito. Meglio non ipotizzare nulla di non specificato esplicitamente sul circuito alimentatore. Se invece l'alimentatore l'hai fatto tu allora è un altro paio di maniche.

In definitiva, mi sembra che la generalizzazione "in un buck o boost sicuramente non serve" non sia proprio corretta.

Poi per carità, nel caso in oggetto sono quasi certo che andrà benissimo senza diodo esterno... ma dire che sia senz'altro inutile, solo perché è un boost, mi sembra sbagliato.

Sei d'accordo o sto sbagliando ancora qualcosa?
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[24] Re: Diodo su step-up?

Messaggioda Foto Utentelelerelele » 12 feb 2022, 16:14

Parere personale.

Il diodo non serve al'uscita, il condensatore di uscita che gia c'è per funzionare fa quanto basta. Se tolgo tensione di alimentazione, tuttalpiù, l'eventuale induattanza andrebbe ad autooscillare con la capacità di uscita, ma sarebbe per brevissimo tempo, l'energia in gioco andrebbe subito dissipata. Inoltre dovrei superare le tensioni di condensatore e diodo schottki, sono solitamente molto alte.

Poi sarei curioso di sapere

dove andreste a mettere il diodo di protezione? :shock:

saluti
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[25] Re: Diodo su step-up?

Messaggioda Foto Utentedavi82 » 12 feb 2022, 16:41

lelerelele ha scritto:il condensatore di uscita che gia c'è per funzionare fa quanto basta. Se tolgo tensione di alimentazione, tuttalpiù, l'eventuale induattanza andrebbe ad autooscillare con la capacità di uscita, ma sarebbe per brevissimo tempo, l'energia in gioco andrebbe subito dissipata.

La simulazione che ho postato prima mostra che la tensione inversa è presente.
Tutto dipende dai valori in gioco.
Ma nel caso generale può costituire un problema.

lelerelele ha scritto:dove andreste a mettere il diodo di protezione?

In "antiparallelo" al carico (spiegato bene qui: https://en.wikipedia.org/wiki/Flyback_diode)
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[26] Re: Diodo su step-up?

Messaggioda Foto Utentelelerelele » 14 feb 2022, 9:25

Foto Utentedavi82 continuo ad essere della mia idea.

Nel Flyback certo che serve il diodo di ricircolo, è funzionale, non è una protezione!

Se guardi lo schema dello step-up, tipo questo, vedi che se tolgo alimentazione dalla rete, trovo gia il diodo "funzionale" che serve ad alimentare il carico, questo è gia polarizzato nel senso che intendi tu. Se mi dici che che l'energia dell'induttore sia bestiale, al punto di alimentare l'intero circuito, compresi i condensatori di filtro di ingresso, a tensione inversa può essere, (sempre che lìngresso non sia chiuso su trasformatore od altro....), per esserne convinto però dovrei trovarmi in questa condizione che credo non possibile, in quanto la carica capacitiva a monte, per filtrare quella energia in condizione di lavoro, deve essere maggiore della energia che andrò a pilotare.

saluti.
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[27] Re: Diodo su step-up?

Messaggioda Foto UtenteGabrioB » 18 feb 2022, 2:13

Grazie a tutti intanto, è un thread molto interessante che ho letto con piacere e ho imparato molte cose (è bello sapere che dopotutto nemmeno l'elettronica è una scienza completamente esatta eheh)

(alla fine il diodo non l'ho messo)

In questi due giorni, mi sono dedicato all'assemblaggio e vi presento intanto il progetto finito :)

IMG_8060.jpg


Probabilmente l'unico estrattore di fumi rosa esistente al mondo :D
(avevo un po' di filamento da togliere di mezzo)

...ma intanto sto già modificando il modello per una nuova versione :)
Allegati
R3 Fume Extractor - Exploded View.jpg
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[28] Re: Diodo su step-up?

Messaggioda Foto Utentedavi82 » 18 feb 2022, 9:12

lelerelele ha scritto:continuo ad essere della mia idea.

Si possono avere le idee che si vuole, ma io vorrei discutere in modo oggetivo.

lelerelele ha scritto:Nel Flyback certo che serve il diodo di ricircolo, è funzionale, non è una protezione!

Certo.

lelerelele ha scritto:vedi che se tolgo alimentazione dalla rete, trovo gia il diodo "funzionale" che serve ad alimentare il carico, questo è gia polarizzato nel senso che intendi tu.

Non importa cosa stesse facendo il diodo "prima" di staccare l'alimentazione.

lelerelele ha scritto:Se mi dici che che l'energia dell'induttore sia bestiale, al punto di alimentare l'intero circuito, compresi i condensatori di filtro di ingresso, a tensione inversa può essere, (sempre che lìngresso non sia chiuso su trasformatore od altro....), per esserne convinto però dovrei trovarmi in questa condizione che credo non possibile, in quanto la carica capacitiva a monte, per filtrare quella energia in condizione di lavoro, deve essere maggiore della energia che andrò a pilotare.

La situazione che dico io è molto semplice: la corrente inversa si scarica sui due diodi di cui parlava prima SandroCalligaro, che ha ragione.
Io dico che non è buona prassi affidarsi su questi diodi per scaricare l'energia impulsiva di un induttore al distacco della corrente. Può essere che il loro dimensionamento non sia sufficiente. Meglio attaccarci un grande schottky. Fra l'altro così terremmo la tensione inversa a circa 0,2 V, proteggendo anche eventuali condensatori di uscita che, se al tantalio, fallirebbero dopo poco (e comunque anche gli elettrolitici convenzionali non starebbero benissimo).
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[29] Re: Diodo su step-up?

Messaggioda Foto Utentelelerelele » 18 feb 2022, 9:25

davi82 ha scritto:
lelerelele ha scritto:continuo ad essere della mia idea.


La situazione che dico io è molto semplice: la corrente inversa si scarica sui due diodi di cui parlava prima SandroCalligaro, che ha ragione.
Può essere, io non ho mai pilotato motori grandi, in switching, quindi posso non avere cognizione di grandezza in merito. Terrò presente, nel caso mi dovesse servire in futuro.

saluti.
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[30] Re: Diodo su step-up?

Messaggioda Foto UtenteSandroCalligaro » 18 feb 2022, 11:00

Scusate l'assenza prolungata...

Nel caso del boost, non vedo tanto un problema di energia "impulsiva" per dimensionare, quanto di corrente e di perdite sul diodo di body (nel caso specifico del boost). La cosa è chiaramente legata all'energia (corrente ed induttanza), ma non c'è alcun "impulso": la dissipazione avviene lentamente, per la caduta sui diodi e le altre perdite di quel percorso.

Riconosco che, se la situazione viene portata all'estremo (carico con induttanza "infinita"), il ragionamento di Foto Utentedavi82 è corretto. Lo è in termini di perdite sul diodo di body, che si troverebbe a condurre potenzialmente la corrente nominale di uscita, per un tempo indefinito. Siccome la sua caduta di tensione è (potenzialmente) maggiore di quella del mosfet, potrebbe non sopportare quella corrente per un tempo indefinito.
Concordo anche sul fatto che bisogna conoscere l'effettiva topologia utilizzata, ma verificare la presenza del diodo è molto semplice.

Come "contro-esempio", se si trattasse di un buck, invece che di un boost, anche il problema che dicevo sopra non ci dovrebbe essere, perché il diodo sarebbe "funzionale" e dovrebbe essere dimensionato per sopportare la corrente nominale di uscita.

Si può pensare di mettere un diodo in anti-parallelo "a prescindere" in ogni alimentatore, ma quello che non mi piace è la generalizzazione. Secondo me, è sempre bene ragionare sul motivo per il quale si fa una certa cosa, perché applicando meccanicamente dei "comandamenti" si rischia di sbagliare, specie in situazioni particolari.
Insomma, meglio sempre ragionare e, appurato che una eventuale precauzione aggiuntiva non sia dannosa né troppo costosa, decidere se applicarla o meno.
E' chiaro che, se tutti fanno in un certo modo, la domanda sul motivo per il quale lo fanno (e funziona!) bisogna porsela.
Il rischio grosso, ragionandoci sopra, è quello di imparare qualcosa di nuovo (come, forse, è successo anche a noi in questo thread, no?). :D


PS: Ritornando al caso iniziale, ribadisco che la ventola (se è di quelle per PC) è un motore sincrono a magneti permanenti, pilotato in modo rudimentale ("brushless-DC"), quindi tramite un piccolo circuito attivo. Gli schemi sono molto semplici, ed in alcuni casi non si mostra alcun condensatore in ingresso (cosa che mi sembra strana!), ma in ogni caso non dovrebbero far "vedere" all'alimentatore un effetto prevalentemente induttivo, né tanto meno un'induttanza grande.
Questo però non toglie il senso della discussione sul caso più generale.


PPS: l'estrattore di fumi mi piace, nonostante il colore non sia il mio preferito. :-)
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