Senkron step down (buck) converter devreleri farkı ve diğer ayrıntılar

Merhabalar, malum olduğu üzere voltaj düşürücü yani step down tekniğinde yeni bir teknik olan senkron tekniği türedi, hızla yayılıyor.Yeni teknik olduğundan bu tekniğe has farklı entegreler de sınırlı sayıda. Ben sadece 4-5 farklı firmanın entegrelerini biliyorum ve bunlardan üzerinde çok fazla çalıştığım NCP1034 ve LM25116 entegreleri üzerinde çalışma sonucu gözlem ve aldığım sonuçları paylaşacağım inşallah.

LM25116 entegresini şu meşhur 20A step down modülü üzerinde inceleyip sonuç aldım. High ve Low çıkışlarının anlık olarak 2 kanal PC osiloskop ile durumlarını ayrıntılı olarak (duty cycle, Hz., faz farkı vb.) inceledim. Ayrıca entegresini satın alıp kendim devresini kurmadım ama kurmuş kadar gözlemim oldu.

LM25116'ya göre datasheet'inde daha süper anlatılan, datasheet'ine göre gerçekten mükemmel ötesi görünen NCP1034 entegresini ise 50 adet satın aldım, sop to dip adaptör tekniği ile devresini kurup günlerce üzerine çalıştım. Öyle ki; en az 5-6 adet entegre yaktım, 6-7 adet mosfet nakavt oldu bu paylaşımımı bir nebze hak edecek noktaya geldik çok şükür.

Bilgi kirliliği, bilen bilmeyenlerin yorum yapması, her konuya bilip bilmeden maydanoz olanlar sayesinde bu bölüm çok şey kaybetti.Adam mekanikçi ama elektronik konusunda ahkam kesiyor, yanlış da kesiyor, yanlış bildiğini de anlayamıyor. Haa birde bu işin öğretmeni, akademisti olup da sadece kendi bildiğini doğru zanneden takozlar sayesinde forumdan iyice uzaklaşmıştım. Buna rağmen böyle önemli konuyu paylaşmanın kapasitem ölçüsünde faydalı olmanın güzelliğini düşünerek paylaşmak istedim. Devam edeceğim...

LM25116 entegresi max. 45V kapasiteli ama modülde kararlı ve yüksek amperlerde çok rahat çalışan gayet güzel bir teknik içeriyor. NCP1034 entegresinden tek eksiği volt-in 100V değil max. 45V olması.Modülün çok küçük yapılı olması göze hoş geliyor. Tabi genelde az yer kaplaması tercih nedeni. Bu entegre bu yönden (NCP1034'e göre değil tabi) tercihi hak ediyor diyelim. Devam.......

Şimdi arkadaşlar, en son yazacağımı şimdiden yazayım, lâfı uzatmama, eğip bükmeme açısından açık ve net diyorum ki; verim farkı yok,Eski bilinen step down teknikleri bir kenara bırakıp bu tekniği yapmaya DEĞMEZ evet bana göre gerçekten değmez. Bunu işin erbabı gerçek usta ve teknoloklarla tartışırım. Ama aman dikkat az bilenler daha çok araştırıp daha çok öğrenmeden tartışırlarsa kabak tadı veriyor.

NCP1034 Datasheet'inde max. 100 voltu destekleyen, çok kararlı yüksek frekanslarda kararlı ve stabil çalışan çıkış voltaj kararlılığı (riple) neredeyse %'de 0 olan gerçekten mükemmel bir entegre. Ör; alt sınır voltaj koruması çok işe yarıyor, kısa devre koruması keza öyle. Aslında amper ayarı da var. Öyle mükemmel teknik var ki; adamlar LOW mosfetinin iç ON-açık halindeki iç direncinden amper ayarı yapmışlar. Tabi bu tekniği henüz gelişme aşamasında olduğu için ben pek netice alamadım. Amper ayarına gittiğimde entegre genelde korumaya geçiyor. Ama bu çalışma teknikleri ile gerçekten övgüyü hak ediyor. Sizlerden bir arkadaş elinde step down yapımı yok ve yeni sıfırdan yapacaksa bu entegre tavsiye edilir. Yani verim farkı evet yok ama ripple diye bir şey yok. Alt sınır voltajı çok önemli adam buradan kısa devre koruması yapmış. Diyelimki 19-45V aralıklarında volt girişimiz var. Alt sınır voltajını sadece 2 adet direnç ile ( 22k-1,5k) siz hesaplayıp tespit ediyorsunuz tamamdır. Ama gelişme aşamasında olduğu için çok hassas ve göz

ü korumaya geçmekte, çalıştırana aşk olsun yani. 

Yani kıyaslama da evet NCP1034'ün üstünlükleri var. Ör; birazdan detaili paylaşımlarını yapacağım bir UC3843 de en az senkron entegre kadar verimli step down devresi olarak yapılabiliyor. Ama alt sınır voltaj koruması bizim istediğimz gibi değil (7-8 volt). Bizim istediğimiz alt sınır voltajı için ayrıca bir devre gerekiyor. Keza yine 3843 wattlı bir direnç'in voltaj farkını gözetleyip akım sınırı yaparken ncp1034 mosfetin iç direncine inmiş. Bir düşünün bir devrede diyelim ki IRFB4110 kullanacağız.

Datasheet'ine baktığımızda bu mosfetin 10V Gate geriliminde 3,7-4,5 mili ohm'a düştüğünü görüyoruz.Yani 0,004 ohm 2x paralel kullandığımızda 0,002 ohm 4xfet kullandığımızda 0,001 Ohma düştüğünü görüyoruz. Yok canım o kadar da değil demeyin 5,5 kw.lık bir güneş enerji sistemi kurulumunda 12 adet paralel IRFB4110 kullandım. Varın siz hesap edin.Az uz değil çok kallavi bir güç mosfeti. Bir tanesi= 100V ve max. 180 amper

Bölümümüzdeki defaalarca kere yaşanmış tartışmaların can sıkanları, benlik sıkıntısı ile bulaşanlarıdır. Kısmi bilgisine biat bekleyen kabiliyeti durdurur.

Herkesin farklı uzmanlıkları var ve hata aranıldığında herkesin mesajlara sığmayacak eksiği çıkar.

Diğer taraftan elektronik mekanik ve daha bilumum teknoloji alanında, işin zekasına ve beyin fırtınasına dahil olmayıp ve ya olamayıp sırf ezbere dayananlar o zekayı asla uutamazlar.

Bu sebeplerle; her zaman birbirimizi geliştirelim. Yaşadığımız sorunları yanlış kişilerden dışa vurmayalım.

Gerçek ve kabiliyet geldiğinde tüm ahkamlar kendine çeki düzen verir. Zeka çalışırken tecrübe selam durur.

Mesela bu konudaki regülasyonun enerji harcayarak(yakarak) yapılması ve enerjiyi harcamadan yapılması çook defa konu olmuştur forumda. Yani işin zeka tarafı. inşALlah işin zekasını konuşmak nasip olur forumun her konusunda...

Karafetva; seni neden engellediğimi burayı takip eden arkadaşlar bana hak vermiştir umarım. Sen işine bak, paylaşmaya niyetlendiğime pişman etme beni. Yaa Sabır.

Yani karafetva, senin kıymeti arbiyen benim ekranda aynı bu şekilde (resimdeki gibi).

Bilen senin ithamını değil bildiğini bilir. Engellemiştin de ney cevap verdin? Mesajımda şahsi hiçbirşey dahi yokken? Maalesef benlik sıkıntısına tahkim bir felsefeye mecbur olanlar karşımızda bu halde kalacaklar. Forumda sen gibi birçoklarını görmüşüzdür. Ne kadar değer vererek muhatap alsak da o kadar seviyesizce cevap almak işten bile değil. Ancak biz herkese karşı itibarla yaklaşırız. sanal alemin sanallığı sayesinde konuşabilmeye muhtaç olmak bir insan için ağırdır.

Ayakta tutulan değerler sayesinde var olup da o değerlere karşı sinsi hisler beslemek.... Forumdaşlarımız insanlardaki problemleri takdir etsinler ve ne kadar karışık bir hayatımızın var olduğunu tespit etsinler.

Velhasıl, içinden çıkılamayan kısır döngülere rağmen fayda faydadır. Konular herkese fayda sunar. Yanlış da yanlışın düzeltilmesi de hep faydaya vesiledir. Bilen bildiğini söyler ve herkesin katılması için cesaret verir. Yanlış bile olsa...

tam ortasındayız...

Her neyse gölge etme,açtığım topiği daha fazla kokutma, uzak dur. Dedim ya kıymeti arbiyen yok. Yazdıklarını vallahi tam okumuyorum çünkü benim için içi boş teneke gürültüsü nezdinde...

Allah var gam yok. Buda benim sınavım. Boş değersiz yazılara uyup paylaşımımı keseyim sevabından mahrummu olayım? Nasıl ki insanın yolunda dikenler olur doğru yolda batar kanatır yolda ilerlememe engel olur. Aynen öyle, karafetva gibi engelleri, dikenlerin batmasını, zararını sarfı nazar edip, doğru bildiğimiz yolda ilerlemek yiğitlikse, ben yiğitliği tercih edeceğim. Kısaca diyorum ki, yahu siz daha iyisini paylaşın siz daha çok sevap kazanın. Engel olursam namerdim.Benim baştan yazdığım aslında uyarı niteliğindeydi. Herkes işine baksın.

Arkadaşlar, özellikle yabancı menşeeli doktora yada akademik yazıları okuduğumda benimde hem fikir olduğum senkron buck'un en büyük üstünlüğü şimdiki ekleyeceğim resimde kırmızı kare içine aldığım diyotun verim kaybının senkron da izole olmasıdır. Yani Her LOW-on zamanı diyotun göreceği görevi LOW görevindeki mosfete yaptırıp verimliliği artırma plânı vardır.

Başka hiç bir verim üstünlüğü yok. Senkron teknik tercih sebebi yok. Yani o diyot kayıbını düşünmediğimizde senkronun hiç bir kıymeti yok. Aslında gerçek anlamda en ince teknikle konuyu irdeleyip teknik cihazlarımızla mevcut olanı görebilseydik aman senkron tekniğimi beş para etmez derdik. Çünkü ISIS üzerinde senkron tekniği similasyonunda LOW sürümü çok az itinasız bir sürüm olduğunda dahi ters akım anlık olarak çok yüksek oranda kaçıyor,kayıyor. Yani o diyot'u o diyotun verim kayıbını mumla aratıyor.

Akademist makalelerde birde şu söz gözüme takıldı. Senkron yaparsanız övünmeye, kendinizi senkron tekniği yapmayanlardan üstün görmeye hakkınız olur. Yani kasalarak " ben son tekniği biliyorum uyguluyorum" diyebilirsiniz.Kibir, riya insanlığın alt seviyesine inmek yani.

7-8 yıl önce çok yüksek ücreti ile bir NOT-3 telefon almıştım. Gören bilgisayar zannediyordu.İlk çıkmıştı yani. Derken Not-4 akabinde NOt-5 NOT-6 çıktı. Ben hâlâ NOT-3 kullanmaya devam ettim. Üst versiyonların dişe dokunur bir üstünlüğü yoktu daha da önemlisi not-3 benim işimi fazlasıyla görüyordu. Eee bu durumda üst versiyonlarını almak KERİZLİK değilmi? Aynen kerizlik enayilik. İşte benim gözümde şu mevcut entegrelerle senkronize step down tekniği biraz malayani geliyor.

Af edersiniz resimi ekliyorum bu arada diyot kayıbınında bu tekniğe yönelmemize bu tekniği (senkron buck) yapmamıza bir sebep olmadığını belirtmek isterim. Çünkü diyotlar dirençlerden farklıdır.Kapasitesi ölçüsünde çekilen amper artsa da diyot kayıbı sadece gerilim kayıbı oranında artar. Ör; bir şotki diyotun gerilim kayıbı 0,7V olsun. 10 amperde 7 watt 30 amperde 21w kayıp yaşatır.Ama senkron milimlik bozulduğundaters akım devasa akıyor....

Arkadaşlar, öyle önemli konular var ki, aman Allah'ım bunca yıldır nasıl hata, nasıl yanlış yapmışıyız? Bunca yıldır şu çekik gözlü Çinliler bizleri nasıl uyutmuş hayret de kalıyorum.

Örneğin kendi yaptığım bir yanlışı bahsedip bu konuyu açmak isterim.

XL4016 entegresi ile hazır buck modüllerden alıyorum volt amper ayarlı, kısa devre korumalı yüksek verimli çalışıyor. Bende neden hazır modülünü alayım entegresini alıp kendim yaparım deyip alıp yapıyoru. Arkadaş benim yaptığım her şey aynı ama daha az verimli. Amaan bende hazır modül alayım deyip hazıra yöneliyordum.İşte kaçırdığım püf noktası; KULLANDIĞIM NÜVEYMİŞ. Benim gibi sizlerde onlarca hazır buck, boost modüller almışsınızdır hiç birinde sarı renkli toroid nüve gördünüzmü? Ben görmedim ve bu benim dikkatimden kaçmış. Oysa ki onların kullandığı gibi siyah renkli cilalı olan toroid nüve çeşitleri tercih edilmeliymiş. ben bunu bilmediğimden sarı renkli yeşil renkli açık mavi renkli nüveler kullandım ve sonuç hazır modüllere göre daha verimsiz olması ve bobinin genel olarak ısınmasıydı.

Uzun süre onlarca defa nüve farkı verimi üzerine denemeler yaptım. En açık tabirle gördüğüm; 2 amper akım çekilen bir devrede sarı yada yeşil renkli toroid nüvelerin 0,3,0,4 amper kayıp yaşatması ve hemen ısınmasıydı.Doğru nüve seçimi sonucu bu problemi ortadan kaldırdım çok şükür.

Yani soruyorum; 2 amperde 0,4 amper kayıp yaşatan hemen ısınan bir nüveli bobinmi yoksa normal amperlerde hiç ısınmayan, yüksek verimle çalışan toroid trafolu bobinmi? Elbette yüksek verimli hemde kolay-kolay ısınmayan bobin....Resimleri ekliyorum, paylaşmaya devam inşallah.

Not=Sarı yeşil mavi renklerde gördüğünüz bütün nüveler gerek step-up gerekse step down'da beş para etmez haberiniz olsun.Yani bunu sizlerde deneyip görebilirsiniz tabi.İdeal olan şu birinci resimdeki iki siyah toroidin daha siyah daha büyük olanı.

Toroid ferrit trafolardan bahsederken yukarda resmini eklediğim 100ad. yazan resimdeki trafoları aliexpress'den 100 adet almıştım. Denemelerimde gördüğüm ise; bunlar sarı veya yeşil renkli toroidlerden daha kötüydü. Verimle alakası yok yani. Yüksek-düşük çok değişik frekanslarda sürdüğüm halde direk fuko kayıbı ile çalışıyor. Aslında toroid ferit çeşitlerinden bahsederken renkleri ile bahsetmek ne derece doğru bilmiyorum. Ama web de genelde renk ile tarif ediliyor. Siyah ise bu aliexp.'den aldığım nüvelerde siyah ama galiba başka amaçlı yapılmış. yani filtre bobini vb. için yapılsa gerek.

Bu gün yukarda bahsettiğim UC3843 buck converter devresini de paylaşayım,sözümüzde durmuş olalım. Devre denendi,çok net ve sıfır düzeyinde ripple ile çalışıyor. Yani NCP1034'ün kararlılığını aratmaz düzeyde.Dikkat edilmesi gereken tercih ettiğimiz toroid bobinin henri-amper vb. değerleri ile frekansın uyuşması. İşte burada yok henri hesabı yok şu spirde gibi teferruatla sizleri boğmak istemiyorum. Zaten açıkçası o hesapları bende çok ayrıntılı bilmiyorum. Biraz da UC3843'e güvenin çünkü çıkış voltaj ve akımına göre frekansı ve duty cycle oranı değişerek bir nevi toroide uyum sağlıyor. Tabi abartıp çok kalın yada çok ince bakır tel sarmamak yada spirleri az çok abartmamak gerekiyor. Aslında tercih edilen bakır telin çapı, çok spirli yada tek damar olması gibi konular gerçekten çok önemli ama burada anlatmam sayfalar tutar. Yani en kısa, en özetli ve en açık nasıl anlatılır onun derdindeyim. Elimden bu kadar geliyor. Bir sır paylaşayım; ben bu toroid ferrit trafoları 2,5mm çok telli bakır kabloyu soyup yanmaz ince kâğıt bant ile izole edip sarıyorum ve sonuç gerçekten mükemmel.

Diyelim ki bu paylaşımlarım ışığında bir arkadaş işi ticarete döktü, bir iş yeri kurdu üretime geçti çok güzel para kazanıyor. Benden yana helali hoş olsun. Çünkü sonuçta o arkadaş bu vatanın evladı. Ancak gurur duyarım. Eeee o zaman geriye ne kalıyor? Paylaşmama engel ne arkadaş? İnşallah daha çok arkadaşımız faydalanır yapar da milli servete katkıda bulunur.

Devre hakkında; devre resminde TLP250 yazıyor.

İnsanların merhametine ve kaçıp sığınıldığı yere sığınmak yiğitlik? Konu bir defa saldırıyla açılmış ki bana olmasaydı başka forumdaşımıza da olsaydı aynı cevaba sahiptik. Maalesef forumcuları tahkir ile benliğini tatmin etmeyi isteyen sorunlar yaşanıyor. Ancak bu sorunların fevkalade rahat saldırıyla var olması diğer tüm forumcuları soğutuyor. Tam da ortalığın esip gürlesin herkes beyin fırtınası yapsın dediğimiz zamanlarda neden herkesin soğuyup uzaklaşmasını seyredelim?

Daha önceki bir tartışmada senin ezberlediklerine biat edilmesini bekleyerek reddedilmiştin ve tüm gücünle saldırıya geçmiştin. Mana veremeyip seni özelden de konulardan da sağduyuya çekmiştik. Enteresandır ki çok eski genç bir forumdaşımıza da gayet sivri ve sert sözlerine tesadüf ettim. Var olması gereken üstün değerler, insanlar arası samimiyet ve güzel temenniler kişisel hatalara terk edilemez.

Tecrübeyi de bilgiyi de saygıyla dinleriz. DÜşmanlık yapan birisini dahi doğru incelemek isteriz. Hakkına girmek istemeyiz. Ama ezberledikleri ile üstün olanı ezmeye/örtbas etmeye çalışan, iptal olmaya mahkumdur. İptal eden çıkmasa da iptal olacağı bilgisi ona yeter...

Diğer taraftan forumlar tüm insanlığa açık. Fevkalade katılımla değer kazanır. Kimse uzak kalmasın:

Karafetva; Haya imandandır hadisi şerifini düstur edinmeni tavsiye ederim. Paylaşımlarıma gölge düşürme, paylaştığıma beni pişman etme, seni bu mübarek cuma günü hürmetine Rabbimizin El Cebbar ismi şerifine havale ediyorum.

Hasan Basri Hazretleri kendisinin gıybetini yapan bir kişiye talebesi ile 1 tabak hurma göndermiş şöyle söylemiş talebesine; Git o arkadaşa söyle aynen; dün benim gıybetimi yapmış günahlarımı hafifletmişsin. Teşekkür edebilmem için lütfen bu hurmaları kabul eyle. Maalesef taa Samsun'a buradan bir sepet gül paketi gönderecek maddiyatım olmadığından sadece; Karafetva günahlarımı hafiflettiğin için teşekkür ederim demekle yetiniyorum.

Arkadaşlar paylaşım şevkim kalmasa da dün bahsettiğim nüveler hakkında yorumu mu şu resimlerle desteklemek istedim. Bahsettiğim eski tüplü tv yüksek voltaj bobin trafoları eski tip tüplü PC ekranlarından da çıkar.

Hatalarının her ne kadar sen farkında olmasan da takip edip edenlerin takdirindedir. Hakkı duyduğunda şevki kırılanın zaten ne şevki varmıştır ki? Her işi Hak için yapacaksın.

Hasan Basri nerede boyun eğin, kötülüğü methedin hataya sessiz kalın demiştir? Dese ne yazar ki? Ayrıca samimi tavsiyeler, uyarılar ve ya tartışmalar asla gıybet değildir.

Doğru ya da hatalı her katılım değer katar, doğruyu konuşacaklara fırsat cesareti olmayanlara da heyecan verir.

Bu sebeplerle mazideki hatalarından ya da haldeki zaaflarından kimseyi zora düşürmek istemeyiz. Sözlerimiz genel geçer anlaşılsın, yeteri cevabı sunduğumdan ille de cevap verilmeye mecbur sanılmasın...