Regulador de conmutación reductor que se calienta con cargas ligeras

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Construí un regulador de conmutación reductor basado en un AP5100 de Diodes utilizando el hoja de datos con este layout . El voltaje se está reduciendo de 15V a 12V y el AP5100 se está calentando hasta 60 ° C + bajo la luz o sin carga (0-40ma). A aproximadamente 80 m de carga, la temperatura es más razonable a aproximadamente 40 ° C y funciona relativamente fresco (bajo 30 s) por encima de 150 m. El circuito que está siendo alimentado por esto funciona a una corriente baja (< 20ma) el 85% del tiempo y el otro 15% a aproximadamente 250-500 má, por lo que sería bueno tener un funcionamiento más frío bajo la carga liviana. ¿Debo intentar aumentar el tamaño del inductor para mejorar la eficiencia de carga ligera?

EDITAR:

El circuito que estoy usando se muestra arriba y es para 3.3v. El único cambio que he hecho es usar 3.6k con 49.9k para obtener 12V. Y también, he sustituido el B230A con un STPS2L60A. Las tapas son todas de cerámica a los voltajes adecuados, incluidos 10uF (35V) y 22uF (25V). El inductor es 3.3uH con estas especificaciones .

    
pregunta user26200

3 respuestas

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Solucioné el problema usando un inductor de valor más alto (10uH) como lo sugiere la hoja de datos y el regulador no se calienta en absoluto bajo condiciones de luz y sin carga. Lo probé a la mitad de la carga máxima esperada (250 mA) y obtengo una ondulación de 20 mv pp. Haré más pruebas con la carga máxima, pero los resultados son muy buenos hasta ahora.

    
respondido por el user26200
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Su capacitor de salida tiene una capacidad nominal de 6.3 V solamente. Si ha cambiado el divisor de voltaje para que el circuito produzca 12 V en lugar de 3,3 V, es probable que haya destruido el límite de salida. Ahora puede actuar como una carga corta (o una carga pesada), por lo que en realidad podría estar lejos de una condición de carga ligera.

No se preocupe por la eficiencia en condiciones sin carga o con poca carga. Sin carga significa P out = 0. La eficiencia se define como η = P out / P in . Sin carga, incluso si su energía de reserva es muy pequeña (por ejemplo, P in = 1 µW), con P out = 0, la eficiencia seguirá siendo cero. Esto, por supuesto, no se verá bien en el diagrama de eficiencia, por lo que los fabricantes tienden a no trazar la curva hasta la potencia de salida cero o la corriente.

Para tales problemas, es útil pensar en las pérdidas del convertidor en lugar de su eficiencia.

    
respondido por el zebonaut
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Esta respuesta es incorrecta

Este gráfico para la eficiencia frente a la corriente de carga se toma de la hoja de datos:

Parece que este IC no debe utilizarse para conducir corrientes bajas en configuraciones típicas.

Tenga en cuenta que la pendiente de la curva de eficiencia es muy pronunciada para \ $ I_L \ leq \ sim300mA \ $. Esto significa que reducir la corriente en esta región de operación aumenta la potencia disipada por el IC, por lo tanto, se observa un aumento de la temperatura.

Yo diría que no debería usar esta configuración típica para manejar una carga que es el 85% del tiempo que es muy ligero. Debe cambiar la configuración (lo que creo que es una tarea difícil) o usar otro componente. En mi opinión, esta última es la solución más prometedora y fácil.

Mitigando el problema de calefacción en la configuración dada:

Como se sugiere en la hoja de datos, puede intentar utilizar un inductor de mayor valor. Esto debería reducir la corriente extraída del MOSFET interno y dará lugar a una mayor eficiencia en cargas ligeras, pero también disminuirá la eficiencia en cargas más altas y puede provocar una mayor ondulación de voltaje de salida debido a una capacidad de corriente insuficiente (lo que requerirá una mayor \ $ C_ {out} \ $ para mitigar). No puedo decir hasta qué punto puedes cambiar la curva de eficiencia, tendrás que descubrirlo experimentalmente.

    
respondido por el Vasiliy

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