¿Un simple y rentable circuito convertidor CC-CC?

El problema con un circuito que se ajusta a todos es que es óptimo en ninguno. Por lo tanto, para admitir el amplio rango de voltaje que necesita, deberá elegir una pieza que no sea ideal en algunos aspectos, como el tamaño, la ondulación de salida, etc.

No hay "configuración" del voltaje de entrada. La entrada es un rango de voltaje, y en su caso desea 20V como máximo, 5V como mínimo. Sin embargo, su requerimiento para pasar de 6-20 V y otros significa que está buscando una solución para aumentar su rendimiento. La salida suele ser fácilmente configurable con un par de resistencias en la red de retroalimentación.

El mayor problema con sus especificaciones es que no especificó la corriente de salida. Este es uno de los parámetros más importantes y es imposible elegir un dispositivo buck / boost (o cualquier dispositivo de fuente de alimentación) sin conocer este parámetro.

Busqué en línea y una buena parte que cumplirá con sus especificaciones (tanto como la que tengo) es LTC3115 de Linear, pero esta parte no es barata.

Su deseo de reducir la complejidad con una solución es comprensible, pero se le servirá mejor si encuentra piezas que se ajusten a su solución, especialmente en lo que respecta a la reducción de costos. La mayoría de los convertidores DC / DC se basan en las mismas 3 topologías y no son muy difíciles de usar.

En un mundo perfecto, un regulador de dólar perfecto sería como un regulador lineal pero con un componente más, a saber, L, el inductor en el circuito a continuación.

Estopodríareducirelvoltajedesuministroa(digamos)5VcomoloharíaunLM7805peroconlaventajaadicionaldequelaeficienciaseríacercanaal95%,esdecir,nodisiparáunagrancantidaddecalor.

Loquevesmásusualmenteesesto:-

Este sería un regulador reductor "perfecto" ajustable. Tenga en cuenta que las dos resistencias proporcionan un "sniff" del voltaje de salida en una proporción que define el nivel de salida real. Difícilmente diferente a un regulador de voltaje lineal ajustable regular, excepto una mejor eficiencia, por supuesto.

Más a menudo que no (como en el LMR12020) obtienes algo como esto: -

Loscomponentesadicionalessemuestranconcírculosrojos.ElcondensadorderefuerzoayudaaqueelFETdepotenciainternoseenciendamejory,porlotanto,mejorelaeficiencia.Estoesun"no importa" en los reguladores lineales porque, de todos modos, tienen poca eficiencia. El diodo schottky externo está presente porque no siempre es fácil de implementar en algunos chips.

Hay muchos conmutadores que sí tienen un FET interno "desplegable" y estos se llaman reguladores de conmutación síncrona y son más eficientes (y tienen menos voltaje de ondulación en la salida) que los que usan un diodo schottky.

Así que "simple" se está volviendo un poco más "complejo" y esto es solo el regulador Buck, solo es capaz de proporcionar un voltaje de salida que es más pequeño que el voltaje de entrada, es un regulador reductor.

Todos, excepto el primer ejemplo proporcionado por el OP, podrían usar un regulador simple y, dependiendo de los requisitos de corriente de salida y el rango de voltaje de entrada, es posible que se cambie el valor del inductor para optimizar el rendimiento.

El primer ejemplo de la pregunta es tanto un regulador de aumento (boost) como un regulador de descenso (buck) porque para obtener 15V, el rango de voltaje de entrada es de 6V (se requiere boost) a 20V (se requiere buck). p>

El LMR12020 solo le daría la mitad del circuito, es decir, la parte inferior, sin embargo, habría un problema porque el rango de voltaje de entrada requerido se extiende a 20 V y está en el límite de especificación para el dispositivo. Digamos que el OP estaría contento con 6v a 18V en la entrada; esto se podría convertir a 4V para decirlo a continuación, se podría poner un regulador de impulso en la salida para "saltar" hasta 15V, pero hay otro problema y esa es la corriente máxima que puede proporcionar el LMR12020: 4V @ 2A (límite) es 8W y esta potencia es la máxima disponible (a través de un regulador de refuerzo de cualquier tipo) para la salida (15V); esto significa que la corriente de O / P es más como 0.5A.

Conclusión Dependiendo de su opinión, su conjunto de habilidades y su experiencia, puede considerar esto como simple o no.

3.3V

Para su tercer ejemplo, el TPS560200 es solo el boleto. Es un convertidor sincrónico de 500 mA que acepta una amplia gama de entradas, tiene una salida configurable y requiere muy pocos componentes externos:

• Vin = 4.5-17V
• Vout = 1-6.5V
• requiere muy pocos componentes discretos: (1) inductor (2) condensadores (2) resistencias - para establecer el voltaje de salida:

Para rematar, es solo $ .35 en cantidad y para configurar el voltaje de salida, el cálculo es simplemente :

Vout = R1/R2

Sólo 3 componentes externos

Aún mejor, hay una versión de salida fija para 3.3V, por lo que ni siquiera necesita las dos resistencias para la salida de 3.3V (!) dejando solo 3 componentes adicionales (inductor + tapas de vin / Vout estándar).

Compre un convertidor reductor que genere el voltaje más bajo de los tres (caso 3 con 3.3 voltios). Conecte un convertidor elevador en la salida para hacer los otros dos voltajes (caso 1 y 2, 14.4 V y 12 V).