Modos de convertidor reductor

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Estoy aprendiendo sobre el convertidor reductor y quería saber cuál es la diferencia entre el modo continuo y el modo discontinuo.

Sé lo que significan por definición (en el primero, la corriente a través del inductor nunca llega a 0, mientras que en el segundo sí lo hace), pero me gustaría saber cuáles son las ventajas y desventajas que presenta cada modo. ¿Qué me llevaría a diseñar uno u otro?

EDIT:

Después de investigar un poco más, leí que, en modo discontinuo, podrían ser necesarios picos de corriente más altos. Para que la corriente promedio de salida aumente, los picos en la corriente del inductor tendrían que ser más altos para aumentar ese promedio (dado que hay un tiempo en el que no fluye corriente). Así que el transistor que actúa como interruptor debería ser capaz de soportar esa corriente que fluye.

Eso es un punto a favor para el modo continuo. No pude obtener completamente otras cosas que encontré por ahí, como algo relacionado con el "salto de pulso" (que no sé qué es, por cierto). Entonces, hasta ahora, tengo una ventaja del modo continuo contra el discontinuo. Sin embargo, alguien me dijo que el modo discontinuo es más usado que el otro, y que la mayoría de los reguladores de retorno operan de esta manera. ¿Es esto cierto? Si es así, ¿por qué es esto? ¿Por qué alguien elegiría el modo discontinuo si se necesitan transistores que soportan corrientes altas (ergo, más caras)?

    
pregunta Tendero

1 respuesta

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Como usted dice, en el modo continuo, la corriente del inductor nunca se detiene, mientras que en el modo discontinuo, hay un período de tiempo en cada impulso cuando no hay corriente del inductor.

Para entrar en por qué se usa cada uno, las ventajas y desventajas de cada uno, requerirían un libro completo. Lo más probable, en realidad hay libros escritos sobre esto. Si realmente quieres aprender esto, entonces debes leer uno.

Sin embargo, brevemente, algunos de los problemas de la operación continua frente a la discontinua son:

  1. La ondulación se puede hacer más baja en modo continuo. Con una velocidad de conmutación lo suficientemente alta, la corriente del inductor solo sube y baja un poco cada pulso. Esto entrega una corriente más constante a la salida.

  2. La corriente máxima del inductor es menor en modo continuo para la misma corriente de carga. Esto significa que se puede usar un inductor más pequeño. El inductor es a menudo el componente más grande y costoso en una fuente de alimentación de conmutación.

  3. El modo continuo es difícil con poca carga. Para cualquier frecuencia de conmutación fija, inductor y voltajes de entrada y salida, hay una corriente de carga por debajo de la cual no se puede mantener el modo continuo. Esto significa que cualquier sistema de modo continuo tiene que especificar una corriente de carga mínima, o ser capaz de lidiar con el modo discontinuo para algunas condiciones de carga. Esto no siempre es tan simple como parece porque las características de transferencia de bucle abierto cambian entre los dos modos, y eso puede requerir que el esquema de compensación cambie.

  4. El modo continuo es un poco más difícil de hacer estable, al menos cuando se superan los límites. Esto está excesivamente simplificado, pero considere reaccionar ante una disminución repentina de la carga. El modo continuo siempre deja energía en el inductor al final de cada pulso. Por lo tanto, no puede detener la descarga de corriente a la salida tan rápidamente como el modo discontinuo, que por definición detiene la descarga de corriente al final de cada impulso. Esto implica una respuesta de bucle abierto más lenta, que en general significa que es más difícil mantenerla estable, todo lo demás igual.

  5. En el modo discontinuo, el diodo no está conduciendo cuando el interruptor se enciende por primera vez. A bajos voltajes, se pueden usar diodos Schottky, que tienen un tiempo de recuperación inversa muy rápido. Sin embargo, no tener que lidiar con la recuperación inversa a altos voltajes puede ser útil. Tenga en cuenta que cuando el diodo y el interruptor están ambos encendidos, crean un cortocircuito en la entrada. Eso no solo es malo para la eficiencia, sino que puede abusar del interruptor y / o del diodo.

  6. Los esquemas de control realmente simples, como el pulso a pedido, ya no son tan simples en modo continuo. El pulso a pedido da como resultado una mayor fluctuación, pero es inherentemente estable y muy simple de implementar. Es más sencillo diseñar algo que se mantenga bien predecible y que sepa que no saturará el inductor con el modo discontinuo.

En la práctica, cuando estoy usando un chip de estante para implementar una fuente de alimentación de conmutación, realmente no me importa qué modo usa o cuándo cambia entre ellos. Por lo general, lo que le importa son cosas como el voltaje de ondulación, la regulación de la carga y la entrada, etc. La forma en que esto se logra es (en gran medida) irrelevante cuando se tira un chip en una placa y se siguen las recomendaciones de la hoja de datos para el inductor y similares.

A veces implemento una fuente de alimentación de conmutación haciendo que un microcontrolador produzca los pulsos. Eso es a menudo más barato que un chip de conmutador, especialmente si el micro ya está allí por otras razones y tiene una salida PWM de repuesto con una entrada de apagado o comparativa, y la ondulación y el último bit de eficiencia posible no son tan importantes. En tales casos, un sistema de pulso a pedido o algo que simplemente apaga el PWM cuando la salida está por encima del umbral de regulación es simple y lo suficientemente bueno. Si el sistema se ejecuta en modo discontinuo, es más fácil de analizar y saber que el inductor no estará saturado.

Usted mencionó un convertidor de retorno en su pregunta. Los convertidores de retorno son generalmente discontinuos, de lo contrario, solo está desperdiciando energía al mantener un nivel de polarización de DC que siempre se ejecuta a través del primario.

    
respondido por el Olin Lathrop

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