Límite de corriente de la fuente de alimentación de sobremesa en la fuente de alimentación de modo conmutado MC34063

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Actualmente estoy creando una fuente de alimentación utilizando un MC34063 IC. He utilizado un MOSFET de canal n externo para cambiar la corriente alta utilizada para conducir un par de LED.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

El interruptor opera en un ciclo de servicio fijo de aproximadamente 6: 1, frecuencia 40kHz. He modificado el circuito para ejecutar el modo actual, usando un amplificador de detección de corriente ZXCT1109 y una resistencia de detección. La ganancia es controlada por R1: cuando el voltaje en el nodo de ENTRADA excede de 1.25 V, el comparador interno tiene una salida baja y la salida del emisor (es decir, la tensión de la compuerta) permanece baja hasta que la tensión de detección cae por debajo de este umbral. La corriente se mantiene a través de los condensadores de desacoplamiento C3.

A corrientes bajas (es decir, cuando la ganancia de corriente es alta), el circuito funciona bien: el interruptor se apaga correctamente cuando la corriente está por encima del umbral. La ganancia decreciente mientras el circuito está funcionando conduce a un aumento en la ganancia, y la salida se mantiene estable. Sin embargo, , cada vez que vuelvo a encender el circuito a esta corriente más alta, la retroalimentación actual ya no funciona correctamente y el interruptor siempre se enciende durante su ciclo de encendido. Naturalmente, esto conduce a una condición de sobrecorriente y si dejo el circuito por más de unos pocos segundos, el MOSFET se freirá. Los LED continúan iluminándose en la sobrecorriente, pero a intensidad reducida. Las lecturas del osciloscopio muestran que el voltaje del nodo de entrada del comparador acaba de alcanzar 1.25 V en su pico antes de caer rápidamente. Las lecturas sin falla tienen un voltaje superior a ~ 2V antes de caer lentamente como se esperaba.

Sospecho firmemente que esto se debe al latchup actual como se describe aquí . El umbral de corriente de estado estacionario de entrada por encima del cual ocurre esto es alrededor de 1A. Mi fuente de alimentación de mesa tiene un límite máximo de corriente de 2A. Este problema de sobrecorriente no se produce no cada vez que utilizo baterías de ion-litio para alimentarlo.

Puedo entender por qué esto ocurre de manera muy aproximada: la limitación actual está impidiendo el inicio efectivo de IC. Sin embargo, no entiendo el efecto más allá de esto. ¿Por qué la tensión en el nodo de entrada del comparador nunca supera el umbral aunque la corriente sea lo suficientemente alta como para activarlo? ¿Por qué el límite de corriente afectaría tanto al circuito y evitaría que se alcanzara la tensión de umbral de activación?

El artículo sugiere utilizar una medida de inicio suave para solucionar este problema. Sé que esto funciona (ya que lo hice manualmente cambiando la corriente después de que el circuito ya estaba en línea), pero el MC34063 carece de una función de inicio suave interna. ¿Hay alguna forma de implementar esto de una manera relativamente simple?

No he incluido las lecturas del osciloscopio, pero puedo proporcionarlas si así lo solicito.

    
pregunta Alex Freeman

4 respuestas

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Realmente no puedo entender por qué el regulador no limita la corriente excesiva si empiezas con valores de corriente altos. ¿Quizás la corriente no fluye realmente a través del sensor de corriente?

Pero tengo una sugerencia para un inicio suave simple.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Considere el condensador C5 entre VCC y entrada. En el encendido, esto empujará el pin de entrada a VCC que es más alto que 1.25V. Por lo tanto, el comperador dentro de MC34063 no encenderá el interruptor.

C5 ahora será cobrado por R1 con una constante de tiempo de

$$ \ tau = R1 \ cdot C5 $$

Para una corriente de 1A, R1 debería ser aproximadamente

$$ R1 = \ frac {1.25V} {1A * 51 m \ Omega \ frac {124 µA} {30 mV}} = 5929 \ Omega \ approx 6k \ Omega $$

$$ \ tau = R1 \ cdot C5 = 6k \ Omega \ cdot 1µF = 0.006 s $$

Y después de \ $ 5 \ tau = 0.03 s \ $ el condensador se cargará casi por completo (99.3%) . Durante este tiempo, la retroalimentación del sensor de corriente tomará el control lentamente. Una vez que el voltaje de entrada sea inferior a 1.25 V, se iniciará el PWM.

Lo único que no está del todo bien con esta solución es que podría violar las condiciones máximas del ZXCT1109. Establece que el voltaje entre OUT y GND no puede exceder de \ $ - 0.3 \ $ a \ $ V_ {S +} \ $. Dado que el diodo D1 grita, tenga cuidado de que el voltaje en S + sea casi el mismo que VCC, esto podría funcionar.

Para no infringir las especificaciones no use el condensador como se explica en la posición C5, sino conéctelo como C4 entre SALIDA y S +. Esto funcionará casi igual.

    
respondido por el Warloxx
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Su suministro de sobremesa funciona a un máximo de 2 amperios y está utilizando una fuente de alimentación de modo conmutado con 1 amperio de corriente de salida de su inductor. Su inductor tiene que suministrar una salida de un amperio promedio, por lo que su corriente instantánea debe ser mayor que 1 amp. Es probable que te estés topando con tu límite actual.

Durante la puesta en marcha, el inductor se está cargando con una corriente (a tierra) y esta corriente no está pasando a través de su resistencia sensorial. Cuando se libera el inductor, el voltaje en el inductor debe aumentar hasta que los diodos se conduzcan.

Con un inductor de 10 uH y la corriente máxima de la fuente de alimentación de 2 amperios, la energía máxima almacenada en el inductor es 1/2 Li ^ 2 o 40 microjoules. Ya que está cargando el inductor 40,000 veces por segundo, está produciendo solo 1.6 W (1 julios por segundo = 1 vatio). Probablemente esto sea suficiente para darle el bajo brillo en sus LED, pero no lo suficiente para que funcionen a una corriente lo suficientemente alta como para que su regulador inicie.

Piense en cada ciclo como un pequeño cubo de energía. Si desea ejecutar con un límite de 2 amperios, el inductor fija el tamaño de su cubeta y necesitará un cucharón más grande (inductor más grande) o más cubos por segundo (mayor frecuencia).

    
respondido por el John Birckhead
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Aquí hay una forma de retrasar el encendido de las secciones que consumen la corriente más grande, permitiendo que la unidad arranque antes de encender la carga final. Es un poco más complejo que un simple arranque suave, pero debería darle un margen de maniobra para optimizar su aplicación.

    
respondido por el MikeP
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Intente poner npn en la salida de modo que 0.6V lo active, y luego la unidad pin to pin del colector, que debe conectarse a través de una resistencia de 200 ohmios a vcc, para que de esa manera solo apague los transistores internos

    
respondido por el Marac

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