El convertidor de refuerzo DC-DC no funciona como debería

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He estado experimentando con el diseño del convertidor de refuerzo DC-DC. Después de realizar algunos cálculos para obtener un determinado resultado basado en ciertos parámetros, probé el SMPS y vi que no estaba funcionando como lo había diseñado.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Parámetros:
\ $ V_ {en} \ $ = 2.4V
\ $ V_ {out} \ $ = 5.1V
\ $ I_ {out (min)} \ $ = 1A
\ $ I_ {out (max)} \ $ = 1.5A
D = 0.629 o 62.9%
L = 94 uH
C = 1517 uF
f = 6239.54 Hz

Las baterías son recargables (2 X 1.2 V) NiMH 800 mAh. Los revisé después de usar el convertidor la última vez y estaban casi completamente cargados (2.3V). La parte PWM (el 555 y las resistencias + condensador) se alimenta con una batería de 9V.

Utilicé este sitio para la mayoría de las variables, y esto site solo para C1. Hay dos rieles de suministro en el esquema (uno para PWM y el otro para el convertidor de refuerzo real) y solo una conexión a tierra.

Al verificar el convertidor boost con un multímetro, descubrí que la salida era de 20 V y 80 mA, que está lejos de lo que quería. Noté que una vez que conecto las sondas, toma un tiempo (pero aún es corto) antes de que la salida alcance los 20V.

Parece que cambié el voltaje por corriente sin saberlo. El diodo que utilicé no es excelente, pero no lo consideraría la causa. De acuerdo con el segundo sitio, la corriente de salida está influenciada por la corriente IC y esto puede ser una causa posible, pero no estoy seguro de ello. Reducir el valor del inductor no parece ayudar a aumentar la corriente.

¿Qué debo cambiar en mi circuito para obtener los resultados deseados? ¿Cómo puedo aumentar la corriente de salida?

    
pregunta Daniel Tork

2 respuestas

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Un convertidor elevador almacena energía (en la primera mitad del ciclo de conmutación) en un inductor y luego libera esa energía a la carga en la segunda mitad del ciclo de conmutación. La energía que almacena (y la frecuencia con la que repite este proceso cada segundo) TIENE que coincidir con la energía requerida por la carga para mantener el voltaje de salida correcto.

En otras palabras, en su forma básica, es un regulador de potencia y no un regulador de voltaje.

Por lo tanto, un convertidor de refuerzo (sin un sofisticado sistema de retroalimentación para controlar el ciclo de trabajo) es un regulador de potencia Y, sin una carga, continuará descargando esa energía del inductor en el capacitor de salida hasta que el capacitor de salida se cargue tanto que se rompe o el transistor de salida comienza a romperse.

Necesita tener la carga correcta para que coincida con el ciclo de trabajo para mantener el voltaje de salida en el nivel deseado. No es un regulador de voltaje hasta que aplique un nivel de sofisticación y retroalimentación negativa.

El diodo es muy importante, por ejemplo, la serie 1N400x tiene un tiempo de apagado asombroso en varias decenas de microsegundos y si la frecuencia de operación es de decenas de kHz, se comportará muy mal.

C1 a 1,500 uF suena demasiado alto a menos que su frecuencia de conmutación sea de unos pocos cientos de Hz, entonces, 94 uH suene demasiado bajo.

    
respondido por el Andy aka
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Este circuito no tiene retroalimentación para estabilizar la salida de voltaje, por lo que solo bombea el voltaje cada vez más alto hasta que algunos parásitos lo detienen.

Si habla en serio, debería usar cualquiera de las ofertas de la industria de convertidores elevadores, con referencia de voltaje interno, etc. Hay muchos en Digi-Key.

Si es más serio, es mejor que use uno de los circuitos integrados de administración de energía que administran tanto la carga de su NiMH como su conversión ascendente a 5V.

    
respondido por el Ale..chenski

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