Cómo aumentar de manera eficiente una entrada de corriente alta de bajo voltaje a una salida de corriente baja de alto voltaje

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Tengo una batería de iones de litio de 3.7V 6600 mAh que me gustaría usar para alimentar algunos motores pequeños de 6V que solo requieren 500 mA. Sin embargo, necesito que el suministro de la batería dure el mayor tiempo posible (por lo que estoy usando una batería de gran capacidad mAh).

¿Cómo convertiría la salida de litio a 6V @ 500mA de la forma más eficiente posible utilizando un componente comercial?

Veo una tonelada de convertidores de CC de dc a dc económicos con buck-boost con reguladores de conmutación que dicen hacerlo, pero ¿son el método más eficiente? Me preocupa que estos estén diseñados para aumentar tanto el voltaje como la corriente, no invertirlos como necesito, y por lo tanto seguiré desperdiciando muchos vatios.

    
pregunta Cerin

2 respuestas

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La solución más eficiente disponible para convertir un voltaje en un voltaje más alto es un convertidor Boost.

Un convertidor Boost es eficiente porque es un convertidor DC-DC Power . Otros métodos, como las bombas de carga, suelen ser los convertidores de voltaje. La distinción es importante porque al transferir la potencia de la entrada a la salida es teóricamente (pero no prácticamente), 100% eficiente.

Con sus números y una eficiencia del 100%, su salida de 6V, 500mA (3W) tomará 3W de la entrada (es decir, 3.7V, 811mA).

Más prácticamente, una eficiencia del 90% proporciona una potencia de entrada de 3W / 0.9 = 3.33W = 3.7V, 900mA

    
respondido por el akellyirl
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Lo que desea es un tipo de fuente de alimentación de conmutación llamada boost boost . Estos convierten una tensión de CC baja a alta corriente en una tensión de CC alta a baja corriente. En teoría con partes ideales, son 100% eficientes. Para lo que quiera hacer, la eficiencia real del 80% sería relativamente fácil. Más del 90% es factible, pero requiere trucos como rectificación síncrona (un método para solucionar el hecho de que el diodo no es ideal y tiene una pequeña caída de voltaje cuando se conduce).

Este es el concepto básico de un convertidor boost:

Cuando el interruptor está cerrado, la corriente se acumula linealmente con el tiempo a través del inductor, almacenando energía en el inductor. Cuando se abre el interruptor, la corriente debe continuar fluyendo en algún lugar en el corto plazo, que es a través del diodo en la salida. Ahora el voltaje a través del inductor se invierte y la corriente disminuye linealmente con el tiempo. Cuando llega a 0, el diodo deja de conducir y todo está apagado hasta la próxima vez que se cierra de nuevo el interruptor. Este es el caso de operación de modo discontinuo . En la práctica, el interruptor a menudo se cierra y abre tan rápido que la corriente no se reduce a 0 durante el breve período de tiempo en que está abierta. Eso se denomina operación de modo continuo .

En cualquier caso, un sistema de control observa Vout y ajusta el tiempo de apertura y cierre del interruptor para descargar más o menos corriente en Vout, dependiendo de si es bajo o alto.

Los convertidores Boost son bastante comunes, y hay muchos chips que integran muchas de sus funciones. Para sus voltajes y corrientes, debería poder encontrar fácilmente un chip que necesite poco más que el inductor y la tapa de salida externamente. Comenzaría por revisar las ofertas de Microchip, ST y TI. En el improbable caso de que no encuentre algo adecuado allí, revisaría Linear y otros que generalmente son más caros.

    
respondido por el Olin Lathrop

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