Entrada
Se me ha encomendado encontrar una manera de convertir la salida de un peculiar generador de imán permanente de CA, de modo que alimente un dispositivo de menor voltaje. La salida del generador se ve así (en la configuración de velocidad más problemática):
(He perdido la instantánea del alcance, pero es muy parecido a como la he recreado de mis notas).
Observa la espiga problemática. Su amplitud es de casi 100V. El voltaje RMS es de solo 35Vrms. La frecuencia es ~ 200 Hz. El generador también puede volverse más lento, la velocidad más baja le da alrededor de 12Vrms, 75 Hz. La carga no tiene mucho efecto en la forma de onda, lo intentamos con una carga de 10 ohmios en el caso de 12Vrms y la forma de onda no cambió apreciablemente.
Salida
El dispositivo de destino tiene un puente de diodo y un convertidor DC-DC en su interior, y consume ~ 5W. Desafortunadamente, fue diseñado originalmente para manejar hasta 35 VCC y presenta un límite máximo absoluto de 60 V. Estará bien funcionar con cualquier voltaje (CA o CC) a 5 V o más, siempre y cuando no se supere el máximo absoluto (la calificación de abs. Máx. No se puede mejorar fácilmente).
Algunas ideas
He estado pensando en maneras de hacer esta conversión y todas son torpes, o al menos eso parece:
- Utilice un transformador 2: 1 (voluminoso)
- Use un filtro pasivo grande (voluminoso, no barato)
- Rectifique, luego haga un LDO crudo de alto voltaje (necesitaría un serio disipador de calor)
- Rectifique, luego use un transistor de paso y ajústelo cuando la tensión de entrada exceda, por ejemplo. 50V (creo que la inductancia del generador pateará el elemento de paso muy fuerte, a kilovoltios)
- Igual que 4, pero en lugar de bloquear, cortocircuite la sobretensión a tierra, con un tiristor (podría funcionar, pero probablemente también requiera disiparse).
- Rectificar, luego DC-DC (parece una exageración).
Idealmente, me gustaría hacer una placa adaptadora, que se produzca en volúmenes modestos, con un costo de BOM de unos pocos dólares, digamos $ 5 como máximo.
¿Qué opción debo elegir y me falta algún otro enfoque?
EDITAR:
Finalmente pude ver físicamente el generador en cuestión y medir algunas cosas:
- La inductancia de la bobina es 1.5-2.0 mH
- La resistencia de la bobina es bastante baja, menos de 1 ohmio
- La salida del generador en realidad se ve muy diferente cuando está cargada, las partes de rampa lenta están cerca de cero y solo están presentes los picos. Sospecho que los tipos que lo probaron anteriormente no conectaron la carga correctamente.
- No pude probarlo en corto, pero me inclino a pensar que tolerará un cortocircuito.
