¿Podría la corriente de salida del regulador de conmutación reductor ser mayor que su corriente de entrada?
Suponiendo que la eficiencia de su regulador de conmutación es del 90% y que está convirtiendo 5 V a 1,8 V. Si mide que la corriente de entrada es de 100 mA, ¿espera que la corriente de salida sea de 250 mA? (5 V * 100 mA * 0.9 / 1.8 V = 250 mA)
Si es así, ¿de dónde vienen los cargos?
Si está utilizando un sistema de CC / CC con una eficiencia del 90% (IC, inductor, diodo, etc.), la salida será de 277 mA calculada * 0.9 (250 mA).
Los "cargos" provienen de la entrada. Nada se "gana". Intercambia el potencial de voltaje por la corriente (y calor, quizás algo de ruido, etc.).
1 - Potencia = Corriente * Voltaje
2 - Potencia en = P out + P pérdidas
Pin = 5V * 100mA = 0.5W
Plosses = Pin * inneficiency = 0.5W * 0.1 = 0.05W
Pout = Pin - Plosses (o Pin * eficiencia) = 0.5W - 0.05W (0.5W * 0.9) = 0.45W
Entonces, si Vout = 1.8V, Iout = 0.45W / 1.8V = 0.25A
p.s .: En los sistemas step-up, lo contrario es cierto. La salida será capaz de menos rendimiento de corriente. La corriente "original" no va a ninguna parte, simplemente la cambia por un potencial de voltaje (y calor, etc.).
Un regulador de conmutación tiene dos fases de funcionamiento, que cambia entre. Por ejemplo, a continuación se muestran los componentes importantes de un convertidor de 5 V de entrada, 2 V de salida.
En la primera fase, la entrada está conectada (generalmente por un MOSFET) al inductor, que está conectado a la salida. La misma corriente fluye en ambos, mientras que la corriente se acumula en el inductor debido a los 3 V positivos que lo atraviesan.
En la segunda fase, la entrada se desconecta, y la entrada del inductor se conecta a tierra (ya sea por un MOSFET accionado, o menos eficientemente por un diodo). El almacenamiento de energía en el inductor significa que la corriente de salida continúa fluyendo , mientras que la corriente cae en el inductor debido a los 2 V negativos a través de él. Obviamente no hay flujos de corriente de entrada durante esta fase.
Si asumimos que cambiamos lo suficientemente rápido para que la corriente del inductor "no cambie demasiado", podemos ver que la corriente de salida siempre está fluyendo, mientras que la corriente de entrada solo fluye durante la primera fase . La corriente de entrada promedio es el ciclo de trabajo de conmutación más bajo que la corriente de salida.
Con un regulador de dólar, no es tanto '¿de dónde viene la corriente de salida extra?' Es más '¿por qué es la corriente de entrada más baja?' Es porque la corriente del inductor no fluye todo el tiempo desde la entrada, pero fluye todo el tiempo hacia la salida.
Si la corriente de salida era 250 mA en este caso, la corriente de entrada sería 250 mA fluyendo solo el 40% del tiempo, o 100 mA en promedio (caso sin pérdida).
Los convertidores de conmutación siempre están equipados con capacitores de entrada y salida lo suficientemente grandes, de modo que la alimentación y la carga solo ven la corriente promedio, no el interruptor instantáneo o la corriente del inductor.
¿Cómo aumentarían las pérdidas la corriente de entrada? La resistencia en el inductor y los interruptores agregarían caídas de voltaje al voltaje del inductor, lo que aumentaría el ciclo de trabajo requerido para mantener el voltaje de salida, por lo que conduce a una corriente de entrada promedio más alta.
Si es así, ¿de dónde vienen los cargos?
Las cosas que conducen, como los cables, están llenas de cargas que se pueden desplazar. Eso es lo que los hace conducir.
Es posible que tenga un modelo mental incorrecto de cómo fluyen las cargas en un circuito. Las cargas tienen algún movimiento neto en la dirección del flujo de corriente. Pero en gran parte, simplemente están vibrando en su lugar presionando uno contra el otro.
Piense en una rueda de madera gigante que yace plana con la fuente de poder en un lado de la rueda girándola y la carga en el otro lado de la rueda aplicándole fricción. No necesita más madera para hacer que la rueda gire más rápido o entregar más fuerza a la carga. Puede hacer que la madera gire tan rápido y tan duro como desee sin necesitar más madera.
Cuando algún flujo de corriente produce un campo magnético, el campo magnético colapsado no puede entregar más energía de la que se usó para crearlo. Pero puede entregar más corriente si la oposición al flujo de corriente es menor y la misma cantidad de energía produce más corriente. Así es como funcionan los convertidores Buck.
Más generalmente respondiendo a la pregunta real
... Si es así, ¿de dónde vienen los cargos?
es bastante fácil: no tienes que preocuparte por los cargos. Cualquier circuito, cuando incluir todas las conexiones entrantes y salientes es solo un supernodo , probablemente tenga un mejor nombre como superficie cerrada, y por lo tanto, KCL es verdadero y nos dice que los cargos solo están ejecutando un bucle cerrado desde la fuente.
Esto se puede aplicar tanto a las superficies rojas (Icc = Icc) como a las azules (IL = IL) en el dibujo de arriba.
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