Impulsar el problema del regulador en alta carga

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Estoy tratando de entender las causas de la caída del voltaje de salida a medida que mi carga aumenta en un convertidor elevador. El conmutador que estoy usando es un TPS61093 de TI. Estoy solucionando problemas en un circuito que alguien más construyó. Se construye exactamente como se muestra a continuación en el diseño de referencia, excepto Vout = 12.1V. 

Vin=4V
Vout=12.1V 
L1=10uH
R1=232K
R2=10K
R3, C6 open
R4 short

El problema es que en mi banco:

  • A medida que aumenta la carga más allá de los 45 mA, comienzo a ver una caída en el voltaje. 50mA - > Vout = 11.11V, esto se reduce aún más a medida que aumenta la carga.

  • Veo en la entrada un Iin = 264mA (entrada de corriente a los smps) que parece excesivo dado que estoy tirando solo 50mA. Y esta corriente aumenta también con una mayor carga.

¿Alguna idea de lo que posiblemente esté pasando?

  • Mi entrada cae solo 10 mV cuando mi salida está fuera de regulación.
  • El pin de habilitación en realidad se coloca alto a través de 100k
  • IND, WIRE-WUND, 10uH, ± 10%, 380mA, 0603, con .Rdc = 0.34Ω. El SRF es de 32Mhz
  • Como señalé. El diseñador se fue con el diseño de referencia real de TI. Y ese diseño no incluye C6. Creo que C6 solo mejoraría la estabilidad del bucle de retroalimentación para una carga transitoria rápida o tiene un propósito diferente.
  • El condensador de salida es 12uF.
  • Mi fuente de alimentación no está limitada actualmente.
pregunta igorvanhelsing

2 respuestas

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Su inductor es muy pequeño para esta aplicación. Por un lado, debe ser calificado para manejar la entrada actual, que será más de 3 veces la corriente de salida.

Recuerde, la corriente del inductor pasa a la salida solo cuando el interruptor del regulador está apagado. Ya que va a realizar una multiplicación de voltaje de 3 ×, el ciclo de trabajo del interruptor será de 2/3, y el diodo estará conduciendo solo 1/3 del tiempo. Si desea dibujar 200 mA en la salida, el inductor llevará una corriente promedio de aproximadamente 700 mA.

La frecuencia de conmutación del regulador está fijada en 1,2 MHz. En el ciclo de trabajo de 2/3, esto significa que el interruptor está encendido por un valor nominal de 555 ns. Con un voltaje de entrada de 4 V y un inductor de 10 µH, esto significa que la corriente de rizado pico a pico será

$$ \ Delta I = \ frac {V} {L} \ Delta t = \ frac {4 V} {10 \ mu H} 555 ns = 222 mA $$

Esto significa que la corriente máxima será aproximadamente 111 mA más alta que la corriente promedio. Desea que la corriente de saturación del inductor sea un margen cómodo por encima del valor máximo.

Cuando su inductor se sature, verá los síntomas exactos que está obteniendo: regulación deficiente y eficiencia deficiente.

Además, con una corriente máxima de alrededor de 800 mA, incluso el 0.34 0. de resistencia en serie reducirá su eficiencia con una caída de casi 300 mV, que es casi el 10% de su voltaje de entrada.

    
respondido por el Dave Tweed
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Su diseñador eligió un inductor demasiado pequeño por un factor de 2 o 3

  • Entrada = 4.0V, 264mA (= 1.06W)
  • salida = 11.11V, 50mA (= 0.55W)

De hecho, la regulación es deficiente y la eficiencia es de < 50%. Esto se debe a que la corriente de entrada está saturando el inductor.

Las directrices tienen reglas estrictas sobre el inductor. Los ejemplos dados están clasificados para > = 1A at10uH pero esta es la corriente por la cual la inductancia mantiene su valor a una reducción del 50%. También son partes mucho más grandes. De 4x4 a 5.2x5.2, mientras que su 0603 es solo 1.5x0.75 [mm]

Saca la L de allí. ¡Toko es el mejor aquí! Ir a la parte Toko 1.09A.

  • La referencia de VFB debe ser de 500.55mV + -1% a temperatura ambiente.
  • el ciclo de trabajo del interruptor debe ser del 66% o menos

Revise los cálculos de Imax de la fórmula (5) en las especificaciones anteriores.

I = 1 / (10 * 1 * 0.375) = 267 mA x3 = 800 mA min a 25'C (requisitos del ciclo de trabajo)

    
respondido por el user40708

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