En un convertidor Buck de modo de conmutación dc-dc, ¿por qué la tensión de salida es diferente del valor deseado cuando la corriente del inductor es discontinua? ¿Cómo se puede ajustar el voltaje al valor requerido? ¿Cuál sería el efecto del circuito abierto de los terminales de carga en el voltaje de salida? ¿Seguirá cargándose el condensador hasta que se apague si se retira la carga?
El valor promedio de la salida de un convertidor Buck en modo discontinuo sigue siendo el mismo que el modo continuo. Sin embargo, la tensión de rizado aumenta.
Esto ocurre con cargas ligeras cuando el conmutador no puede producir pulsos con un ciclo de trabajo lo suficientemente bajo y transfiere demasiada energía por ciclo de conmutación para la carga ligera.
Esto significa que el voltaje de salida promedio comienza a subir demasiado alto y el sistema de control apaga el conmutador durante varios ciclos, lo que resulta en un voltaje de salida ligeramente más bajo que el normal. Hasta que la carga comience a tomar más poder, esta situación persiste.
El modo discontinuo también ocurre cuando el voltaje de entrada a la inversión aumenta demasiado.
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Si el convertidor Buck está funcionando a 100kHz y el inductor es 10uH. Digamos también que el suministro es de 12 V y el ciclo de trabajo es del 50%. El pulso "encendido" del mosfet cargará al inductor con corriente y esta corriente está determinada por el voltaje de entrada, el voltaje de salida y la inductancia. Digamos que el voltaje de salida es de 5 V, lo que significa que el voltaje a través del inductor es de 7 V cuando el mosfet está "encendido".
V = L \ $ \ dfrac {di} {dt} \ por lo tanto 7 = 10 \ veces 10 ^ {- 6} \ times \ dfrac {di} {dt} \ por lo tanto \ dfrac {di} {dt} = \ espacio \ $ 700,000
Debido a que dt es 50% de 10us, podemos calcular I, que es \ $ 700000 \ por 5 \ por 10 ^ {- 6} \ $ = 3.5A.
La energía transferida por ciclo es, por lo tanto, \ $ \ dfrac {L \ times 3.5 ^ 2} {2} \ $ = 57.8uJ.
Esto se transfiere 100k veces por segundo \ $ \ por lo tanto \ $ el poder para la carga es \ $ 57.8 \ mu J \ veces 100000 \ $ = 5.78W.
Si la resistencia de carga es demasiado alta para tomar esa potencia a 5 V, el simple hecho es que la tensión de salida aumentará y el convertidor reductor entrará en modo discontinuo a menos que el circuito de control reduzca el ciclo de trabajo.
Esta reducción del ciclo de trabajo, por supuesto, sucederá porque sería un convertidor pobre que no podría producir menos del 50% de servicio, pero tendrá un valor mínimo y en este punto, si la ecuación de carga de energía no es En equilibrio, el convertidor entrará en modo discontinuo.
El voltaje promedio de un convertidor reductor en DCM es mayor que CCM, porque la corriente del inductor se convertirá en cero antes del período de conmutación, digamos 100 \ $ \ mu \ $ seg tiempo de conmutación y duty_on (d) = 0.5, duty_off (d2 ) = 0.3 (debido a DCM). Por lo tanto, la corriente del inductor se convierte en cero después de 80 \ $ \ mu \ $ seg, luego el diodo se apagará (la corriente que fluye a través del diodo es cero). Después de apagar el diodo, aparecerá el voltaje del capacitor en toda la carga. De esta manera, el voltaje promedio del convertidor Buck en DCM es el modo (\ $ V_o / V_g = d / (d + d2) \ $).
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