Esta es una explicación general sobre cómo llegar a la inductancia requerida en un convertidor de refuerzo discontinuo.
Pruebe y piense las cosas en términos de poder (según mi respuesta a su pregunta vinculada). Su potencia de salida es de 180 voltios x 30 mA = 5,4 vatios, por lo tanto, si transfiere energía 100,000 veces por segundo, la transferencia de energía en un ciclo es de 54 uJ.
Sabiendo que necesita almacenar energía en la primera mitad del ciclo de conmutación y liberarla en la segunda mitad del ciclo, puede utilizar la fórmula de energía del inductor: -
W (energía) = \ $ \ dfrac {LI ^ 2} {2} \ $ por lo tanto, I = \ $ \ sqrt {\ dfrac {2 \ times 54 \ times 10 ^ {- 6}} {L}} \ $.
También sabiendo que V = \ $ L \ dfrac {di} {dt} \ $ podemos poner números de di y dt.
- di es el cambio en la corriente necesaria para cargar energía en la bobina (según I de la ecuación de energía anterior)
- dt puede ser la mitad de un ciclo de conmutación (5 us)
- V es la fuente de entrada de 12 voltios
Esto se reduce a hacer un poco de álgebra para encontrar L: -
L = \ $ \ dfrac {(12 \ times 5 \ times 10 ^ {- 6}) ^ 2} {2 \ times 54 \ times 10 ^ {- 6}} \ $ = 33 uH.
Encontré que la inductancia es de alrededor de 400uH
Tienes que usar el enfoque correcto.
Si calcula la corriente cargada y descargada desde el inductor utilizando mi aproximación aproximada, la corriente máxima en el inductor es de 1.818 amperios y esta es también la corriente de ondulación pico a pico debido a la operación discontinua.
La corriente de ondulación es lo que ve el inductor: en realidad no fluye hacia la carga porque la mayor parte está absorbida por el condensador de salida. La carga extraerá la corriente que necesita de los 180 voltios, pero el truco es mantener estable el voltaje de salida porque: -
A booster is a power regulator - it regulates power not voltage
Para regular el voltaje, debe tener un circuito de control alrededor del regulador de potencia básico para mantener correcta la relación espacio-marca de manera que el voltaje se regule controlando la potencia.
Es típico que la corriente de rizado sea mayor (para una carga promedio de
30mA) en un convertidor boost que funciona en CCM o DCM?
Mi ejemplo simplificado de arriba es para DCM y esto tendrá una corriente de rizado pico a pico que guarda poca relación con la corriente de carga.
En CCM, el inductor siempre está conduciendo y esto significa que la corriente de rizado pico a pico puede ser mucho más pequeña; la energía en el inductor no se agota a cero, por lo que la transferencia de energía por ciclo se basa en: -
W (energía) = \ $ \ dfrac {L.I ^ 2_ {max}} {2} - \ dfrac {L.I ^ 2_ {min}} {2} \ $
En otras palabras, si Imax es alto, entonces Imin solo necesita ser un poco más pequeño para obtener la misma energía por ciclo (en comparación con DCM).
Decidí hacer una simulación rápida para ver cómo las cosas se adaptaban a mis fórmulas: -
Para una conmutación de 100 kHz a 50:50, obtuve un voltaje pico estable de 186 voltios con una corriente de inductor pico de 1.9 amperios con una carga de 6 kohm. El capacitor de salida es de solo 330 nF, de modo que la salida se cargaría más rápido en el simulador. El inductor es el calculado - 33 uH.
Recuerde: este es un escenario de carga fija: para hacer un refuerzo con una salida regulada, necesita un sistema de control general que modifique el ciclo de trabajo a medida que varía la carga de salida y el voltaje de entrada. No existe un circuito de refuerzo simplificado que funcione con una buena regulación de voltaje.
