Estoy trabajando en un pequeño sistema de energía solar. El problema crítico ahora mismo para mí es cómo hacer la conversión de CC a CC. Esencialmente, el problema es que tiene una gran variedad de baterías de plomo de 12 V grandes y necesita alimentar una amplia variedad de dispositivos de CC que normalmente requieren voltajes como 3, 5, -5 y 9. Además, puede tener dispositivos de 12 V pero necesita un suministro regulado , por lo que incluso para conectar las baterías a un dispositivo de 12 V no es trivial.
Problema # 1: confuso multiplicidad de posibilidades de circuitos
Las principales opciones disponibles en el mercado parecen ser los convertidores Buck o los DC switchers. Un problema es que hay muchas formas diferentes de diseñar dichos dispositivos y lo que puede comprar es a menudo una caja negra, por lo que a menudo no sabe qué tipo de circuito está comprando. Los fabricantes afirman que la eficiencia a menudo es muy diferente de la eficiencia real que realmente obtiene cuando lo conecta y mide. Por lo tanto, es difícil saber sin mucho ensayo y error qué productos pueden ser buenos o malos.
Problema # 2: circuitos de compromiso
Muchos productos de conmutación aceptan un rango de voltajes de entrada, por lo que pueden ser "diseños de compromiso" que sacrifican la eficiencia por la flexibilidad. En mi caso, solo tengo UN voltaje de entrada: 12 V, por lo que no necesito un chip que acepte un rango de voltajes de entrada. Por lo tanto, si compro chips de conmutación, es posible que pierda innecesariamente eficiencia para obtener la flexibilidad que no necesito.
Problema nº 3: diseños de una sola entrada y salida única
Prácticamente todos los productos comerciales no están diseñados para generar un rango de diferentes voltajes de salida; Toman una entrada y generan una salida. Por lo tanto, para usar componentes estándar, tiene que usar un montón de diferentes convertidores independientes, que son voluminosos y probablemente mucho más ineficientes que un diseño integrado.
Diseño personalizado
Para evitar estos problemas, la alternativa es hacer un diseño personalizado: una placa que toma una entrada grande de 12V, la divide y la regula a un rango de diferentes voltajes más pequeños de acuerdo con lo que se desea. Entonces, por ejemplo, la placa podría tener salidas 6x 3V, salidas 8x 5V, salidas 5x 9V, etc., lo que yo quiera. El desafío es que hacer una junta de este tipo, especialmente una que tenga buena eficiencia, es potencialmente extremadamente complicado. Por ejemplo, he estado leyendo el libro "Transistores de GaN para una conversión eficiente de energía" por Alex Lidow y "Switch-Mode Power Supplies" por Christophe Basso y es evidente que hacer un tablero de este tipo podría ser extremadamente complicado y llevar mucho tiempo, al menos para mí. Aunque supongo que una alternativa sería pagarle a un experto para que lo diseñe.
Aquí hay una solución a medio camino y es hacer una placa personalizada, pero usar conmutadores, que vienen en paquetes SMD. Simplemente pegas un montón de conmutadores en la placa, por lo que resuelves la gran cantidad de problemas de dispositivos, pero el diseño no está realmente integrado, es solo una gran cantidad de conmutadores en la misma caja.
Entonces, ¿cuál sería una buena solución aquí? Si estoy tratando de obtener una eficiencia de > 95%, es juntar productos comerciales "lo suficientemente buenos" (Opción 1) o debo buscar en una caja de conmutadores múltiples (Opción 2) o ir completamente loco e intentar hacer un tablero personalizado (Opción 3)?