Últimamente he estado leyendo sobre electrónica de potencia y, como desafío (y también un ejercicio de aprendizaje), diseñé mi primera fuente de alimentación de conmutación: un convertidor de dólar en este caso.
Estádestinadoasuministrar3.5-4.0V(decididoporlafuentedereferenciadeldiodo)yhasta3Aparaimpulsaralgunos
NOTA: Ya me di cuenta de que tengo la lógica de conmutación de forma incorrecta, necesito cambiar las conexiones en el comparador o usar !Q
para controlar los MOSFET.
Mi elección de MOSFET en lugar de BJT se debió a las pérdidas de potencia en un BJT, y los problemas térmicos que surgieron. ¿Esta decisión de usar MOSFET sobre BJT / IGBT debido a una mayor eficiencia es la llamada correcta?
En lugar de usar un chip PWM como sugieren muchos foros de aficionados, decidí usar una combinación de comparador / reloj / pestillo para cambiar rápidamente entre "carga" y "descarga". ¿Existe alguna desventaja particular de este enfoque? El pestillo CMOS (un flip-flop D) copia los datos a las salidas en el flanco ascendente de los pulsos del generador de reloj (un inversor Schmitt CMOS + retroalimentación).
La elección de las constantes de tiempo / frecuencias de esquina para el reloj y el paso bajo Buck (10-100 kHz y 10 Hz respectivamente) está pensada para soportar la pequeña aproximación de ondulación al mismo tiempo que permite que el condensador de salida se cargue en un tiempo razonable desde la alimentación -en. ¿Es este el conjunto correcto de consideraciones para decidir los valores de estos componentes?
Además, ¿cómo puedo calcular el valor del inductor? Supongo que depende de la corriente de salida típica y del valor del capacitor de paso bajo, pero no puedo entender cómo .
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En el pasado, he usado el par MOSFET mostrado (además del software PWM) para crear puentes en H para el control bidireccional del motor de velocidad variable, y siempre y cuando mantuve el período PWM mucho más largo que el MOSFET tiempo de conmutación, el desperdicio de energía de cortocircuito durante la conmutación fue despreciable. Sin embargo, en este caso, voy a reemplazar el N-mosfet con un diodo Schottky ya que nunca he usado un diodo Schottky antes y quiero ver cómo se comportan.
Uso un simple inversor + RC combinado para proporcionar la señal del reloj, ya que no necesito una frecuencia particularmente consistente o precisa, siempre que sea considerablemente más alta que la frecuencia de esquina de corte alto del buck-boost.
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Lo construí en una placa de pruebas y, para mi sorpresa, funcionó de inmediato sin problemas, y con una eficiencia del 92% (en comparación con el 94% que calculé a partir de las pérdidas de componentes / conmutación). / p>
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Tenga en cuenta que omití la resistencia en la etapa de salida, por pereza, y no puedo recordar por qué lo puse ahí en primer lugar.
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Omití el diodo inverso paralelo al P-MOSFET, y también usé un diodo Schottky 1N5817 (nota: clasificación 1A) en lugar del N-MOSFET. No se calienta lo suficiente como para que mis dedos lo noten. Sin embargo, he ordenado un diodo con una clasificación más alta para cuando ensamble la unidad final, que funcionará con carga completa.
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Golpeé accidentalmente el comparador LM393 durante las pruebas, pero un LM358AN tomó su lugar de inmediato sin ningún problema.
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Como no puedo encontrar ningún software decente de diseño de circuitos + diseño / enrutamiento que se ejecute en Arch Linux x64 (o incluso que se instale, en el caso del software nativo de Linux), lo he implementado manualmente para probablemente no funcionará para cuando esté soldado ... ¡Pero eso se suma a la "diversión" que supongo!
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Valores de los componentes utilizados: Clock gen {1kR, 100nF}; Salida de dólar {330uH, 47uF}; Condensador de entrada [no mostrado] {47uF}; P-MOSFET {STP80PF55}; N-MOSFET {diodo Schottky en su lugar, 1N5817 - para ser reemplazado con > = versión 3A}; CI {40106 NXP, 4013 NXP, LM358AN}