Con respecto a la respuesta transitoria de un convertidor Buck (análisis cuantitativo ...)

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Quiero saber la respuesta transitoria de un convertidor Buck. Lo he visto en tantas ocasiones, como

al calcular la capacitancia de salida, las hojas de datos consideran, digamos en un evento transitorio, que el bucle será efectivo después de 3-4 ciclos y hasta que el capacitor tenga tanto tiempo para mantener el voltaje como para dar corriente transitoria.

Al calcular elementos de compensación también, se mencionaron los transitorios.

En algunas referencias, encontré., el inductor decidirá la capacidad transitoria del convertidor Buck, di / dt = (Vin-Vout) / L.

Digamos, tengo una demanda transitoria del procesador 6A / 1uS.

Tengo Buck, Vin = 12V (10.8V a 13.2V), Vout = 0.9V, Ioutmax = 15A, L = 0.47uH.

desde arriba, (13-2-0.9) /0.47uH = 27.1A / us .. esto parece un número enorme ...

en este caso, ¿cómo puedo saber cuánta corriente transitoria puede ser dada por el dólar?

    
pregunta user19579

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En primer lugar , si está preocupado por la respuesta transitoria de su regulador cuando la corriente de carga disminuye repentinamente, debe usar un convertidor reductor síncrono: un convertidor no sincronizado no detendrá la el voltaje aumenta cuando se elimina la carga porque el convertidor puede estar en el proceso de transferir un "bulto" de energía considerable desde el inductor al condensador y, sin la carga baja anterior, el voltaje de salida aumentará por encima de las expectativas y posiblemente dañará el voltaje. dispositivos que ha conectado.

Comprobación de validez

Continuando con lo que ha dicho, digamos que su carga promedio es de 10A a 0.9V, esta es una potencia de carga de 9W. Supongamos también que su relación espacio-marca es del 50% para esta carga. Ha indicado la inductancia por lo que es posible calcular su frecuencia de conmutación. Si estaba cambiando a 1MHz, su inductor se está cargando a 500 ns y en ese momento alcanzará un pico de corriente: -

\ $ V = L \ dfrac {di} {dt} \ por lo tanto di = dt \ times \ dfrac {V} {L} = 500ns \ times \ dfrac {12V-0.9V} {0.47 \ times 10 ^ { -6}} = 11.81A \ $

Esto se traduce en una energía de \ $ \ dfrac {L \ times 11.81 ^ 2} {2} = 32.78 \ mu J \ $.

Esto se transfiere 1 millón de veces por segundo, por lo que la potencia que está entregando es de 32.78W.

Claramente, esto es más que la potencia de carga (9W), por lo que probablemente esté utilizando una frecuencia más alta. A 2MHz de conmutación (50:50 de servicio), la corriente del inductor es la mitad y la energía es un cuarto de lo que es a 1MHz, pero la energía se transfiere dos veces más a menudo, por lo que la potencia se reduce a 16.38 W y esto es todavía demasiado alto para el " carga promedio y un poco demasiado alta para la carga máxima (15A x 0.9V = 13.5W).

No hay muchos conmutadores funcionando por encima de 2MHz, por lo que debo suponer que está operando a un ciclo de trabajo algo menor al 50% para la carga "promedio" de 10A. Un tiempo de carga del inductor de 200 ns daría una corriente máxima de 4.72A y una energía de 5.24 \ $ \ mu J \ $ y esto alimenta 10.48W en su carga a 2MHz (lo suficientemente cerca).

Entonces, si el circuito de su conmutador no funciona realmente a aproximadamente 2MHz, es posible que desee considerar la efectividad de su circuito.

Corriente transitoria de 6A

Suponiendo que está utilizando un convertidor síncrono, una corriente transitoria de +/- 6A dejará un déficit de energía (o exceso) que su capacitor de salida debe limpiar sin causar (digamos) más de un +/- Cambio de 0.1V en la salida: -

\ $ Q = C.V \ por lo tanto \ dfrac {dQ} {dt} = C \ dfrac {dV} {dt} \ $ = current (6A)

Esto le permite calcular el condensador en la salida: -

\ $ C = \ dfrac {250ns} {0.1V} \ times 6A = 15uF \ $

Conclusión

Reitero: si su conmutador no está cambiando a aproximadamente 2 MHz, entonces estos números van a estar un poco fuera de lugar. También diría que si cambia a menos de 1MHz (ciclo de trabajo bajo), los cambios extremos en el voltaje de salida debido a los cambios de carga serán un problema. Si el convertidor no es de tipo síncrono, las reducciones repentinas de la carga causarán problemas aún mayores, ya que el convertidor entrará en modo discontinuo y podría ver fácilmente un pico en el voltaje (encima de los 0.9 V) de varios cientos de milivoltios.

    
respondido por el Andy aka

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