¿Cómo puedo mejorar la eficiencia de un convertidor boost?

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He construido un convertidor de refuerzo de 3V a 5V con componentes discretos.

L = 220uH

Vf (diodo) = 0.25V

MOSFET ZVN4210A

C = 470uF

f = 47KHz

Mi carga es una placa de microcontrolador (M16C QSK62P Plus) que toma hasta 90 mA de corriente. Estoy utilizando la señal PWM del mismo microcontrolador para el impulso de conmutación del convertidor. Probé mi circuito para una carga constante de R = 100Ohm

Medí la corriente promedio que fluye a través del inductor y el voltaje de salida. A partir de eso calculé los poderes Pin y Pout.

Estoy obteniendo la eficiencia de aprox. 75%. Sé que los convertidores boost pueden ser más eficientes (90%). Por lo tanto, necesito algunas sugerencias sobre modificaciones en mi circuito para mejorar la eficiencia.

    
pregunta Punit Soni

5 respuestas

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  1. Su inductor probablemente tenga una alta resistencia en serie. Es posible que desee tomar un valor más bajo con un cable más grueso. Aumente la frecuencia si es necesario (pero no demasiado alto, las pérdidas por cambio aumentan).

  2. Use gorras de ESR de bajo nivel, tántalo. Agregue un poco de 0.1 + 22-66uF de tapón cerámico en parralel. Si la frecuencia es lo suficientemente alta, simplemente deje la cerámica.

  3. Implemente la rectificación sincrónica para deshacerse de ese 0.25 vDrop (y no estoy seguro de que sea realmente 0.25, debería ser más alto)

  4. Usa el MOSFET apropiado. ¿Por qué tomar parte de 100V? 1.5 ohh rds? Esto no es adecuado para DCDC eficiente. Desea un MOSFET de nivel lógico de 12-24 V con unos 0.1 - 0.01 Rds.

respondido por el BarsMonster
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  1. Como se señaló, MOSFET no es muy adecuado. Además de la baja Rdson, tiene un voltaje de activación de puerta marginal (Vgth o Vgsth) para uso a 3V. Funcionará (y lo hace) pero podría ser mejor. Con su osciloscopio observe el voltaje cuando está encendido. Si puedes medirlo es demasiado grande :-).

  2. Como también se señaló, el inductor debe tener una resistencia lo suficientemente pequeña como para disminuir el voltaje mínimo con FET activado y debe tener un núcleo diseñado para no saturarse con la corriente de operación. No has dicho qué inductor estás usando. Por favor avise.

  3. El valor del inductor es posiblemente un poco alto.

Probablemente ignore: en, digamos, 3V disponibles y suponiendo que una rampa de corriente para duplicar el promedio de I tomará 220 uH / 3V x 0.1A x 2 = ~~~ 14 uS para alcanzar la corriente requerida. con modo de funcionamiento continuo 220 uH está bien.

  1. La caída de diodos es sospechosamente baja. ¿Qué diodo estás usando?

A 0.25 V, como indica, la pérdida de diodo a 5 V es > 0.25V / 5V = 5%. Hecho menos que correctamente, agregue MOSFET 5%, Inductor 5%, otro 5% = 80% en general. Suena familiar :-)

Asegurar que FET y el inductor estén bien ayudará. El 90% es difícil sin rectificación síncrona, que tiene sus propios problemas. Más del 80% debería ser posible.

    
respondido por el Russell McMahon
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O puede comprar un convertidor de refuerzo ya implementado de forma adecuada con > 90% de eficiencia por menos de $ 5. Si realiza muchos de estos, los proveedores como Recom o Murata pueden tener módulos precompilados. Si solo necesita uno o unos pocos, Pololu tiene un buen convertidor de refuerzo de 5V 200 mA con una eficiencia del 90% por $ 4.95. Enlace, mientras dura: enlace

    
respondido por el Jon Watte
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Aquí hay un truco que aprendí hace un tiempo. La mejor manera de mejorar la eficiencia es hacer que el campo del inductor colapse lo más rápido posible. Agregar la combinación PNP / diodo de señal mejorará mucho la eficiencia.

    
respondido por el Ray Johnson
-1

Puedes diseñar un circuito de supresor para un convertidor elevador, y sigue este enlace: enlace

    
respondido por el Arebi Sulaiman

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