DC-DC Boost Converter en paralelo

  

Así que he decidido conectar 3 convertidores DC-DC Boost en paralelo, por lo que   cada uno de ellos comparte la carga y mantiene todo enfriado

Escenario 1

El dispositivo que produce el voltaje de salida más alto (fracciones de unos pocos mili voltios sobre los otros) es el dispositivo que gana la carrera para suministrar toda la corriente y, finalmente, se quemará o apagará. Luego, el dispositivo que produce un poco más de voltaje de salida que el tercer dispositivo (pero menor que el primer dispositivo) ganará y continuará suministrando corriente hasta que se queme o se apague, dejando el tercer dispositivo y que finalmente se queme o se apague.

Escenario 2

Sin embargo, a medida que el primer dispositivo se calienta, su salida puede reducirse y comenzar a compartir con agrado las tareas de carga con el segundo dispositivo y esto puede extenderse al tercer dispositivo, pero esto suele ser un poco como un cuento de hadas y no sucederá / puede no se puede confiar en.

Escenario 3

Las fuentes de alimentación activas síncronas lucharán entre sí arrojando tanta corriente en las salidas de la otra para aumentar el voltaje y ganar la carrera (según el escenario 1).

Probablemente hay otros escenarios, pero los que involucran diodos de salida caen en el escenario 1 porque el diodo actúa para evitar el actual volcado mencionado en el escenario 3. Los diodos también dejan caer cualquier cosa hasta 1 V y, por lo tanto, se desperdicia energía y se pierde energía.

Mi recomendación: compre un solo módulo diseñado para el trabajo.

En tu publicación dijiste que querías 1A a 12V, y que calculaste que necesitabas 3.24A sin pérdidas. No indicó qué voltaje de entrada estaba usando, pero puede calcularse. 12V * 1 A / 3.24A = 3.7V. 3.7V es mucho más bajo que el voltaje de entrada mínimo de 5.0V especificado en la hoja de datos. Por lo tanto, su suministro probablemente no funcionará bien.

Con respecto al segundo problema de los reguladores de impulso en paralelo. Sí, se puede hacer.

La salida del convertidor de refuerzo XL6009, como la mayoría de los convertidores de refuerzo, incluye un diodo en la etapa de salida. Si varios XL6009 se ponen en paralelo, ese diodo evitará que la corriente de salida de una fuente vuelva a fluir hacia las otras. Ahora para asegurarte de que los suministros compartan la carga, necesitas agregar algún tipo de retroalimentación. La forma más sencilla es agregar una pequeña resistencia de serie en la salida de cada suministro y luego conectar el otro lado de cada resistencia para alimentar su carga.

El XL6009 tiene una tolerancia de voltaje de referencia de poco menos del 3%, asumiendo que se usa un divisor que consta de dos resistencias del 1% para establecer el suministro de energía a 12 V, luego la tolerancia total en la salida es de ± 5%. Por lo tanto, la salida de cada suministro será de 12V ± 0.6V DC más la ondulación.

Supongamos que realmente tiene una entrada de 5 V y que el suministro fue 92% eficiente como se indica en la hoja de datos. Entonces, si desea 1A a 12V fuera = 12W, entonces deberá colocar 12V * 1A / 92% / 5V = 2.6A. En ese caso, es probable que solo necesite unir dos suministros.

Desea que la carga compartida esté equilibrada de modo que ninguna de las fuentes necesite más de 2A de entrada en el peor de los casos de voltaje de salida, que es de 12.6 V en la fuente con la corriente de salida alta, y 11.4 V en la otra fuente. En la entrada 2A, el suministro puede generar una salida 2A * 5V * 92% / 12.6V = 730mA. En ese caso, el otro suministro deberá suministrar 1A - 730mA = 270mA.

Para garantizar que la carga compartida sea tal que cada suministro no sea inferior a 270 mA a 730 mA en cada salida, se debe agregar un pequeño resistor de serie a la salida. Habrá cierta caída en el voltaje de carga a través de la resistencia en serie. Permite llamar a la tensión de carga Vout y la salida de cada suministro V1 y V2. Permite llamar a la corriente de salida de cada fuente I1 e I2.

Para resolver el valor del resistor ahora tenemos dos ecuaciones y dos incógnitas.

Vout = V1 - I1 * R
Vout = V2 - I2 * R

Por lo tanto

V1 - I1 * R = V2 - I2 * R

Resolviendo para R da ...

R = (V1 - V2) / (I1 - I2)

Ya sabemos que en el peor de los casos queremos V1 = 12.6V, I1 = 730mA, V2 = 11.4V, I2 = 270mA.

Por lo tanto, R = (12.6V - 11.4V) / (730mA - 270mA) = 2.6 ohms.

El vataje en la resistencia será 2.6 ohms * (730mA) ^ 2 = 1.38W en el peor de los casos. Por lo tanto, es probable que necesite una resistencia de 2W.

En el peor escenario de compartición de casos, el voltaje de salida, incluida la caída a través de la resistencia, sería 12.6V - 2.6 ohmios * 730mA = 11.14V.

Si ambos comparten una salida igual de 11.4 V a 500 mA, su salida podría ser tan baja como 11.4 V - 500 mA * 2.6 ohms = 10.1 V.

Con ambos suministros compartiendo una salida igual a 12.6 V sin carga, su salida podría ser tan alta como 12.6 V.

Si desea retroceder un poco de la entrada de 2A en el peor de los casos, puede aumentar el valor de la resistencia más allá de los 2,6 ohmios para crear una distribución más equitativa a expensas de la eficiencia.

Puede usar un espejo actual para dividir de manera activa y precisa la carga de energía entre sus tres refuerzos DC-DC. Todo lo que necesita es solo un transistor NPN para cada refuerzo. He usado tres TIP31 baratos, pero cualquier tipo de potencia media funcionaría, siempre y cuando todos sean exactamente el mismo modelo. Esto se debe a que un espejo actual depende de que todos los transistores tengan propiedades muy similares en cuanto a beta, comportamiento térmico, etc. Construir el espejo actual es muy fácil: conecte el colector od Q1 a la salida od booster 1, el colector od Q2 a la salida del booster 2 y el colector de Q3 a la salida del booster 3. Los emisores de Q1, Q2, Q3 deben estar unidos. Esta es su nueva salida de potencia combinada, yendo a la entrada de su carga. A continuación, conecte todas las bases juntas, y luego, esto es importante, conecte la base de Q1 también al colector de Q1. Haga este último paso solo con Q1. Q2 y Q3 (siendo el mismo modelo y compartiendo una base común con Q1, se comportarán de manera casi idéntica y copiarán la corriente de colector-emisor de Q1, sin importar cuánto más altos sean los voltajes booster 1 y booster 2. Por último, debe ajustar el voltaje de salida del amplificador para compensar la caída de un diodo (porque sus transistores ahora son seguidores emisores). Para la salida de 12v, configure el booster 1 a 12.6v y el booster 2 y 3 a 13v (deben ser iguales o superiores al booster 1 para poder copiar la corriente de Q1, pero esto no afectará su salida en absoluto, porque ahora está activamente controlado.) Entonces, ¿qué hemos ganado con este enfoque? La misma corriente a través de todos los reforzadores paralelos multiplicada por el mismo voltaje de salida (los emisores están unidos) es exactamente la misma potencia entregada por cada reforzador, sin importar cuál sea la carga, y sin importar cuál sea el voltaje (mayor) del reforzador 2 y 3. Ley de ohmios. Y, a diferencia del uso de resistencias, la tensión de salida se mantendrá agradablemente constante según lo regula el Booster 1, sin importar cuál sea el consumo de corriente de su carga. Espero que esto sea útil. Mike3301

Estoy leyendo que no se puede usar un espejo actual hecho de mosfets discretos porque no encontrará más de 2 en una caja de 500 mosfets lo suficientemente similares en voltaje y ganancia, así que los gastos, en la compra de 500 artículos , y luego el tiempo para encontrar el par coincidente, es grande. Entonces, los Mosfets correspondientes pueden usarse solo para baja corriente. En la práctica, los mosfets se pueden usar en aplicaciones de baja corriente en un diseño de IC, ya que la proximidad en el IC garantiza que coincidan lo suficiente ... pero las variaciones de temperatura impiden su uso en alta corriente.

Para potencia (cualquier señal que no sea pequeña) use un espejo de corriente WJ Wilson ampliado / mejorado (4 transistores) ..

Sí, la mejor opción es comprar un módulo más potente, pero casi siempre es al menos el doble del precio de varios módulos en paralelo de la misma corriente total o más. Ahora mismo estoy usando 6 módulos en paralelo para darme un impulso de 28V 30amp de 13V 80amp Cada módulo tiene un diodo de salida. Lo que Andy dice acerca de un módulo que se establece en unos pocos milivoltios más da más corriente, es cierto, pero solo en unos pocos miliamperios, así que realmente no hay problema. Además, cada módulo tiene una protección contra sobrecorriente de manera natural si uno da más corriente, la protección reduce automáticamente el voltaje, por lo que el sistema funciona sin problemas.