Principios del convertidor de CC / CC con salidas seleccionables por puente?

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Tengo una aplicación donde la carga es un componente seleccionable por el usuario (un golpe de puerta eléctrico) que viene en muchos sabores, con cada sabor que requiere un voltaje de CC específico, generalmente 12 V o 24 V. Preferiría no tener partes separadas para los diferentes voltajes, por lo que me gustaría tener un convertidor de 12V o 24V DC / DC seleccionable por puente en mi tablero.

He jugado con el diseñador WBENCH de TI y parece que obtener un convertidor de CC / CC eficiente para un solo voltaje es muy fácil, pero ¿cómo puedo adaptar uno para producir diferentes salidas según la configuración del puente?

Mi primer pensamiento fue simplemente usar WBENCH Designer para producir dos diseños diferentes basados en el mismo chip de TI y luego "fusionarlos" en un solo circuito con algunos hackers creativos. Estoy razonablemente seguro de que esto podría funcionar, pero también estoy bastante seguro de que habría algunos componentes redundantes en esta ruta (en particular los inductores grandes y relativamente caros) y, naturalmente, preferiría evitar eso. p>

Ah, y obviamente estoy ignorando la posibilidad de usar un divisor de voltaje o un simple regulador de disipación porque prefiero no desperdiciar energía, ¿pero debería? ¿Hay alguna forma de usar una que no desperdicie?

    

3 respuestas

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Hay varias maneras de hacerlo:

  1. Use un regulador "ajustable" y cambie las resistencias de ajuste para diferentes valores a través de puentes.

  2. Use múltiples reguladores de inversión para pasar de su voltaje de entrada a todos los voltajes de salida de una sola vez (todos en paralelo, solo uno de ellos activo a la vez)

  3. Use múltiples reguladores de buck en una formación de "árbol": uno que, por ejemplo, pasa del voltaje de entrada a decir 24v, luego uno que lleva los 24v a (por ejemplo) 18v, luego otro que toma los 18v a decir 12v - o cualquier combinación de voltaje que desee.

La opción 1 es probablemente la más barata, ya que solo necesita un regulador: elegir sus resistencias de realimentación puede ser complicado si desea voltajes precisos.

La opción 2 es probablemente la más eficiente si desea que haya varios voltajes disponibles al mismo tiempo.

La opción 3 se usa más comúnmente para una combinación de reguladores lineales y de reducción: bájela a un voltaje más bajo y luego bájela para obtener una buena salida limpia.

Ah, y por la naturaleza misma de los reguladores lineales, no hay forma de usarlos que no desperdicie. Sin embargo, tienen su lugar como se menciona en la opción 3 (sin cambio de onda).

    
respondido por el Majenko
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A través de un rango de voltaje limitado (más del 2: 1 que necesitaría para 24V y 12V de salida), casi todo lo que se requiere con muchos IC es cambiar el divisor de salida que alimenta la "ref" o similar.

por ejemplo, si Ref requiere una entrada de 1.25V cuando el IC está "en regulación", entonces

  • para 12V necesita un divisor 12 / 1.25 = 8.6: 1, por lo que las resistencias deben estar en la relación 7.6: 1.

  • para 24V necesita un divisor 24 / 1.25 = 19.4: 1, por lo que los resistores deben estar en la relación 18.4: 1.

El siguiente circuito es para un venerable MC34063 pero el principio es muy similar para muchos circuitos integrados. Aquí el divisor que mencioné arriba está formado por R2 y R1.

  • Vout = 1.25V x (R2 / R1 + 1)

Si bien un circuito puede ser menos eficiente cuando se usa en un rango de voltajes de salida en lugar de uno fijo, puede ser diseñado para ser "aceptablemente eficiente en la mayoría de los casos.

    
respondido por el Russell McMahon
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La solución más flexible es utilizar una MCU adecuada que detecte la tensión de alimentación o una configuración de puente, y genere la salida correcta automáticamente, utilizando una etapa de salida similar a la utilizada por los dispositivos de conmutación de PS. Microchip es una compañía que fabrica dispositivos destinados a tales fuentes de alimentación inteligentes. Aún necesita un inductor y un MOSFET, o un par de ellos, y se debe escribir algún software, pero podría ser rentable.

Microchip tiene varias notas de aplicación relevantes, y hay asistencia de diseño gratuita disponible.

    
respondido por el Leon Heller

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