aumentar la confusión del convertidor

En una fuente de conmutación que incluye un convertidor elevador, la potencia de salida será igual a la potencia de entrada menos las pérdidas.

Supongamos que tiene una entrada de 2V 1A. Un buen convertidor de refuerzo podría ser eficiente en un 90%, por lo que 2W de entrada darían como resultado 1.8W de potencia de salida.

Si el voltaje de avance de su LED es de 3V, podría obtener 600mA del convertidor de refuerzo. Es suficiente corriente para alimentar un LED típico, y en la práctica real querría aumentar a un voltaje más alto y limitar la corriente con una resistencia. (O cree un convertidor regulador de corriente en lugar de un regulador de voltaje). Su diagrama no muestra ningún esquema de control, por lo que es difícil decir lo que tiene en mente.

Por lo tanto, recibe menos corriente del impulso de lo que ingresa, pero si hay suficiente potencia de salida para alimentar su LED, debería estar bien.

Los convertidores de refuerzo funcionan utilizando un inductor para tomar energía del lado de la fuente y acumularla a un voltaje diferente en el lado de la carga, generalmente en un capacitor. La carga puede eliminar la energía de ese condensador, pero no más rápido de lo que la fuente puede suministrar. Además, se pierde una cantidad adicional de energía para realizar la traducción.

Sin embargo, lo que ha indicado en su esquema es en realidad una bomba de corriente más que un regulador de refuerzo. La conmutación establece una corriente en la bobina, almacenando energía en ella, cuando el conmutador cambia esa energía se transfiere al LED.

Cuando se controla adecuadamente, la energía que se extrae de la batería permanece bastante constante y es más alta de lo que se obtendría sin la bomba.

Un convertidor elevador produce un voltaje mayor en la salida en comparación con la entrada y, al hacerlo, debe disminuir la corriente de salida en comparación con la corriente de entrada. Considérelo como un transformador de CC, pero no tan eficiente energéticamente.

Si la carga de salida requiere (digamos) 100 mA a 3 voltios, entonces una batería de 1.5 voltios debe poder suministrar 200 mA más otro 15% aproximadamente, que se desperdicia en calor / pérdidas.

Estás hablando del circuito que corre alrededor con el nombre, Joule Thief , y varias encarnaciones relacionadas del mismo. Tu esquema de comportamiento es bastante cercano. No necesita el diodo allí si la carga es un LED. (En un circuito típico de Joule Thief, un BJT proporciona el interruptor, pero también requiere un circuito de conducción que es lo que complica ligeramente el esquema).

Cumplir con el esquema de comportamiento: sin el interruptor cerrado, la fuente de la batería, la bobina y el LED están en serie. Pero no hay flujos de corriente apreciables porque el LED requiere un voltaje sustancial para que fluya cualquier corriente útil. Puede haber una pequeña corriente demasiado pequeña para importar. Pero esa es la circunstancia sin un interruptor activo que activa y desactiva.

Cuando el interruptor se cierra, la corriente se acumula en la bobina de acuerdo con la fórmula habitual para eso:

$$ \ frac {\ textrm {d} I} {\ textrm {d} t} = \ frac {V_t} {L} $$

Con \ $ V_t \ $ siendo el voltaje de la batería (que si se trata de una batería real, probablemente variará un poco a medida que la carga cambie con el tiempo). A medida que aumenta la corriente, también lo hace la energía almacenada en el campo magnético. Cuando se abre el interruptor, la dirección de la corriente a través de la bobina continúa, pero debido a que la corriente ahora está disminuyendo, el signo de la tensión a través de él cambia. (Solo mire la ecuación anterior e imagine que \ $ \ frac {\ textrm {d} I} {\ textrm {d} t} \ $ cambia de aumentar (positivo) a disminuir (negativo.) Debería poder ver por lo tanto, el signo de \ $ V_t \ $ debe cambiar (cambiará lo suficiente para que el LED se desvíe lo suficiente como para conducir la corriente necesaria).

La corriente continuará fluyendo a través del LED. Pero ahora estará declinando hacia cero. Si el interruptor se deja abierto el tiempo suficiente, la corriente disminuirá a cero. Este sería el momento adecuado para volver a activar el interruptor y comenzar de nuevo el ciclo.

El propio Joule Thief utiliza un devanado especialmente orientado en el circuito base del BJT para que aide el voltaje de la batería y se accione más fuerte en la base mientras que el otro lado de eso El transformador (una bobina, también) en la pata del colector permite que la corriente en ella aumente. Eventualmente, una de las dos cosas detiene este proceso: (1) el \ $ \ beta \ $ del BJT cede y el voltaje del colector del BJT comienza a aumentar, lo que provoca una reversión; o, (2) el núcleo del transformador se satura causando que la corriente del colector aumente repentinamente más allá de lo que la base puede soportar nuevamente, lo que hace que la tensión del colector del BJT comience a aumentar y se desencadene una inversión. De cualquier manera, uno de los procesos que inician la corriente ascendente ya no puede ser soportado y se ve obligado a comenzar a disminuir. Y cuando disminuye, el voltaje en las bobinas se invierte, lo que hace que la bobina en la parte de base también se invierta y ahora se opone a la batería, lo que obliga a que el BJT se apague (hasta que el ciclo pueda revertirse cuando la energía magnética haya expirado). )