Aprender a elegir el convertidor de refuerzo de CC a CC integrado

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Estoy diseñando un reloj de pulsera con microprocesador con una pantalla de 2 dígitos de tubos VFD. Estos son los tres requisitos principales:

  • Los VFD operan a 15V
  • uC opera a 3V
  • Tengo que usar el menor espacio posible

Mi plan es usar una batería de 3V y un convertidor elevador de CC a CC para obtener los 15V cuando los necesito (es decir, cuando decido que quiero mostrar la hora en los dos VFD). Ahora tengo que seleccionar un circuito integrado adecuado, que se adapte a mis necesidades muy especiales, y esto es algo que nunca he hecho. Por lo tanto, estas son las especificaciones que tengo para el refuerzo:

  • Vin 3V
  • Vout 15V
  • Iout 300mA

Basándome en estos parámetros, he identificado el siguiente componente: LT3495

¿Crees que sería adecuado para lo que necesito? ¿Un diseñador normalmente busca un nuevo componente de esta manera, o normalmente son más especificaciones, se necesitan más detalles?

    
pregunta Enrico

2 respuestas

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300 mA a 15 voltios es una potencia de 4,5 vatios y, con la ineficiencia del convertidor, deberá suministrar aproximadamente 5 vatios desde la batería de 3 voltios (o 1.67 amperios). Sin embargo, la resistencia de salida de un Duracell CR17345 es de aproximadamente 0.25 ohmios y al tomar esta cantidad de corriente, el voltaje del terminal de la batería cae de 3 voltios a alrededor de 2.6 voltios. Ahora está en la pendiente resbaladiza de la que nunca funciona: la caída de voltaje y su convertidor DC-DC requieren aún más corriente para obtener 5 vatios que necesita para mantener 15 voltios en la salida a 300 mA.

Vea cómo el voltaje del terminal de la batería ha descendido a aproximadamente 2,6 voltios con una corriente de carga de solo 1 amperio después de solo 6 minutos; dado que la resistencia de salida es de 0.25 ohmios, una carga de 1 amperio causará inmediatamente una caída de voltaje a 2.75 voltios.

El LT3495 requiere un voltaje de entrada de al menos 2.5 voltios, por lo que después de unas pocas decenas o quizás cientos de mili segundos, se apagará y volverá a la vida (ya que la carga se eliminará debido a la parada) y luego continuará repitiéndose esto y encendiendo y apagando la pantalla cíclicamente.

Necesitas encontrar una tecnología de pantalla que no tenga tanta hambre o tener una mejor batería.

    
respondido por el Andy aka
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Aquí hay algunas consideraciones útiles que he tratado al elegir un convertidor boost. y específicamente su proyecto. Esto está más dirigido a todo el sistema del convertidor de impulso y no solo al chip del controlador que administra el impulso.

  1. eficiencia, drenaje inactivo. No puede alejarse de esta prioridad principal en ningún dispositivo con una batería. Incluso dado un convertidor de muy alta eficiencia, esa eficiencia debe caer a 0% sin carga. Por eso, más importante que los 15 voltios que necesita obtener es la forma en que el refuerzo se adapta a la tarea. Puede ser obvio, pero en mi experiencia, cualquier circuito de refuerzo suele ser más eficiente cuando se usa en algún lugar alrededor del 60% de su capacidad o más. Especialmente si hay momentos en que el circuito de refuerzo estará encendido y su salida no se use (por ejemplo, después de un tiempo de espera en una luz de fondo), querrá prestar mucha atención a la corriente de entrada en esa condición sin carga, y asegúrese de De acuerdo con esta adición al drenaje de la batería. Específicamente, ese LT3495 parece una opción razonable, aunque como ya se señaló, su demanda actual probablemente hará que su elección de una celda de potencia tan pequeña sea poco práctica, a menos que la carga solo sea necesaria muy brevemente. No puede esperar más horas de mA que las que proporciona la batería.

  2. Voltaje operativo mínimo. Está pisando una línea lo suficientemente fina como para construir un convertidor elevador para funcionar a 3 V, y debe considerar cuidadosamente el punto de deserción operacional y cómo la posible caída en la eficiencia podría acelerar el consumo de la batería a medida que disminuye el voltaje. Esta no es una tarea imposible. Teniendo en cuenta cuántos dispositivos funcionan durante largos periodos desde solo una celda estándar de 1.5V. Tal celda podría ser una mejor opción en cuanto a horas, pero para eso necesitará un bloque de construcción diferente al LT3495. Quizás considere actualizar el diseño a una pequeña celda recargable de Li-Ion si el espacio lo permite.

  3. EMI y ruido en la salida. Recientemente tuve un momento muy difícil con un convertidor de aumento de corriente un poco más alto que se usa para manejar un amplificador de audio, en una situación en la que estaba cerca de una pastilla de guitarra magnética. No hace falta decir que recibí una educación importante sobre un tema que rara vez se discute con los convertidores de impulso: ¡Son MUY ruidosos! Incluso si no está lidiando con algo tan sensible como el audio, es posible que deba tener en cuenta el ruido EMI irradiado, y los picos de corriente y voltaje algo sorprendentemente altos que un convertidor de impulso puede agregar a la salida. También encontré que cuanto mayor es la relación de impulso, más desordenados pueden volverse estos picos. Dependiendo de la sensibilidad de su carga, es posible que deba agregar un filtro adicional en la salida y, a veces, incluso un blindaje alrededor del propio convertidor. Retrocediendo un paso, puede minimizar estos problemas y probablemente aumentar la eficiencia al elegir los componentes ideales para la tarea. Los ejemplos incluyen un capacitor VERY LOW ERSR para la salida y un inductor de tipo tórrido.

¡La mejor de las suertes!

    
respondido por el Randy

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