¿Por qué este regulador de la bomba de carga es menos eficiente cuando opera con una tensión de alimentación más baja?

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Actualmente estoy haciendo un análisis de potencia para un proyecto de electrónica y estoy tratando de hacer que mi diseño sea más eficiente. Mi diseño utiliza una celda de moneda de 3 V como fuente de alimentación principal. Por buena práctica (y debido a que mi diseño funciona a 3.3 V nominales), he decidido agregar un regulador de voltaje. He seleccionado este Microchip MCP1252 ( enlace ).

Este chip se puede configurar como un regulador de 5V o un regulador de 3.3V. Al observar la Figura 2-5, muestra la eficiencia de energía cuando el regulador está configurado para generar 3.3V. Mirando mi aplicación utilizando un suministro de celda de moneda de 3V, el regulador solo tiene un 55% de eficiencia. Esto no es tan bueno ... Sin embargo, al observar la Figura 2-4, el regulador parece ser mucho más eficiente cuando está configurado para ser un regulador de 5V.

Entonces, mi pregunta: ¿por qué este regulador es mucho menos eficiente cuando está configurado para una salida de 3.3 V? ¿Tiene algo que ver con las pérdidas de I ^ 2 R? Además, ¿por qué la tendencia de eficiencia de la Figura 2-5 se ve como lo hace ? Parece que es mucho más eficiente tan pronto como cambia su suministro de entrada a 4V. ¿Por qué es esto?

    
pregunta Izzo

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Es un convertidor de CC a CC de la bomba de carga y cuando, por lo general, el voltaje de entrada es de 2.5V, puede cargar "el" condensador hasta 2.5V y luego reposicionarlo eléctricamente para agregar 2.5V al voltaje de entrada para producir una salida Tensión de 5V.

Esta será siempre su configuración más eficiente porque, si su suministro de entrada es (digamos) 3V y usted cargó el capacitor completamente, la salida normalmente se convertiría en 6V, entonces se debe perder 1V (para producir un 5V). salida). Esta pérdida se crea al no cargar completamente el capacitor hasta la tensión de alimentación de entrada en primer lugar.

Ahora, con cualquier generador de voltaje de la bomba de carga, las pérdidas (ineficiencias) ocurren al cargar el capacitor. La falta de un inductor significa que estas pérdidas se deben a las resistencias de carga internas y esto es una disipación de potencia real, a diferencia de un convertidor de refuerzo o buck convencional.

La mayor pérdida se produce cuando se carga inicialmente el capacitor: esta pérdida disminuye a medida que el capacitor se carga más cerca de la tensión de alimentación de entrada. Esto se debe a que la corriente de carga se reduce naturalmente y la pérdida de potencia de la resistencia \ $ I ^ 2R \ $ desaparece.

Entonces, se producen mayores ineficiencias cuando el voltaje de entrada es ligeramente menor que el voltaje de salida requerido. Digamos que la salida requerida es de 5 V y la tensión de entrada es de 4,9 voltios. El condensador debe cargarse a 0,1 Volts para que pueda agregar (causado por el puente H interno que lo reposiciona eléctricamente) a la fuente de entrada para producir 5 V en la salida. Por lo tanto, gasta todo su tiempo de carga en la parte con mayor consumo de energía del ciclo de carga.

    
respondido por el Andy aka

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