¿Es necesario el controlador para conducir el convertidor P-FET Buck utilizando un microcontrolador?

0

Estoy construyendo un convertidor para cargar un ultracapacitor desde una celda de combustible de hidrógeno. Tengo algunos problemas con el cambio de compuerta para el convertidor.

Actualmente estoy probando el convertidor Buck con una fuente de alimentación, un generador de funciones y una resistencia de potencia como carga. El convertidor Buck que construí es el siguiente:

Hay dos resistencias de 2 ohmios en el lado de salida para evitar la corriente de cortocircuito al supercapacitor. El convertidor se está comportando como un convertidor normal por debajo de 14V. Pero una vez que pase la zona de 14 V, la corriente aumentará drásticamente y se podrá sentir mucho calor del P-FET y los resistores de carga.

¿Hay algún error en mis diseños? He enumerado los elementos que instalé en el convertidor a continuación. El generador de funciones está generando configuraciones de carga de 40kHz, 5Vpp, 2.5V offset y 50ohm

Condensador de acoplamiento: 100V, 680uF

Inductor: 100uH, corriente de saturación, corriente de saturación 20.6A

P-FET: ON-Semicondcutor FQPF27P06

Diodo: 1.3V Vf

    
pregunta Jack Lee

2 respuestas

1

El MOSFET FQPF27P06 está apagado (alta resistencia de la fuente al drenaje) cuando el voltaje de la compuerta es > = 0V (es decir, positivo) con respecto a la fuente. El MOSFET está activado (fuente de baja resistencia al drenaje) cuando el voltaje de la compuerta es suficientemente negativo en relación con la fuente. La resistencia del MOSFET de la fuente al drenaje disminuye cuando el voltaje de la fuente y la puerta es más de 4 V (es decir, la fuente es positiva en relación con la puerta) (consulte también la hoja de datos FQPF27P06, voltaje de umbral de la puerta). A medida que la tensión de la fuente-compuerta aumenta más allá de 4V (hasta el máximo especificado = 25V; ¡no exceda!) La resistencia de la fuente de drenaje disminuye, convirtiéndose en el mínimo posible a 25V. Sin embargo, se gana poco manejando la compuerta con más de 10 V negativo en relación con la fuente; es decir, no es necesario aplicar 25V completos. Debe organizar su circuito para proporcionar los voltajes indicados para el funcionamiento y apagado del MOSFET. Como V1 puede ser tan grande como 30V, es poco probable que su generador de funciones pueda proporcionar directamente los voltajes requeridos: relativo a V1- , MOSFET desactivado cuando gate = + 30V a + 55V (30V + 25V) y MOSFET cuando la puerta = + 20V (30V-10V) a + 5V (30V-25V). Por lo tanto, es probable que se necesiten circuitos adicionales para lograr los voltajes de compuerta requeridos.

EDITAR:

Diseñar y luego construir un regulador de conmutación DC-DC es no un esfuerzo trivial. Tengo décadas de diseño y amp; experiencia de fabricación, sin embargo, todavía me gustaría comprar un I.C. para tal diseño y le sugiero encarecidamente que siga mi consejo. En última instancia, su costo sería menor y el éxito sería más probable. La mayoría de los fabricantes del regulador de CC-CC I.C. proporcionan circuitos de ejemplo en la hoja de datos o en las notas de aplicación. Su primer intento debe ser seguir un diseño de este tipo. Además, busque en StackExchange muchas otras discusiones relevantes para su esfuerzo. Un enfoque mucho más probable que conduzca al éxito sería comprar un módulo convertidor DC-DC completo que cumpla con sus requisitos.

Si desea continuar su curso actual como una experiencia de aprendizaje, entonces tiene mucho que aprender. Antes de lograr un diseño aceptable, es casi seguro que destruirá algunos componentes, lo que aumentará sus costos y perderá mucho tiempo que podría haber invertido mejor en otros aspectos de su diseño.

En mi opinión, el MIC5021 no es una buena elección para su circuito actual por muchas razones que no intentaré describir aquí.

Buena suerte. Espero que decidas dirigir tus esfuerzos hacia una meta menos difícil.

    
respondido por el TeeKay
0

Sin retroalimentación, la corriente a través de L1 podría aumentar de un ciclo a otro hasta que se sature y todo se caliente.

Un convertidor de retorno se puede conectar a un generador de señal fijo, porque el inductor se descarga completamente y la corriente se reinicia a cero en cada ciclo.

La corriente del convertidor Buck no se restablece a cero, solo comienza a escalar desde donde se quedó, por lo que sin retroalimentación, se ve un diente de sierra que se eleva cada vez más.

Esto también significa que los convertidores de retorno de conmutación de software son fáciles de implementar, pero los convertidores reductores no lo son.

    
respondido por el Henry Crun

Lea otras preguntas en las etiquetas