problemas relacionados con el convertidor reductor / regulador de voltaje [cerrado]

Aquí hay un motor de arranque para un convertidor buck síncrono: -

NormalmenteseusaríanMOSFETparacambiarrápidamenteentreVinputy0voltios.Lasalidadelinterruptoresunaondacuadradaquetieneunciclodetrabajo.Eseciclodetrabajoestácontroladoporuncircuitoquemidelatensióndesalida(Voutput)paraversiestáenelniveldeCCdeseado.

Entonces,sielinterruptorestáoperandoa100kHz,paraevitarunagrancantidadderizadoenlasalida,deseaquelafrecuenciadecortedelfiltroLCseabaja:-

Fuente de la imagen .

El filtro anterior tiene una frecuencia de corte de aproximadamente 1 kHz y esto significa que la onda cuadrada de 100 kHz tendrá sus bordes de conmutación atenuados en aproximadamente 80 dB. Por lo tanto, si el voltaje de entrada es de 12 voltios, en términos generales y en términos simples, el voltaje de ondulación será 80 dB inferior a 12 voltios a aproximadamente 1 mV p-p.

1 mV pp es muy bajo pero, para obtener este bajo nivel de ondulación, necesitará un gran valor de L y C, por lo que es probable que tenga una frecuencia de corte de aproximadamente 10 kHz (atenuación de 40 dB ). Ahora parcialmente se convierte en una cuestión de economía para obtener una menor ondulación. La atenuación de 40 dB produce aproximadamente 100 mV de ondulación p-p en esta sencilla explicación.

Por lo tanto, debe desarrollar una idea de dónde desea que el filtro de salida LC tenga su frecuencia de corte. También debe considerar la corriente de carga de salida máxima y la ondulación aumentada que podría causar al descargar el condensador de salida.

Por ejemplo, si la corriente de carga de salida puede ser (digamos) 1 amp, utilizando la fórmula I = C.dV / dt, puede estimar cuánto descarga el capacitor por (dV) en el tiempo (dt). Si la frecuencia de conmutación es de 100 kHz, entonces dt podría estar en el reino de 5 us.

Si se supone que dv es comparable al cambio natural en el voltaje cuando se descarga (calculado anteriormente a 100 mV para una frecuencia de corte de 10 kHz), entonces: -

\ $ C = \ dfrac {I \ cdot dt} {dv} \ $ = 50 uF

Nuevamente, esta no es una fórmula difícil y rápida, pero es útil como regla general.

Ahora, reorganizando la fórmula de la frecuencia de corte para un filtro de paso bajo LC: -

\ $ Fc = \ dfrac {1} {2 \ pi \ sqrt {LC}} \ $

Puedes calcular que L debería ser 5.1 uH.

Ten en cuenta que esto es solo una prueba aproximada para ayudarte a entender las ideas generales. Le recomendaría que haga una investigación para adquirir mejores fórmulas que le ahorren tener que pasar por las cosas como lo he hecho anteriormente. Así es como se verá el voltaje de salida para 12 voltios, 9 voltios con los valores anteriores (el ciclo de trabajo de la onda cuadrada es del 75%): -

La ondulación es de aproximadamente 130 mVp-p, por lo que no está a un millón de millas de distancia. También recomendaría que adquieras una herramienta de simulación para experimentar con.