Tengo un circuito que aumenta la tensión de 12V a 120V, el problema es que la corriente en el inductor es demasiado grande, alrededor de 5A, el circuito y la simulación en LTSpice es así
la línea roja es la corriente, y la línea azul es la tensión a través del diodo zener, solo quiero la tensión grande sin mucha corriente. ¿Cómo puedo limitar la corriente para alrededor de 1A? Es bueno que la tensión tenga un tiempo de asentamiento más largo.
gracias
El problema es que una mayor corriente en el inicio se debe a la carga del límite de salida C1, que generalmente se llama como corriente de arranque. Esta corriente de arranque durará más tiempo hasta que la tapa de salida se cargue al nivel de voltaje de entrada. Una vez que la salida alcanza el nivel de voltaje de entrada, el diodo lo bloquea.
Este tipo de problema existirá en el sistema de "conexión en caliente" como la batería.
Inrush se puede calcular aproximadamente mediante
Ipeak = Vin * sqrt (Cout / L)
el tiempo aproximado del pulso se puede calcular mediante
Tpulse = Pi * sqrt (L * Cout)
Hay dos maneras de resolver este problema prácticamente
1) Limitador de corriente de entrada pasiva
2) Limitador de corriente de arranque activo
Limitador de corriente de entrada pasiva
Este sistema incluye una resistencia (aproximadamente de 10 a 20 ohmios depende de la aplicación práctica)
LosusosdelaresistenciasondetipoTermistor(laresistenciadisminuirádebidoalaumentodelatemperaturadebidoalacorriente).Estotienesupropiadesventaja,laresistenciaobtendrámuchocalentamientodebidoaquelacorrientedecargatotalpasaráatravésdeR1yamp;R2
Limitadordecorrienteactivo
EstoincluyeelSwitchS1ademásdeR1yamp;R2.S1puedeserunrelémecánicoocualquierinterruptordeelectrónicadepotenciacomoMosfet,SSRjuntoconsucircuitodecontrol.
Esto servirá para el propósito, pero incluirá costo y complejidad adicionales.
Si hay algún control sobre el voltaje de entrada de la etapa anterior se puede resolver. Para fines de simulación, pruebe la fuente de voltaje de entrada programable.
Cada vez que M1 se cierra, el inductor se coloca a través de la tensión de alimentación entrante. Esto hace que la corriente se incremente linealmente hasta cierto valor. El valor que aumenta depende del tiempo, es decir, depende de cuánto tiempo esté cerrado M1.
Cuando M1 abre, la energía almacenada en el inductor se transfiere (a través del diodo) al condensador C1. Si sigue activando y desactivando M1 a una velocidad fija, transfiere una cantidad fija de energía por ciclo de conmutación y el voltaje en la salida sigue subiendo y subiendo.
Entonces, tienes que controlar el ciclo de trabajo para regular el voltaje de salida. Además, depende de la carga: con cargas ligeras (como la 1 MΩ que se muestra en su circuito), el tiempo del ciclo de trabajo debe ser apropiado para esa carga, de lo contrario, el voltaje será demasiado alto.
Con cargas más pesadas, el ciclo de trabajo debe ser mayor (más transferencia de energía por ciclo) para regular el voltaje de salida.
Entonces, con su carga de 1 MΩ y un voltaje objetivo de 120 voltios, la potencia necesaria es de 14.4 mW. Si está cambiando a 10 kHz, entonces la transferencia de energía por ciclo debe ser de 14.4 mW / 10,000 = 1.44 μJ.
Si tiene un ciclo de trabajo del 50%, M1 (a 10 kHz) estará "encendido" durante 50 μs y esto significa que la corriente aumenta hasta 60 mA. Esto es solo un reordenamiento de V = L.di / dt donde V = 12 voltios, L = 10 mH y dt es de 50 μs.
Esa corriente de 60 mA en un estrangulador de 10 mH almacena una energía de 36 μJ, es decir, mucho más de lo que se necesita para liberar cada ciclo para una carga de 1 MΩ.
Estas son mis cifras, por supuesto, pero necesitas entender el funcionamiento de las matemáticas para que puedas corregir adecuadamente el ciclo de trabajo de M1.
Tenga en cuenta también que la corriente negativa que está viendo solo se debe a que el inductor en su circuito está posicionado de tal manera que le da a I (L1) un valor negativo.