Ayuda a comprender / seleccionar SMPS para impulsar la carga capacitiva

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Hace poco compré varios suministros SMPS buck converter para un proyecto. Todos tenían aproximadamente las mismas especificaciones, típicamente una entrada de 90-270 VCA, una salida de 12 VCC. Teniendo una carga continua en el peor de los casos, de aproximadamente 200 mA, seleccioné dispositivos con calificaciones de salida de entre 300 mA y 500 mA. Además, dado que mi circuito emplea un condensador bastante grande (2700uF), tuve cuidado de seleccionar las unidades que dicen ser tolerantes a cortocircuitos, indicando específicamente que "la salida vuelve a la normalidad cuando se detiene la condición corta".

Bueno, ¡los resultados fueron realmente sombríos, excepto por una compañía! Sorprendentemente, el mejor dispositivo que probé fue fabricado por una empresa con sede en China (SANMIC) y solo tenía una calificación de 300 mA. Sin embargo, tomó la carga, el condensador y todo, como un campeón. Lamentablemente, ese NO fue el caso de al menos otros 4 tableros fabricados por otras compañías con especificaciones similares. Básicamente, estos oscilarían lentamente (tal vez 5 hZ) intentando conducir la carga, pero en realidad nunca comenzarían. El diagrama y el gráfico que estoy publicando es una imagen de mierda hecha con un programa de pintura, pero muestra con bastante precisión lo que veo en todos menos uno de estos suministros.

Aparte de la respuesta obvia de "compre mejores suministros", espero entender (1) por qué es tan difícil para estos suministros "subir" una carga capacitiva a la tensión nominal, y (2) qué clave características que debo buscar para obtener un resultado mejor (y ¡CONFIABLEMENTE mejor!). Obviamente, "tolerante a los cortocircuitos" ha demostrado ser a menudo falso. No puedo simplemente elegir una clasificación de corriente superior arbitraria, ya que un condensador en el tiempo = 0 siempre parecerá que demanda una corriente infinita. Obviamente, algunas compañías saben cómo hacerlo, ¡pero nunca podría distinguirlas por las especificaciones!

Porcierto,esirrelevanteparalapregunta,perolarazóndelcapacitoresqueunaMCU,aldetectarquelaenergía"desaparece", tiene que hacer varias cosas, como abrir los relés en una secuencia específica y guardar todo su programa estados a NV ram. El 2700 uF me da aproximadamente un segundo para hacer eso.

    
pregunta Randy

2 respuestas

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Ha identificado el problema con bastante precisión, para la carga capacitiva, los requisitos de corriente instantánea son bastante grandes.

En muchos diseños, la detección de cortocircuitos simplemente desconecta una carga cuando se detecta un cortocircuito, reconectándola cuando desaparece el cortocircuito. En este caso, su condensador nunca se carga completamente antes de que se dispare la detección de cortocircuito, lo que causa la forma de onda de diente de sierra que observa.

Los proveedores de SMPS a menudo incluyen una variedad de características, a saber

  • inicio suave
  • limitación de irrupción (amortiguador)
  • protección contra cortocircuitos.

Algunas veces estas características pueden interactuar entre sí.

El inicio suave y la limitación de arranque están diseñados para mitigar las características de inicio de una carga capacitiva.

La detección de cortocircuito protege el suministro debido a un cortocircuito accidental y, por lo general, intenta reiniciar el suministro tan pronto como se elimina el cortocircuito. Pero tiene implicaciones negativas en el rendimiento durante un gran arranque al inicio.

Por ejemplo, un arranque más grande de lo esperado puede desencadenar la detección de cortocircuito, lo que apaga la alimentación. A medida que desciende la carga actual, el cortocircuito detecta que se desencadena ... reiniciando el suministro a la misma entrada. Enjuague y repita para darle la forma de onda de diente de sierra que observa.

Sugerencias generales

  1. Identifique las especificaciones de corriente de apuro del suministro; estas son típicamente 10 veces más nominales que la corriente de suministro nominal. Comprenda cómo se relaciona esto con su carga de velocidad medida.
  2. Identifique la naturaleza de los circuitos de arranque suave y la limitación de irrupción en los suministros "en funcionamiento", el inicio lento de la fuente puede compensar el incremento de más de lo esperado.
  3. Use un arranque suave externo o un amortiguador rápido para evitar cerrar la carga de capacitancia completa en el inicio y no ser consciente de las características de su SMPS ascendente. En un pinch puede ser simplemente una resistencia de serie de pequeño valor para limitar la corriente de entrada, por ejemplo 100 Oohm en serie con el condensador, que se desconecta del circuito cuando está cargado.
  

Nota: es difícil decir si el suministro de peor rendimiento es en realidad un producto "peor", en principio simplemente está excediendo sus especificaciones, si los suministros son nominalmente la misma especificación y está excediendo los dos, es Es probable que el que permite la gran aceleración funcione, pero falle prematuramente. O puede tener un arranque suave más lento y no activa la detección de cortocircuito, lo que significa que es un mejor diseño para sus propósitos.

    
respondido por el crasic
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Los que tienen límites de detección de corriente ajustables serán inherentemente más estables.

Después de todo, una fuente de voltaje en un límite con cerca de cero ESR en relación con Vout / Iout = Zout min.

Hay muchos métodos de regulación de potencia en modo conmutado y solo la realimentación de voltaje de baja impedancia seguramente causará problemas de estabilidad. Deben combinar realimentación actual en modo lineal con la realimentación de voltaje para que sea potencialmente estable. Simplemente tener OCP no es suficiente.

    
respondido por el Tony EE rocketscientist

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