Pregunta del convertidor DC-DC reductor

Primero, se espera absolutamente que la corriente de salida y la corriente de entrada (promediada en un ciclo de conmutación) no sean iguales en un convertidor de conmutación. Si las corrientes fueran iguales, la eficiencia no podría ser mejor que la de un regulador lineal.

Ahora, veamos un regulador simple:

Cuandoelinterruptor(Q1)estácerrado,lacorrientedeentradaentraenlacarga.PeropartedeestotambiénvaarecargarCout,cuyovoltajehacaídodurantelaparte"apagada" del ciclo.

Cuando el interruptor está abierto, la carga aún recibe corriente, pero D1 y Cout la suministran.

Por lo tanto, no hay preocupación de que al no extraer la corriente de entrada durante una parte del ciclo, es posible que no pueda suministrar energía a la carga. Es solo una parte de cómo funciona un convertidor de dinero.

  

¿Un buen condensador en la entrada de mi convertidor reductor funcionará?

Un condensador grande (Cin en el esquema) no cambiará el hecho de que cuando el interruptor está abierto, no se extrae corriente de entrada.

Lo que hará es que, cuando el interruptor esté cerrado, permita que gran parte de la corriente de entrada provenga de Cin en lugar de la fuente de voltaje ascendente. Esta corriente fluirá en un bucle relativamente pequeño, por lo que no producirá tantos problemas de EMI como si tuviera que fluir desde la fuente ascendente, por muy lejos que esté.

También significa que cualquier inductancia que haya en las líneas desde la fuente ascendente hasta su circuito no hará que Vin se caiga durante la parte "activa" del ciclo de conmutación e interfiera con el funcionamiento del convertidor.

Edit

Me di cuenta de que te preocupa que la corriente pico dibujada durante la parte "activa" del ciclo sea más alta de lo que el PoE puede suministrar.

Sí, una Cin más grande ayudará con eso, al suavizar la corriente extraída durante el ciclo de conmutación. Pero, básicamente, cualquier capacitancia en el lado de carga del PoE también ayudará.

La elección de la frecuencia de operación y el valor L1 también afectarán el consumo de corriente pico en la entrada.

  

Tal como lo entiendo, un convertidor reducirá la corriente de entrada parte del tiempo, por lo que perdería la potencia potencial.

En realidad no. La mayoría de las fuentes de alimentación de modo de conmutación controladas por PWM de frecuencia fija (como un convertidor reductor) utilizan un inductor como dispositivo de almacenamiento de energía. El campo almacenado en el inductor durante el tiempo de encendido del interruptor es lo que proporciona energía durante el tiempo de apagado del interruptor. Los convertidores con almacenamiento de energía permiten una conversión real: mayor voltaje de salida (con menor corriente) o menor voltaje de salida (con mayor corriente).

A tiempo:

\ $ V_ {L1} = L1 \ cdot \ dfrac {di} {dt} \ $

\ $ (V_ {in} - V_ {out}) = L1 \ cdot \ dfrac {di} {dt} \ $

\ $ \ dfrac {(V_ {in} - V_ {out}) \ cdot dt} {L1} = di \ $

La corriente se incrementa linealmente en el inductor durante el tiempo de encendido de Q1.

Tiempo fuera (asumiendo CCM):

\ $ V_ {L1} = L1 \ cdot \ dfrac {di} {dt} \ $

\ $ (V_ {D1} - V_ {out}) = L1 \ cdot \ dfrac {di} {dt} \ $

\ $ \ dfrac {(V_ {D1} - V_ {out}) \ cdot dt} {L1} = di \ $

La corriente desciende linealmente en el inductor durante el tiempo de apagado de Q1. La tensión del inductor se fija a Vout menos una caída de diodo.

En CCM, los puntos medios de las dos rampas de corriente lineales serán su corriente de salida de CC. Además, dado que el inductor está continuamente generando corriente (incluso cuando el interruptor está apagado), el voltaje del capacitor es un nivel de CC con una ondulación triangular proporcional a la forma de onda de la corriente del inductor.

Si el convertidor está en DCM, hay un tercer estado donde el inductor está completamente descargado. También debe incluir el tiempo muerto en el cálculo de corriente de salida promedio. Además, cuando la corriente del inductor es cero, la carga es totalmente de C1 para mantener la salida, pero el DCM es un fenómeno de carga ligera, por lo que no es un problema.

Wikipedia de cortesía:

  

Obviamente, una oferta lineal no funcionaría.

Una fuente lineal no funciona al almacenar energía de forma inductiva, por lo que la regulación se logra a través de una resistencia ajustable (generalmente un transistor o un MOSFET): la corriente de entrada debe ser mayor que la corriente de salida debido a esto.

Creo que simplemente te estás perdiendo el punto clave: el poder se conserva, pero la corriente no. Un regulador de conmutación tomará el 80-95% de su potencia de entrada y la proporcionará a la salida a un voltaje diferente. El regulador convierte los voltajes y, por lo tanto, inherentemente, sus corrientes serán diferentes. Pero la potencia (que es voltios * amperios) se conservará (con la diferencia de la pérdida de calor en su convertidor).

Entonces 48V @ 0.625A = 30W. Su convertidor le dará, si fuera 90% eficiente, un máximo de 10V @ 2.7A = 27W El otro 3W sería calor residual en su regulador. Siempre puede apagar menos de 27W, ya que está diseñado como una fuente de voltaje (en lugar de una fuente de corriente), por lo que está configurando el voltaje y suministrará la corriente según sea necesario.