Domanda:
Come si migliora l'efficienza di un convertitore boost?
Punit Soni
2011-03-01 12:04:56 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ho costruito un convertitore boost da 3V a 5V con componenti discreti.

L = 220uH

Vf (Diode) = 0.25V

MOSFET ZVN4210A

C = 470uF

f = 47KHz

Il mio carico è una scheda microcontrollore (M16C QSK62P Plus) che richiede fino a 90mA di corrente. Sto usando il segnale PWM dallo stesso microcontrollore per l'impulso di commutazione per il convertitore. Ho testato il mio circuito per un carico costante di R = 100Ohm

Ho misurato la corrente media che scorre attraverso l'induttore e la tensione di uscita. Da questo ho calcolato le potenze Pin e Pout.

Sto ottenendo l'efficienza di ca. 75%. So che i convertitori boost possono essere più efficienti (90%). Quindi, ho bisogno di qualche suggerimento sulle modifiche nel mio circuito per migliorare l'efficienza.

Prima di addentrarci troppo, quanto sono buone le tue misure - con cosa le hai fatte? La maggior parte dei multimetri non legge i segnali a 47 kHz (il tuo è un'onda triangolare ha componenti di frequenza ancora più elevate) in modo accurato. Una misura migliore per Pin / Pout potrebbe essere eseguita con carichi resistivi e shunt e condensatori molto grandi.
molte [informazioni sul design del regolatore di commutazione] (http://opencircuits.com/switching_regulator) nel wiki di Open Circuits.
@Nick T, sto misurando la frequenza con un oscilloscopio. Quindi è accurato. Ma per misurare Pin e Pout sto usando un multimetro DC per misurare avg. corrente attraverso l'induttore (Pin = Vin * IL) e uscita di tensione (Pout = V ^ 2 / R)
Questa è una domanda troppo specifica. Si prega di riformulare per essere più generali o probabilmente verrà chiuso.
Come misuri il Pin dalla corrente media dell'induttore?
Cinque risposte:
BarsMonster
2011-03-01 15:18:01 UTC
view on stackexchange narkive permalink
  1. Il tuo induttore probabilmente ha un'elevata resistenza seriale. Potresti voler prendere un valore più basso con un filo più spesso. Aumentare la frequenza se necessario (ma non troppo, le perdite di commutazione aumentano).

  2. Utilizzare limiti ESR ultra bassi, quelli al tantalio. Aggiungi circa 0,1 + 22-66uF di tappo in ceramica in parallelo. Se la frequenza è abbastanza alta, lascia la ceramica.

  3. Implementa la rettifica sincronica per sbarazzarti di quel 0,25 vDrop (e non sono sicuro che sia davvero 0,25, dovrebbe essere più alto)

  4. Usa un MOSFET appropriato. Perché prendere parte a 100 V? 1.5 Ohm Rds? Questo non è adatto per un DCDC efficiente. Vuoi un MOSFET a livello logico da 12-24 V con circa 0,1 - 0,01 Rds.

Russell McMahon
2011-03-09 07:15:10 UTC
view on stackexchange narkive permalink
  1. Come notato, il MOSFET non è molto adatto. Oltre al povero Rdson, ha una tensione di attivazione del gate marginale (Vgth o Vgsth) per l'uso a 3V. Funzionerà (e lo fa) ma potrebbe essere migliore Con il tuo oscilloscopio osserva la tensione quando è acceso. Se puoi misurarlo è troppo grande :-).

  2. Come notato anche, l'induttore dovrebbe avere una resistenza abbastanza piccola da far cadere una tensione minima con FET acceso e deve avere un nucleo progettato per non saturare la corrente operativa. Non hai detto quale induttore stai usando. Si prega di avvisare.

  3. Il valore dell'induttore è forse un po 'alto.

Probabilmente ignora: a, diciamo, 3V disponibile e supponendo una rampa di corrente per raddoppiare I avg, ci vorranno 220 uH / 3V x 0.1A x 2 = ~~~ 14 uS per raggiungere la corrente richiesta. con il funzionamento in modalità continua a 220 uH va bene.

  1. La caduta del diodo è sospettosamente bassa. Quale diodo stai usando?

A 0,25 V, come dici tu, la perdita del diodo a 5 V è> 0,25 V / 5 V = 5%. Fatto meno di aggiungere correttamente MOSFET 5%, induttore 5%, altro 5% = 80% in generale. Suona familiare :-)

Garantire che FET e induttore siano OK aiuterà il 90% è difficile senza la rettifica sincrona, che ha i suoi problemi. Dovrebbe essere possibile ben oltre l'80%.

Jon Watte
2013-05-03 09:01:00 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Oppure potresti acquistare un convertitore boost già pronto correttamente implementato con un'efficienza> 90% per meno di $ 5. Se ne fai molti, i fornitori come Recom o Murata potrebbero effettivamente avere moduli predefiniti. Se ne hai bisogno solo uno o pochi, Pololu ha un bel convertitore boost da 5 V 200 mA con efficienza del 90% per $ 4,95 Link, finché dura: http://www.pololu.com/catalog/product/798

Ray Johnson
2018-03-29 03:26:30 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ecco un trucco che ho imparato qualche tempo fa.Il modo migliore per migliorare l'efficienza è far collassare il campo dell'induttore il più rapidamente possibile.L'aggiunta della combinazione PNP / diodo di segnale migliorerà notevolmente l'efficienza.

enter image description here

Arebi Sulaiman
2012-06-05 12:23:15 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Potresti progettare un circuito snubber per un convertitore boost, basta seguire questo link: http://www.cde.com/tech/design.pdf

Potresti riassumere il contenuto del collegamento?
Clabacchio ha ragione. I collegamenti muoiono e se questo fa la tua risposta diventa inutile.
COLLEGAMENTO MORTO.Ovviamente.
Una [copia archiviata del documento] (https://web.archive.org/web/20140629123325/http://www.cde.com/tech/design.pdf) è disponibile su Internet Archive.


Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 2.0 con cui è distribuito.
Loading...