เหตุใดโหลดที่เล็กลงจึงต้องมีตัวนำกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่ในตัวควบคุมบั๊ก

MC34063 หมายเหตุโปรแกรมรายการสมการสำหรับการคำนวณขนาดเหนี่ยวนำต่ำสุดดังนี้

แต่นี่ก็หมายความว่าเมื่อฉัน_pk (สวิตช์) (เช่นกระแสสวิทช์สูงสุด) ลดลงขนาดตัวเหนี่ยวนำขั้นต่ำจะเพิ่มขึ้น สิ่งนี้ได้รับการสำรองข้อมูลโดยเครื่องคิดเลขแบบอินเทอร์แอคทีฟเช่นอันนี้ซึ่งแสดงผลแบบเดียวกัน

ทำไมเป็นเช่นนี้และหมายความว่าเครื่องปรับลมจะทำงานตามที่ออกแบบมาเฉพาะเมื่อทำงานที่โหลดสูงสุดเท่านั้นและฉันจำเป็นต้องเพิ่มขนาดตัวเหนี่ยวนำถ้าฉันต้องการจัดการกับโหลดที่เล็กลง?

คำอธิบายเชิงทฤษฎีเพิ่มเติม:

กระแสไฟฟ้าผ่านตัวเหนี่ยวนำของ SMPS เป็นเหมือนรูปสามเหลี่ยม กระแสเฉลี่ยของสามเหลี่ยมนี้เท่ากับโหลดของคุณ ค่าสูงสุดถึงยอดจะถูกกำหนดโดยแรงดันไฟฟ้าอินพุตและเอาต์พุตต่างๆ, ความถี่ในการสลับ, วัฏจักรหน้าที่และตัวเหนี่ยวนำ

รูปแรกแสดงตัวแปลงบั๊ก ที่สองแสดงรูปคลื่นของตัวแปลงบั๊ก มันแสดงให้เห็นถึงสวิตช์ S, แรงดันไฟฟ้าข้ามตัวเหนี่ยวนำและกระแสผ่านตัวเหนี่ยวนำ เมื่อปิดสวิตช์แรงดันไฟฟ้าของตัวเหนี่ยวนำจะเป็น Vin-Vout เมื่อสวิตช์เปิดอยู่แรงดันไฟฟ้าของตัวเหนี่ยวนำจะเป็น -Vout ไดโอดจะถูกสันนิษฐานในอุดมคตินี้และจะไม่มีแรงดันตกที่ศูนย์ ตัวแปลงบั๊กมีกฎที่ Vin> Vout ดังนั้นคุณจึงมีแรงดันไฟฟ้าบวก 'ชาร์จ' ตัวเหนี่ยวนำและแรงดันลบ 'ปล่อย' ตัวเหนี่ยวนำ อัตราการเปลี่ยนแปลงของกระแสไฟฟ้าขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าและตัวเหนี่ยวนำ หากคุณต้องการเอาต์พุตที่มีเสถียรภาพ, upramp ควรเป็น 'สูง' เท่ากับ downramp มิฉะนั้นคุณจะได้รับเฉลี่ยที่ลดลงหรือเพิ่มขึ้น มีความสมดุล ในวิชาคณิตศาสตร์สิ่งนี้จะลดลงไปที่:

เทอมแรกของสูตรอธิบาย upramp และเทอมที่สองอธิบายถึง downramp ในขณะที่คุณสามารถดูความถี่การสลับและรอบการทำงานได้ง่ายขึ้นเป็น t_on และ t_off รอบการทำงานขึ้นอยู่กับอัตราส่วนระหว่างแรงดันเอาต์พุตกับแรงดันไฟฟ้าอินพุตเท่านั้น รอบการทำงานจะไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อมีการโหลดที่แตกต่างกัน

ระดับของ upramp และ downramp 'speed' จะเปลี่ยนเฉพาะเมื่อคุณเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าอินพุต / เอาต์พุตค่าตัวเหนี่ยวนำหรือความถี่การสลับ การเพิ่มความถี่สวิตชิ่งจะทำให้ทางขึ้นและลงต่ำลง แต่ก็เป็นไปไม่ได้ที่จะเพิ่มความถี่สวิตชิ่ง (อาจเป็นไปได้ว่าคุณใช้งานได้สูงสุด) แรงดันไฟฟ้าอินพุต / เอาต์พุตจะคงที่นั่นคือแอปพลิเคชั่นที่คุณจัดการ หากคุณเพิ่มตัวเหนี่ยวนำการเปลี่ยนแปลงของกระแสไฟฟ้าผ่านตัวเหนี่ยวนำจะลดลง นั่นเป็นเครื่องมือเดียวที่คุณมี

เหตุใดจึงเป็นปัญหา ในรูปคลื่นฉันได้แสดงให้เห็นว่าคอนเวอร์เตอร์ทำงานได้ดี กระแสขั้นต่ำผ่านตัวเหนี่ยวนำไม่ถึงศูนย์ จะเกิดอะไรขึ้นถ้ากระแสเฉลี่ยลดลงมากจนตัวเหนี่ยวนำถึงศูนย์?

ตัวแปลงจะต้องหันไปใช้โหมดไม่ต่อเนื่อง ผู้แปลงไม่สามารถทำสิ่งนี้ได้ทั้งหมด บางครั้งต้องใช้ตัวแปลงเพื่อข้ามรอบ หากเครื่องแปลงเปิดสวิตช์ในระยะเวลาน้อยที่สุดจะมีการถ่ายโอนพลังงานจำนวนหนึ่ง สิ่งนี้ถูกเก็บไว้ในตัวเก็บประจุ แต่ไม่ได้ใช้เร็วพอ สิ่งนี้จะมีผลต่อแรงดันไฟฟ้าขาออกซึ่งทำให้ตัวแปลงไม่เสถียร หากคุณข้ามวงจรตัวแปลงจะรอก่อนที่แรงดันเอาต์พุตจะลดลงมากพอที่จะต้องใช้วงจรอื่น

ตัวเหนี่ยวนำที่มีค่าสูงกว่าจะหมายถึงว่ากระแสไฟฟ้าขั้นต่ำจะใกล้เคียงกับกระแสเฉลี่ยของคุณซึ่งอาจหลีกเลี่ยงการทำงานที่ไม่ต่อเนื่อง นี่ก็เป็นเหตุผลว่าทำไมคุณจึงคำนวณตัวเหนี่ยวนำขั้นต่ำผ่านเอกสารข้อมูล คุณสามารถใช้ตัวเหนี่ยวนำที่ใหญ่กว่าได้ แต่ขนาดเล็กลงอาจทำให้เกิดปัญหาเมื่อโหลดต่ำ อย่างไรก็ตามหาก SMPS นั้นได้รับการออกแบบมาเพื่อให้พลังงานสูงในสถานการณ์ตัวเหนี่ยวนำอาจใหญ่เกินไปและมีราคาแพง ..

ตัวแปลงที่สามารถสลับไปใช้โหมดไม่ต่อเนื่องนั้นเป็นปัญหาที่ค่อนข้างฟรีและคุณไม่ต้องทำสิ่งนี้ MC34063 เป็นชิปที่ค่อนข้างเก่าและเป็นทั่วไปดังนั้นมันจึงยากกว่า

หากคุณไม่สามารถใส่ตัวเหนี่ยวนำที่ใหญ่กว่า .. เพิ่มภาระขั้นต่ำด้วยตัวคุณเอง

ลองนึกย้อนกลับ ตัวเหนี่ยวนำที่มีขนาดใหญ่ขึ้นจะสร้างกระแสได้ช้ากว่าเมื่อมีการใช้แรงดันไฟฟ้าเดียวกัน ดังนั้นหากคุณต้องการกระแสจำนวนมากคุณต้องใช้ตัวเหนี่ยวนำขนาดเล็กเพื่อสร้างกระแสได้เร็วขึ้นหรือปล่อยสวิตช์ไว้นานขึ้นเพื่อสร้างกระแสมากขึ้น

สำหรับกระแสไฟขาออกที่เล็กลงคุณไม่จำเป็นต้องมีตัวเหนี่ยวนำขนาดใหญ่ อย่างไรก็ตามมีข้อ จำกัด ว่าจะให้สวิตช์สั้นเพียงใดดังนั้นจึงมีการสะสมกระแสขั้นต่ำในตัวเหนี่ยวนำแต่ละรอบของสวิตช์ กระแสไฟฟ้าขั้นต่ำนั้นทำให้แรงดันไฟฟ้าขั้นต่ำเพิ่มขึ้นเมื่อมีการเททิ้งที่นั่น ดังนั้นแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งที่ออกแบบมาสำหรับกระแสไฟฟ้าสูงจะมีแรงดันไฟฟ้ากระเพื่อมที่มากกว่าเอาท์พุทที่มีสเป็คสูงสุดที่เข้มงวดกว่า

หากระลอกการส่งออกไม่ใช่ปัญหาใหญ่คุณสามารถใช้โหมดไม่ต่อเนื่องกับรูปแบบการควบคุมความต้องการชีพจรและรับกระแสเฉลี่ยเพียงเล็กน้อยตามที่คุณต้องการ ชิป SMPS ส่วนใหญ่ออกแบบมาสำหรับโหมดต่อเนื่องเนื่องจากใช้ความถี่สูงเพื่อลดขนาดตัวเหนี่ยวนำทางกายภาพ พวกเขาจะไม่เข้าไปเกี่ยวข้องกับการออกแบบทั้งหมดและจะตั้งสมมติฐานเกี่ยวกับสิ่งที่คุณต้องการให้มีลักษณะเป็นผลลัพธ์ นี่เป็นระลอกคลื่นต่ำและการตอบสนองชั่วคราวที่รวดเร็ว ด้วยการพิจารณาเหล่านี้มีบางช่วงที่ จำกัด ซึ่งคุณสมบัติจะเป็น "ดี" ด้วยการเลือกพารามิเตอร์ให้เพียงพอสำหรับกรณีปัจจุบันที่สูงที่สุดคุณจะได้ประสิทธิภาพที่ดีจนถึงระดับปัจจุบันที่ต่ำกว่า

โหลดที่มีน้ำหนักเบาต้องการการเหนี่ยวนำมากขึ้นเพื่ออยู่ในโหมดการนำไฟฟ้าต่อเนื่อง (CCM)

สมการบันทึกย่อของแอปที่คุณอ้างอิงจะให้ตัวเหนี่ยวนำ Lmin ซึ่งทำให้ตัวแปลงบนขอบเขตระหว่าง CCM และโหมดการนำกระแสไม่ต่อเนื่อง (DCM) ถ้าคุณใช้กระแสโหลดสูงสุดในการคำนวณนี้แปลงผลลัพธ์จะหล่นลงไปใน DCM ที่อะไรที่น้อยกว่าการโหลดสูงสุดที่พลวัตของมันจะเปลี่ยน (กฎข้อบังคับ DC จะยังคงดีอยู่) ให้คำนวณการเหนี่ยวนำตามโหลดขั้นต่ำที่คาดไว้ดังนั้นตัวแปลงจะยังคงอยู่ใน CCM ตลอดช่วงโหลด

ฉันอยู่ในเรือลำเดียวกันกับคุณด้วยชิปนี้ จากสิ่งที่ฉันเข้าใจ (และเพื่อย้ำสิ่งที่ได้กล่าวไว้ข้างต้น) คุณต้องการตั้งค่ากระแสเฉลี่ยของคุณเพื่อให้ระลอกสูงสุดของคุณถึงจุดสูงสุดในปัจจุบันผ่านตัวเหนี่ยวนำมักจะสูงกว่า 0 แอมป์ หากคุณดูแผนภูมิที่มีค่ากระแสเฉลี่ยแรงดันไฟฟ้าและสถานะสวิตช์คุณต้องการตรวจสอบให้แน่ใจว่า i_min ไม่สามารถกด 0 เพื่อทำสิ่งนี้ให้หดตัวระลอกปัจจุบันของคุณและสิ่งนี้จะทำให้กระแสเฉลี่ยของคุณลดลงเช่นกัน .... .