¿Cómo puedo determinar el límite máximo de corriente de carga del regulador de interruptor elevador DC-DC?

Tengo problemas para diseñar la fuente de alimentación de mi dispositivo. Cambié 3.3V hasta 5v usando LMR 62421 fabricado por Texas Instruments. Estoy planeando usar el riel de 5v para alimentar mis dispositivos (módulo, sensor, etc.) Todo está bien, excepto que no puedo averiguar cuánta carga (salida) actual LMR62421 permite como máximo. La hoja de datos solo dice que tiene un límite mínimo de corriente de interruptor de 2.1A. No creo que esto sea igual a la corriente de carga máxima. Hay algunas ecuaciones en la hoja de datos, pero comienzan sabiendo VIN VOUT Ioutmax. Mis dispositivos que están conectados a un riel de 5V consumirán aproximadamente 1.6A en total. Espero que LMR 62421 se fríe si no tomo una consideración cuidadosa sobre su valor actual máximo permitido. ¿Alguien puede ayudarme a encontrarlo?

Me referí a este diagrama en la hoja de datos (mismo valor de inductor, capacitancia y resistencias un poco diferentes para el divisor de voltaje

En la tangente: el voltaje de entrada me parece un poco extraño: un suministro de 3,3 V suele ser un riel de suministro regulado para dispositivos lógicos de 3,3 V. Si está diseñando un componente para un sistema más grande, tenga cuidado al retroalimentar el ruido de conmutación en ese suministro, ya que eso podría causar problemas en otros lugares.
Si es posible, el uso de un riel de entrada no regulado para su suministro de 5 V seguramente brindaría una mejor eficiencia: cuando se apilan las etapas de regulación, las pérdidas se suman. También será más fácil garantizar la estabilidad ya que las interacciones de suministro son más sencillas de modelar.
Según la frecuencia de conmutación y el tamaño del inductor, la corriente de salida variará incluso cuando la corriente máxima se mantenga en 2,1 A. Hágase un favor, calcule el ciclo de trabajo, suponga que no hay forma de onda de corriente trapezoidal, sustitúyala por onda cuadrada y simplemente calcule su promedio para ese ciclo de trabajo. Ambos aprenderán algo y se acercarán al valor real.
Básicamente, la respuesta es depende. Este es un convertidor elevador, por lo que tendrá una corriente máxima más alta que la corriente de salida promedio. El interruptor de pico y la corriente del inductor son iguales. Y esto también depende del tamaño y la frecuencia del inductor. Mire aquí las ecuaciones ti.com/lit/an/slva372c/slva372c.pdf También asegúrese de calcular para el peor de los casos (carga más alta, voltaje de salida más alto, voltaje de entrada más bajo). También debe asegurarse de que el inductor no se sature. Además, asegúrese de que sus transitorios no superen los 2,1 A en el interruptor
Mel: Gracias por tu consejo. Lo tendré en mente
winny: gracias Lo haré de nuevo. Andres: Gracias por darme una buena referencia :)

Respuestas (2)

En la página 1 de la hoja de datos, puede ver estos dos gráficos (he agregado las cifras de corriente máxima en rojo solo para enfatizar las cosas): -

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Entonces, al generar 20 voltios, el gráfico le informa que la corriente de salida máxima sostenible es de 200 mA. Te dice esto porque la curva en el gráfico termina en 200 mA. Ahora, esta es la página 1 de la hoja de datos y si pudiera suministrar 300 mA (por ejemplo) definitivamente tendría esa curva yendo a 300 mA. ¡La página 1 intenta prometer tanto como sea posible!

OK, eso es una potencia de salida de 20 voltios x 0,2 amperios = 4 vatios.

Una historia similar para la salida de 12 voltios, la corriente máxima es de aproximadamente 330 mA ya 12 voltios, esto significa que puede suministrar una potencia de salida de 3,96 vatios.

¿Qué corriente obtendrá a 5 voltios? Podría decir que la potencia de salida máxima es de 4 vatios y esto predice una corriente de salida de solo 0,8 amperios.

No obtendrá 1,6 amperios a 5 voltios. Tal vez pruebe uno de estos: -

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Y sí, son un poco caros, así que tal vez intente nuevamente en el sitio de TI y reduzca su selección usando su motor de búsqueda.

¡Gracias! No solo me enseñas algunos conceptos básicos, sino que también me das un ejemplo. me seria de gran ayuda
Ups, lo olvidé. Lo siento por aceptar tarde. Realmente me ayudó mucho.

Si ejecuta la herramienta WEBENCH de TI aquí .

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Ahora, con una corriente de salida de 1,6 A, el diseño no se puede crear porque "La corriente supera el límite". Si ejecuta la herramienta con la corriente de salida establecida en 2 A, se mostrará una explicación adicional.

NOTA: Las clasificaciones de corriente para las partes de refuerzo son las clasificaciones de corriente máxima del interruptor, no la corriente de salida. La corriente del interruptor depende tanto de la corriente de salida como de la cantidad de aumento de voltaje que se requiere en el diseño. Entonces, para diseños que requieren un gran aumento en el voltaje, la corriente del interruptor es mucho mayor que la corriente de salida. La energía debe ser conservada por la siguiente ecuación:

PAG o tu t = PAG i norte × mi F F i C i mi norte C y

o

I i norte = ( V o tu t × I o tu t ) ( V i norte × mi F F i C i mi norte C y ) que aproximadamente = I s w i t C h

Para este diseño si asumimos una eficiencia del 85%:

I s w i t C h = ( 5 × 2 ) ( 3.3 × .85 ) = 3.57 A

Para I o tu t = 1.6 A sería I s w i t C h = ( 5 × 1.6 ) ( 3.3 × .85 ) = 2.85 A que aún supera la corriente máxima del interruptor de 2,1 A.

Con I o tu t desconocido y I s w i t C h 2,1 A, la corriente de salida máxima será de ~ 1,17 A.

La herramienta podría generar el diseño con una corriente de salida de 1 A.

Acordado. Solo quería decir que también se podría usar la fórmula (7) de la hoja de datos, dando la corriente máxima en el inductor. También dicen allí, que esta corriente no debe exceder el límite mínimo de corriente de 2.1A.
@nickagian Sí, usar la hoja de datos siempre es bueno. Su herramienta es solo una solución conveniente que probablemente usa las mismas ecuaciones.
¡Realmente gracias por su clara explicación y por presentarme una herramienta muy útil!