Comportamiento de bajo voltaje de entrada del convertidor reductor CC-CC

Estoy usando este convertidor reductor DC-DC.

Esquemas:

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Especificaciones del convertidor reductor:

  • Voltaje de entrada - 18V a 32V
  • Frecuencia de conmutación - 300kHz
  • Voltaje de salida 9V
  • Corriente de carga - 0mA a 200mA Máximo.

Solo tenía curiosidad por entender qué sucederá con el convertidor reductor cuando proporcione un voltaje de entrada de menos de 9V.

Entonces, comencé a aumentar el voltaje de entrada de 0V. Noté que no obtuve ningún voltaje de salida por debajo de 5V.

Solo cuando la entrada era de 5V, comencé a obtener algo de voltaje de salida. Proporcioné un voltaje de entrada de 5V, 9V, 10V y aumenté.

A continuación se muestran las formas de onda del voltaje de entrada, el voltaje de salida y la frecuencia de conmutación del convertidor reductor y proporcioné una carga de 0,1 mA en la salida.

Voltaje de entrada de 5V:

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Voltaje de entrada de 9V:

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Voltaje de entrada de 10V:

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Voltaje de entrada de 14V:

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Mis preguntas :

  1. ¿Alguien puede decirme por qué no obtuve ningún voltaje de salida cuando proporcioné un voltaje de entrada inferior a 5V?

  2. Cuando proporcioné un voltaje de entrada inferior a 9 V, el ciclo de trabajo de la frecuencia de conmutación es del 97 % y la frecuencia de conmutación es de alrededor de 37 kHz. Entiendo que la arquitectura del convertidor de conmutación DC-DC es totalmente diferente del regulador lineal, pero ¿por qué la entrada no viaja directamente a la salida cuando el voltaje de entrada es inferior a 9V? Según la hoja de datos, la frecuencia oscilante (frecuencia de conmutación) es solo entre 270 kHz y 330 kHz. Pero, ¿cómo obtengo un valor de 37 kHz cuando proporciono una entrada de menos de 9 V? ¿Alguien puede explicar qué sucede internamente durante este estado de bajo voltaje de entrada?

  3. Cuando proporciono un voltaje de entrada de exactamente 10 V, podemos ver que la frecuencia de conmutación se reduce a la mitad de lo que deseábamos. Obtenemos una frecuencia de conmutación de alrededor de 150 kHz y hay algún tipo de falla o triángulo invertido entre los pulsos de conmutación. ¿Alguien puede decirme por qué es eso?

Después de aumentar por encima de 10 V, las formas de onda de entrada, salida y frecuencia de conmutación son las esperadas, excepto el timbre.

Si su voltaje de entrada mínimo real es de 18 V, ¿por qué le importa este comportamiento fuera de especificación?
Como mencioné en la pregunta, solo tengo curiosidad por comprender el comportamiento durante las condiciones de entrada de bajo voltaje para comprender qué sucederá y cómo sucede.

Respuestas (2)

  1. No funciona con voltajes tan bajos. Incluso tiene un bloqueo de bajo voltaje para evitarlo específicamente, por lo que requiere más de 4,5 V para arrancar.

  2. Si bien algunos reguladores tienen esa función, este regulador no está diseñado para pasar la entrada a la salida. Hay un NMOS que realiza la conmutación del lado alto y no puede encenderse a menos que el voltaje de la compuerta se realice mediante la conmutación y el límite de refuerzo, por lo que esto establece el ciclo de trabajo máximo. Lo que sucede es que el chip sabe que debe estar en modo MaxDuty, donde la frecuencia se divide por 8, por lo que 37 kHz es correcto.

  3. Puede alternar entre los modos MaxDuty y Normal o hacer otro tipo de salto de pulso si hay poca carga. Los componentes se comportan de forma extraña cuando se ponen en circunstancias extrañas. Especialmente si los componentes externos no se seleccionan específicamente para proporcionar un buen funcionamiento en el rango previsto.

Gracias por la respuesta.

La inductancia es demasiado alta en comparación con los valores sugeridos. Consulte la Fig. 32 en la página 17. Un inductor de 22uH está bien, pero colocaste 470uH. Lo sé, los valores sugeridos se dan como "mínimos", pero recuerde que aumentar la inductancia no siempre es la forma preferida. Un inductor muy grande puede resultar en un comportamiento inesperado.

Responderé solo la primera pregunta, ya que las otras dos pueden resolverse disminuyendo el inductor a 22uH:

  1. Nota-6 en la hoja de datos p.5: Se necesita un voltaje superior a 4,65 V para el arranque del IC. El IC puede funcionar a 4,5 V después del inicio del IC.
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