Estoy tratando de diseñar un convertidor DC DC integrado que genere 150 V a partir de una entrada de 12 V. Me gustaría diseñarlo para que maneje al menos una carga de 30-50 mA, pero en realidad la carga probablemente será más pequeña. No es necesario aislar la salida; puede compartir un terreno común con la entrada. El otro circuito en la PCB es relativamente sensible al ruido, por lo que las emisiones radiadas y conducidas son una preocupación con cualquier diseño que termine eligiendo.
Mi primera idea fue usar una topología de conversión de impulso simple, pero la relación de aumento parece estar cerca del extremo superior de lo que la mayoría de los circuitos integrados de controlador de impulso estándar pueden manejar. Para un convertidor elevador, DutyCycle = 1 - (Vin/Vout) = 1 - (12V/150V) = 92%. Algunos controladores pueden producir un ciclo de trabajo del 92%, pero me gustaría tener más margen en el diseño, por lo que un simple impulso probablemente no funcione.
He buscado algunas alternativas, pero no tengo suficiente experiencia con ninguno de los diseños de conmutadores más complicados para comprender realmente los pros y los contras. Aquí hay una lista de posibles opciones:
-Flyback: Flyback parece ser la forma más sencilla de generar 150V. Diseñé un flyback de 24 V a 70 V utilizando un controlador flyback dedicado de Linear Tech con un transformador listo para usar diseñado para aplicaciones flyback. Me imagino que podría diseñar fácilmente un circuito flyback para mi aplicación, suponiendo que pudiera encontrar un transformador con una relación de bobinado lo suficientemente alta. Mi preocupación con el uso de un flyback es el ruido que genera. Sé que hay formas de suprimir parte del ruido en un flyback, pero, por lo que entiendo, un flyback es inherentemente bastante ruidoso.
-Convertidor de refuerzo de inductor acoplado: existen algunas notas de aplicación que detallan el uso de un inductor acoplado en una configuración de refuerzo, lo que permite relaciones de aumento más altas con ciclos de trabajo más pequeños ( https://www.onsemi.com/pub/collateral /an-5081.pdf ). También me preocupa el ruido en esta topología, ya que parece que cualquier inductancia de fuga provocaría emisiones no deseadas que serían difíciles de contener. El interruptor y el diodo deberían estar clasificados para un voltaje relativamente alto, pero eso no es realmente una gran preocupación para mí.
-SEPIC: Para ser honesto, no sé mucho acerca de los convertidores SEPIC, por lo que realmente no puedo hablar sobre los posibles pros y contras. Ni siquiera sé si puede producir la proporción de aumento que necesito, solo quería incluirlo en la lista de todos modos en caso de que alguien tenga más información.
-SEPIC Multiplied Boost: Encontré una nota de aplicación de Analog Devices que describe una topología que ellos llaman "SEPIC Multiplied Boost Converter" ( http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/application-notes/AN -1126.pdf ). No pude encontrar ninguna otra información en Internet sobre esta topología, por lo que no está claro si ha sido ampliamente adoptada o si solo existe como una curiosidad en alguna nota de aplicación aleatoria, pero parece un buen candidato. No sufriría los efectos de la inductancia de fuga, por lo que habría menos ruido. Sin embargo, dudo un poco, ya que parece un diseño moderadamente novedoso y complejo sin mucha documentación disponible.
-¿Otros?
Mi pregunta es, para alguien con más experiencia en el diseño de conmutadores y electrónica de potencia, ¿cómo abordaría este problema? ¿Qué topologías usaría? ¿Son válidas mis preocupaciones sobre el ruido y los ciclos de trabajo elevados?
Como ya ha dicho usted mismo, tendrá dificultades para encontrar un transformador flyback OTS. Hecho a medida y prefiero esta solución también.
Otro enfoque que personalmente seguiría es un convertidor de refuerzo de 2 etapas. Los factores de servicio están dentro de lo razonable y el primer paso será fácil. En principio, el segundo paso es igual de fácil, pero el problema será encontrar un controlador que pueda manejar los altos voltajes de salida. Pocas posibilidades de encontrar uno con FET integrado. Este enfoque puede utilizar inductores blindados. Pequeño si se utiliza una alta frecuencia de conmutación.
Un convertidor elevador simple con un mosfet de 200 V funcionaría. Encontrar un chip a estos voltajes sería demasiado costoso y difícil. El mosfet debe tener una resistencia de 100 miliohmios o menos para mantener las pérdidas de conducción razonables. Sus pérdidas de conmutación serán altas, así que elija un baja frecuencia si puede tolerar un inductor más grande o hacer lo que he hecho, que es emplear un esquema de reducción de pérdida de conmutación para obtener una buena eficiencia a frecuencias normales. otros trabajos donde la corriente de salida era baja, utilicé una bomba de diodo simple hecha de BAV21 y tapas de cerámica de 1 microfaradio. Claro, usé discretos para mi convertidor elevador para reducir las pérdidas de conmutación. Si usa el enfoque de bomba de diodo, podría encontrar un chip barato con una clasificación de voltaje más baja.
Gommer
Rohat Kılıç