Convertidor Buck boost - Alta corriente 15A@12VDC +

No tengo mucha experiencia en el diseño y la comprensión de circuitos más complejos. Solo tengo conocimientos básicos sobre cómo funcionan los diferentes componentes y cómo crear y calcular circuitos de transistores simples con 4 resistencias y un transistor. Así que necesito ayuda de gente más experimentada.

Estoy trabajando en un sistema domótico de 12 V CC y hay componentes en el sistema que necesitan voltaje estable ~ (12 V - 12,8 V), siempre que el generador esté activo, entrega 13,8 V. Pero el voltaje de la batería puede bajar a 10,5 V cuando no estoy en el sitio. También tengo una capacidad limitada de la batería, y puede pasar una semana entre que estoy en el lugar y cargo la batería. Entonces necesito una fuente de alimentación efectiva que pueda entregar un voltaje estable. Así que hice una búsqueda y descubrí que el convertidor Buck boost es lo que estoy buscando.

No todos los equipos funcionan las 24 horas del día, los 7 días de la semana, pero instalaré dicha fuente de alimentación para cada fusible, de modo que cada equipo tenga el mismo voltaje estable. Y he calculado que necesito como mínimo 15A para el equipo que más potencia necesita. Así que estoy buscando un convertidor de refuerzo de dinero que pueda entregar al menos 15A @ 12VDC.

He realizado algunas búsquedas de dicho circuito, pero lo mejor que he encontrado puede entregar 5A@12VDC y 10A@24VDC, ¿es posible cambiar estos circuitos para entregar 15A+@12VDC? ¿O algún cuerpo tiene un circuito que pueda entregar tal corriente?

La razón por la que quiero soldar la PCB yo mismo es porque quiero tener la fuente de alimentación y la unidad de control para la automatización del hogar en el mismo caso. Las cajas se diseñarán como mini-rack (10 pulgadas).

Aquí están los circuitos que he encontrado:

Este no es un tipo de sitio de "dame el circuito". Necesita reducir un poco el enfoque de su pregunta. Un circuito reductor-elevador de 15A es ciertamente posible. Diseñar una PCB para un convertidor que admita que puede estar más allá de su nivel de experiencia es casi seguro que es una receta para el desastre. Buscaría una solución comercial o contrataría a alguien para que haga el diseño por usted.
Entiendo que este no es un sitio de «dame el circuito», pero he investigado un poco, he tratado de adquirir los conocimientos necesarios para cambiar estos circuitos, pero me he dado por vencido. Tenía la esperanza de que alguien pudiera ayudarme a rediseñar el circuito para poder entregar una corriente de 15A+. También puedo pagar la ayuda, pero luego necesito retrasarla hasta enero, cuando tengo más dinero disponible.
Personalmente, buscaría un componente listo para usar a menos que esté haciendo esto como un ejercicio de aprendizaje. Habrá mucho diseño de sistema involucrado en este proyecto debido a problemas térmicos. Por lo tanto, no se trata solo de soldar la placa y colocarla en un estuche. Probablemente se requerirán disipadores de calor y también refrigeración por ventilador.
@mkeith: Sí, soy consciente del problema del calor, esa es una de las razones por las que me gustaría usar el convertidor de refuerzo de dinero. Una fuente de alimentación más efectiva es igual a menos calor. He visto muchos circuitos que pueden entregar 15A a 12 V CC, pero son circuitos lineales. Tanto poder desaparece en el calor. También consideré el problema de la energía cuando diseñé las cajas de rack de 10 pulgadas, planeo tener 4 conectores y un disipador de calor de 8 pulgadas en la parte posterior de la caja donde se colocan los mosfet. Sin embargo, si requiere un ventilador, se mostrará el tiempo.
Bueno, la potencia de salida es de alrededor de 300 vatios. Si tiene una eficiencia del 85%, disipará alrededor de 50 vatios. Creo que necesitará un ventilador. No creo haber visto una fuente de 300 W sin ventilador.
@mkeith: en ese caso, no hay problema para agregar un ventilador en el disipador de calor controlado por un PTC y un circuito de transistor simple.
@mkeith: ¿Pero son correctas tus matemáticas? Si proporciona 15 A a 12 V CC con una eficiencia del 85 %, ¿la fuente de alimentación no consumirá 207 W? ¿Con pérdida de 27W?
Mis matemáticas están mal. Lo siento. 15 * 12 = 180 W. Entonces no es un suministro de 300 W. La potencia de entrada sería 180/0,85 = 212 W. Por lo tanto, solo es necesario disipar 32 vatios adicionales, suponiendo una eficiencia del 85 %.

Respuestas (1)

Si bien es posible que pueda hacer funcionar una fuente de refuerzo de 12 V @ 15 A, la parte de refuerzo de esa fuente de alimentación es la parte del diseño que será muy desafiante.

Linear Tech ofrece el LTC7812 que supuestamente le permitiría hacer esto (¡tenga en cuenta que el enlace es un comunicado de prensa!). Necesitaría conectar varias unidades en cascada para lograr su objetivo, y esa solución está diseñada para conectar las salidas en cascada. Personalmente, no he usado esta parte antes, por lo que no puedo garantizar la viabilidad de esa parte.

Linear Tech tiene una buena reputación, y probablemente tengan algunos kits de desarrollo que puede obtener de ellos que le permitirán jugar y ver si funciona. Una vez que haya pasado esa etapa, es probable que sea bastante costoso construir esto desde cero; por lo tanto, a menos que esté construyendo muchas unidades, es posible que desee considerar una solución compuesta por componentes listos para usar.

¿Ha considerado usar baterías automotrices (camión) de 24 V y cargadores de batería con capacidad de 24 V? Todos estos componentes, incluidos los convertidores reductores de 24 V->12 V, están fácilmente disponibles y se pueden adquirir en tiendas minoristas como Amazon.com.

Me encanta la idea de montarlo en rack. No olvide agregar algunos ventiladores de enfriamiento, ya que disipar ~ 30 W de calor debido a la pérdida es algo en lo que deberá pensar. Querrá asegurarse de tener algo de margen en la capacidad de la batería si se va por mucho tiempo, especialmente si el sistema va a experimentar variaciones de temperatura ambiental, ya que eso a veces afecta la capacidad de la batería. Esto varía de la química de una batería a otra, así que haga su tarea antes de construir un montón de unidades.

¡Buena suerte!

Gracias por el aporte. Pensé en un sistema de 24 V CC, pero no sabía que la parte de impulso era tan costosa de construir. Ya he considerado el problema de la capacidad de la batería, estaba pensando en agregar un circuito de corte al diseño, por lo que las fuentes de alimentación se apagan si el voltaje de la batería cae por debajo de ej. 10V.
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