Convertidor DC-DC Boost en Paralelo

En su publicación, dijo que quería 1A a 12V y que calculó que necesitaba 3.24A sin pérdidas. No indicó qué voltaje de entrada estaba usando, pero se puede calcular. 12V * 1A / 3,24A = 3,7V. 3,7 V es mucho más bajo que el voltaje de entrada mínimo de 5,0 V especificado en la hoja de datos. Entonces su suministro probablemente no funcionará bien.

Con respecto al segundo problema de los reguladores de impulso en paralelo. Sí, se puede hacer.

La salida del convertidor elevador XL6009, como la mayoría de los convertidores elevadores, incluye un diodo en la etapa de salida. Si se ponen varios XL6009 en paralelo, ese diodo evitará que la corriente de salida de un suministro fluya hacia los demás. Ahora, para asegurarse de que los suministros comparten la carga, debe agregar algún tipo de retroalimentación. La forma más fácil es agregar una pequeña resistencia en serie en la salida de cada suministro y luego conectar el otro lado de cada resistencia para alimentar su carga.

El XL6009 tiene una tolerancia de voltaje de referencia de poco menos del 3 %, suponiendo que se use un divisor que consta de dos resistencias del 1 % para establecer la salida en 12 V, entonces la tolerancia total en la salida es de ±5 %. Entonces, la salida de cada suministro será de 12 V ± 0,6 V CC más ondulación.

Supongamos que realmente tenía una entrada de 5 V y que el suministro era 92 % eficiente como se indica en la hoja de datos. Entonces, si desea 1A a 12V de salida = 12W, deberá colocar 12V * 1A / 92% / 5V = 2.6A. En ese caso, probablemente solo necesite conectar en paralelo dos suministros.

Desea que la carga compartida esté equilibrada de modo que ningún suministro necesite más de 2 A de entrada en el peor caso de voltaje de salida, que es 12,6 V en el suministro con la corriente de salida alta y 11,4 V en el otro suministro. Con una entrada de 2A, el suministro puede generar una salida de 2A * 5V * 92% / 12.6V = 730mA. En ese caso, el otro suministro necesitaría suministrar 1A - 730mA = 270mA.

Para garantizar que la carga compartida sea tal que cada suministro no sea peor que 270 mA a 730 mA en cada salida, se debe agregar una pequeña resistencia en serie a la salida. Habrá alguna caída en el voltaje de carga a través de la resistencia en serie. Llamemos al voltaje de carga Vout y la salida de cada suministro V1 y V2. Llamemos a la corriente de salida de cada suministro I1 e I2.

Para resolver el valor de la resistencia ahora tenemos dos ecuaciones y dos incógnitas.

Vout = V1 - I1 * R
Vout = V2 - I2 * R

Por lo tanto

, V1 - I1 * R = V2 - I2 * R

Resolviendo para R da...

R = (V1 - V2)/(I1 - I2)

Ya sabemos que en el peor de los casos queremos V1 = 12.6V, I1 = 730mA, V2 = 11.4V, I2 = 270mA.

Por lo tanto R = (12,6V - 11,4V) / (730mA - 270mA) = 2,6 ohmios.

El vataje en la resistencia será de 2,6 ohmios * (730 mA)^2 = 1,38 W en el peor de los casos. Por lo tanto, probablemente necesite una resistencia de 2W.

En el peor de los casos, el voltaje de salida, incluida la caída en la resistencia, sería de 12,6 V - 2,6 ohmios * 730 mA = 11,14 V.

Con ambos compartiendo igualmente una salida de 11,4 V a 500 mA, su salida podría ser tan baja como 11,4 V - 500 mA * 2,6 ohmios = 10,1 V.

Con ambos suministros compartiendo igualmente una salida de 12,6 V sin carga, su salida podría llegar a 12,6 V.

Si desea retroceder un poco de esa entrada de 2A en el peor de los casos, puede aumentar el valor de la resistencia más allá de 2,6 ohmios para crear un reparto más equitativo a expensas de la eficiencia.

Así que he decidido conectar 3 convertidores DC-DC Boost en paralelo, para que cada uno de ellos comparta la carga y mantenga todo fresco.

escenario 1

El dispositivo que produce el voltaje de salida más alto (fracciones de unos pocos milivoltios sobre los demás) es el dispositivo que gana la carrera para suministrar toda la corriente y eventualmente se quemará o se apagará. Luego, el dispositivo que produce un poco más de voltaje de salida que el tercer dispositivo (pero menos que el primero) ganará y continuará suministrando corriente hasta que se queme o se apague, dejando al tercer dispositivo que finalmente se quema o se apaga.

Escenario 2

Sin embargo, a medida que el primer dispositivo se calienta, su salida puede reducirse y comenzar a compartir correctamente las tareas de carga con el segundo dispositivo y esto puede extenderse al tercer dispositivo, pero esto suele ser un cuento de hadas y no sucederá / no puede ser Confiado en.

Escenario 3

Las fuentes de alimentación síncronas activas lucharán entre sí descargando la mayor cantidad de corriente en las salidas de cada uno para aumentar el voltaje y ganar la carrera (según el escenario 1).

Probablemente haya otros escenarios, pero aquellos que involucran diodos de salida caen en el escenario 1 porque el diodo actúa para evitar el vertido de corriente mencionado en el escenario 3. Los diodos también dejan caer cualquier cosa hasta 1 V y, por lo tanto, se desperdicia energía y se pierde potencia.

Mi recomendación: compre un solo módulo diseñado para el trabajo.

Puede usar un espejo de corriente para dividir de forma activa y precisa la carga de energía entre sus tres amplificadores DC-DC. Todo lo que necesita es solo un transistor NPN para cada amplificador. He usado tres TIP31 baratos, pero cualquier tipo de potencia media serviría, siempre que sean todos del mismo modelo. Esto se debe a que un espejo de corriente depende de que todos los transistores tengan propiedades muy similares en cuanto a beta, comportamiento térmico, etc. Construir el espejo de corriente es muy fácil: conecte el colector de Q1 a la salida del amplificador 1, el colector de Q2 a la salida del amplificador 2 , y el colector de Q3 a la salida del amplificador 3. Los emisores de Q1, Q2, Q3 deben unirse. Esta es su nueva salida de potencia combinada, yendo a la entrada de su carga. Luego, conecte todas las bases juntas y luego, esto es importante, conecte la base de Q1 también al colector de Q1. Haz este último paso solo con Q1. Q2 y Q3 (siendo el mismo modelo y compartiendo una base común con Q1, por lo tanto, se comportarán de manera casi idéntica y copiarán la corriente del colector-emisor de Q1, sin importar cuánto más altos sean los voltajes del amplificador 1 y del amplificador 2. Por último, necesita para ajustar el voltaje de salida de su amplificador para compensar una caída de diodo (porque sus transistores ahora son seguidores de emisor). para poder copiar la corriente de Q1, pero esto no afectará su salida en absoluto, porque ahora está controlada activamente.) Entonces, ¿qué hemos ganado con este enfoque? La misma corriente a través de todos los amplificadores en paralelo por el mismo voltaje de salida (los emisores están vinculados juntos) equivale exactamente a la misma potencia entregada por cada amplificador, sin importar la carga, y no importa cuál sea el voltaje (más alto) de los refuerzos 2 y 3. Ley de Ohms. Y a diferencia del uso de resistencias, el voltaje de salida se mantendrá bastante constante según lo regulado por Booster 1, sin importar cuál sea el consumo de corriente de su carga. Espero que esto sea útil. mike3301

Estoy leyendo que no se puede usar un espejo actual hecho de mosfets discretos porque no encontrará más de 2 en una caja de 500 mosfets lo suficientemente similares en voltaje y ganancia, por lo que los gastos, en la compra de 500 artículos, y luego el tiempo para encontrar el par coincidente es largo. Entonces, los Mosfet coincidentes podrían usarse solo para baja corriente. En la práctica, los mosfets se pueden usar en aplicaciones de baja corriente en un diseño de IC, porque la proximidad en el IC asegura que coincidan lo suficientemente bien... pero las variaciones de temperatura impiden su uso en alta corriente aún así.

Para la alimentación (cualquier cosa que no sea una señal pequeña), use un espejo de corriente wilson BJT extendido / mejorado (4 transistores).

Sí, la mejor opción es comprar un módulo más potente, pero casi siempre es al menos el doble del precio de varios módulos en paralelo de la misma corriente total o más. En este momento estoy usando 6 módulos en paralelo para darme un impulso de 28V 30amp de 13V 80amp cada módulo tiene un diodo de salida. Lo que dice Andy sobre un módulo que está configurado en unos pocos milivoltios más da más corriente, es cierto, pero solo en unos pocos miliamperios, por lo que realmente no es un problema. Además, cada módulo tiene una protección contra sobrecorriente, por lo que, naturalmente, si uno da más corriente, la protección reduce automáticamente el voltaje, por lo que el sistema funciona sin problemas.