Convertidor DC-DC de topología Zeta inestable
sx107
Así que traté de construir un convertidor DC-DC de topología Zeta basado en un convertidor reductor simple IC XL4016, que funciona perfectamente en una topología reductora normal. Sin embargo, cuando se conecta en una topología Zeta como se muestra en el siguiente esquema, el esquema se vuelve inestable.
Si el voltaje de salida se establece usando el potenciómetro R1 a, digamos, 9V, entonces todo está más o menos bien con los voltajes de entrada V1 < ~7V y V1 > ~12V excepto por cambios de voltaje de +-0.5V con el voltaje de entrada. Cuando el voltaje de entrada está cerca del voltaje de salida (V1 > 7V && V1 < 12V), el convertidor salta repentinamente a un voltaje de salida de ~14-16V y se "bloquea" en este estado, sin importar cuál sea el voltaje de entrada (incluso si supera el rango de 7-12 V) o la posición del potenciómetro, permanece en ese voltaje de salida hasta que se corta la alimentación o el potenciómetro se ajusta al mínimo.
Entonces, ¿cuál podría ser el problema aquí con el aumento repentino y el bloqueo del voltaje de salida y con el voltaje de salida un poco inestable (+-0.5V) fuera del "rango de muerte"?
Hoja de datos XL4016: http://www.xlsemi.com/datasheet/xl4016%20datasheet.pdf
PD No parece ser un problema con el ciclo de trabajo máximo/mínimo: el ciclo de trabajo en la topología zeta con voltajes de entrada cercanos a los de salida se acerca al 50 %, no al 100 % ni al 0 %, y el IC XL4016 afirma para poder manejar el rango completo del ciclo de trabajo de 0% a 100%.
Por cierto, estoy usando la fuente de alimentación Mastech HY3005 para el voltaje de entrada.
El esquema funciona bien en la simulación de Proteus con el IC XL4016 cambiado a Lm2576-ADJ (no he encontrado en ninguna parte el modelo IC XL4016)
simular este circuito : esquema creado con CircuitLab
Respuestas (1)
sx107
Problema solucionado al aumentar significativamente el C1 a 47uF. Probablemente eso sea demasiado, pero no hay forma de que puedas "exagerar" dentro de límites razonables. Agregar un capacitor de filtro de entrada de 220uF redujo la inestabilidad de voltaje en gran medida a +-0.05V.
Texas instrumets tiene excelentes materiales relacionados con el diseño de convertidores Zeta:
Si bien el valor de C1 puede parecer poco importante (como supuse en primer lugar), en realidad tiene una cierta capacidad mínima, ya que la caída de voltaje podría volverse demasiado grande. Sin embargo, no tengo idea de por qué sucede en ciclos de trabajo cercanos al 50%.
En el primer enlace se muestra el valor mínimo del condensador C1 en la página 4 del documento. Depende en gran medida de la frecuencia de su controlador, el ciclo de trabajo máximo/mínimo y los voltajes/corrientes de entrada y salida típicos, por lo que el valor de este capacitor varía de un caso a otro.
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