Diseño de convertidor reductor (311 V a 3,3 V)

Estoy tratando de hacer un convertidor reductor que produzca un voltaje de salida de 3,3 V con una carga de alrededor de 1 amperio cuando la entrada es de alrededor de 220 V CA. Básicamente, esto significa convertir de 311 V CC a 3,3 V CC. Estoy basando mi circuito en

Lo que quería preguntar, ¿es factible tal circuito? Prácticamente no teóricamente. Parece bastante simple. Calculé la inductancia en alrededor de 26uH ​​y la capacitancia en un mínimo de alrededor de 50uf. Sin embargo, estoy usando 100uF en los condensadores de entrada y salida. Tengo un ciclo de trabajo de alrededor del 1% ya que el voltaje de salida es pequeño en comparación. a la entrada.

Por motivos de seguridad, querrá algún tipo de aislamiento de la tensión de red.
tenga cuidado con la frecuencia de conmutación, si lleva el Fsw a alto, el servicio del 1% se vuelve muy corto. Y como resultado, el tiempo de encendido y apagado del FET puede convertirse en un problema.
¿Cuál es su corriente de salida y la ondulación de voltaje máxima permitida en la salida y la ondulación de corriente máxima en su límite de salida?
Ese es un circuito muy simple que se usa para describir los conceptos básicos de cómo funciona un convertidor reductor, no es un circuito práctico que funcione de manera confiable, eficiente y segura.

Respuestas (2)

Lo que quería preguntar, ¿es factible tal circuito? Prácticamente no teóricamente.

Iré con un "no". El tiempo que pasará en una configuración de circuito abierto de este tipo para que las cosas se estabilicen en el voltaje que desea será bastante considerable, y el más mínimo cambio en la temperatura cambiará la forma en que funciona el transistor, así que: no intente esto. Además, necesitará un transistor de biunión de ruptura de >> 300V, y eso será innecesariamente costoso y probablemente desperdiciará mucha energía, por lo que cambiará muy rápidamente en las características debido al calentamiento, lo que empeorará todo.

Además: con un ciclo de trabajo del 1%, es muy difícil mantener la estabilidad de cualquier cosa.

Parece bastante simple.

Eso es porque es un ejemplo muy de libro de texto, aparentemente sacado de contexto. ¡Nadie en su sano juicio recomendaría construir algo como esto!

Calculé la inductancia en alrededor de 26uH ​​y la capacitancia en un mínimo de alrededor de 50uf. Sin embargo, estoy usando 100uF en los condensadores de entrada y salida. Tengo un ciclo de trabajo de alrededor del 1% ya que el voltaje de salida es pequeño en comparación. a la entrada.

Exactamente, y debido a que este circuito estaba destinado a ilustrar el principio , no a trabajar en condiciones extremas , funcionará miserablemente, si es que lo hace.

No haga eso: copie circuitos de sitios web aleatorios que intentan enseñarle lo básico . Si desea una fuente de alimentación, hay circuitos integrados para eso, que asumen toda la carga de construir algo que funcione desde su hombro: en la práctica, un convertidor de modo de conmutación mediría su salida y ajustaría su ciclo de trabajo automáticamente para lograr el deseado producción. Eso es mucho más inteligente que simplemente calcular cosas y esperar lo mejor en términos de tolerancias de componentes y efectos parásitos (que arruinarán absolutamente su día aquí).

con respecto a cómo construir eso:

En realidad, recomendaría no construir algo como esto usted mismo. 300V puede y lo matará a usted y a sus seres queridos. Considerar un ejemplo mínimo de libro de texto podría ser una señal de que "necesita un poco de experiencia" antes de querer construir cosas que potencialmente lo electrocutarán.

Sin embargo, si insiste: necesitará algo con aislamiento galvánico entre el lado primario y el secundario aquí para cumplir incluso con los requisitos de seguridad más básicos (es decir, para satisfacer sus ganas de vivir).

Eso significa que desea una fuente de alimentación conmutada con base de transformador flyback, donde probablemente tenga un interruptor que encienda y apague el lado primario de un transformador; en el lado secundario, tendría la detección de voltaje y/o corriente, y tendría alguna forma de transportar la señal de "voltaje lo suficientemente alto" al controlador del interruptor en el lado primario.

El hecho de que su transformador pueda tener cualquier relación de devanado (no solo 1:1) significa que no tiene que operar con un ciclo de trabajo del 1 %, lo que sería muy bueno, porque esos ciclos de trabajo marginales hacen que sea muy difícil de regular. estable

Probablemente tendrá que enrollar ese transformador usted mismo o pedirlo especialmente. Tal vez puedas comprar uno que se adapte a tus necesidades.

Dichos controladores de interruptor se pueden comprar a un precio relativamente bajo, y no están totalmente fuera de este mundo en términos de complejidad de lo que hacen internamente, pero necesitará un conocimiento bastante firme de la electrónica y la teoría del control para apreciar completamente lo que sucede. Sin embargo, no es necesario que los entienda por completo: vienen con buenas notas de aplicación que explican cómo construir un convertidor reductor de este tipo.

Mire el sitio web de ON Semi . Tienen muchos de estos "controladores fuera de línea"; cosas como el FSCQ1265RT integran el transistor de conmutación (que es un MOSFET a estos voltajes), y "solo" tendrá que calcular los valores para el resto de los componentes. Para muchos de estos, hay disponibles placas de evaluación con esquemas en línea. Una vez más, no es demasiado complicado, pero no es un buen proyecto para principiantes, porque puede suicidarse y porque las cosas en cortocircuito conectadas a su fuente de alimentación de 300 V probablemente hagan "puf".

+1 en total acuerdo: la operación necesita usar un diseño flyback y no buck.
"Carga de 1 amperio": está justo ahí en la primera oración.
¡@Arsenal ahora me siento legítimamente estúpido!
@MarcusMüller bueno, no va a cambiar mucho de su respuesta; básicamente, la combinación de circuito + pregunta habla de poca experiencia.
@Arsenal cierto, cambió la respuesta en consecuencia.
@MarcusMüller gracias por la respuesta directa, lo aprecio.
@MarcusMüller ¿Entonces no es posible incluso con una carga de 1A? de hecho, investigué un poco sobre el asunto y, de acuerdo con la hoja de datos, el transistor debería poder manejar la frecuencia de conmutación. Sin embargo, como dijiste, un ciclo de trabajo del 1% parece poco confiable. La cuestión es que no quería usar un transformador porque escuché que generalmente ocupan mucho espacio y este proyecto requiere un circuito algo pequeño. ¿Cuánto crees que debería reducirlo con el transformador, antes de que pueda reducirlo a 3,3 V mediante CC-CC... todo el mundo recomienda flyback... También lo comprobaré?
Creo que mi respuesta fue bastante clara en eso. No, este circuito no funcionará , tiene muchas posibilidades de matarte y no es lo que necesitas . (Me siento muy estúpido por tener que repetir eso.)
y: no usa un transformador para bajar primero, el transformador está conectado y es la parte central del convertidor de voltaje. ¡ Realmente necesita leer sobre los convertidores flyback!
@MarcusMüller, ¿existen quizás otros métodos sin transformador, que serían más confiables que este? Estoy haciendo esto como parte de una tarea de pasantía, y mi supervisor quiere evitar usar un transformador... Por tamaño, costos, etc. Gracias.
Aaaaaaargh. Te di una respuesta clara.
VUELO DE INVESTIGACIÓN. realmente no es tan difícil.
Su transformador flyback es más pequeño de lo que necesitaría como un convertidor Buck. Deja de intentar evitar un transformador. Agacharse salvará una vida.
@MarcusMüller Gracias, hermano, de hecho lo hice antes incluso de comprobar los convertidores reductores... Pero cuando se lo sugerí a mi supervisor, me dijo que el transformador necesitaría demasiadas vueltas... y así terminé aquí, jaja. Gracias por la ayuda, hablaré con mi supervisor.
Me siento realmente estúpido por siquiera discutir esto: cuando se trata de 300 V, necesita aislamiento. Necesita un convertidor reductor de aislamiento.
Dios. Esto es tan estupido. Ni siquiera estás leyendo lo que escribo. No usa un transformador para convertir directamente la CA a una CA de menor voltaje. El transformador flyback es el inductor en su convertidor reductor de tipo flyback. Como he estado diciendo varias veces, necesitarás uno.
Y por favor no me "hermano".
@MarcusMüller gracias por aclarar el concepto erróneo, ¿te importa si te envío un mensaje en el chat si tengo un problema con el flyback?
por favor no Haga una nueva pregunta que explique exactamente lo que ha investigado o hecho, e indique con precisión con qué necesita ayuda :)
@MarcusMüller está bien, claro, ¡gracias de nuevo! :)

Hay varias razones para no implementar su circuito sin transformador:

  • No tiene aislamiento entre la entrada y la salida; es peligroso para la mayoría de los casos de uso.
  • El transistor de conmutación debe tener capacidades tanto de alto voltaje como de alta corriente.
  • Si el transistor de conmutación se rompe, todos los 300 V se aplicarán a la carga y la quemarán.

El transformador (topología flyback) resuelve todos esos problemas, y sugiero usarlo.

Además, fabricar convertidores de CA/CC no es un buen punto de partida sin el conocimiento y la experiencia suficientes. Es complejo y literalmente peligroso. Puede ser, es mejor comenzar con circuitos convertidores de bajo voltaje (menos de 30 V).

Diseño de convertidor reductor (311 V a 3,3 V)
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