¿Suministro de CC para el circuito de control de un convertidor CC-CC?

Tengo una asignación de convertidor CC-CC de modo de conmutación que se supone que convierte un voltaje de CC de entrada de 36-72 V a un voltaje de CC de 9 V. El circuito en el que estoy trabajando contiene un circuito de control (implementado con un microcontrolador personalizado y multipropósito) que requiere un suministro de 5 V CC (y drena 55 mA de corriente) para funcionar.

Me siento en una paradoja; se necesita un convertidor CC-CC para hacer funcionar un convertidor CC-CC. ¿Cómo obtengo simplemente un suministro de 5V para el circuito de control? ¿Cómo hacen esto otros circuitos prácticos y comerciales?

Dado que el voltaje de entrada puede ser de hasta 72 V, no puedo usar un 7805 directamente. ¿Hay alguna forma de usarlo haciendo una conexión similar a un rompecabezas o conectando en cascada dos 7805 de una manera inteligente? Además, no puedo convertir los 9 V CC en la salida a 5 V, porque en mi diseño, sin que el circuito de control cree una señal PWM, el voltaje de salida será de 0 V.

Estoy trabajando en una tarea científica en la que solo puedo usar los dispositivos semiconductores más simples, como (BJT, MOSFET, 78xx, etc.). Por lo tanto, no me ofrezca usar un IC de alto nivel para este propósito.

Manera fácil: el convertidor 72V-9V siempre está encendido. Un 7805 genera 5 V a partir de 9 V para hacer funcionar el uC. El uC controla un transistor de paso que puede desconectar las otras cargas de 9 V cuando quieras que se apaguen.
¿Es este un suministro de conmutación o lineal?
@ThePhoton Perdón por no especificarlo en mi pregunta. Lo edité para agregar esta oración: "Además, no puedo convertir los 9 V CC en la salida a 5 V, porque en mi diseño, sin que el circuito de control cree una señal PWM, el voltaje de salida será 0 V".
@tyblu Perdón por no especificarlo en mi pregunta. Lo edité para especificar que mi convertidor DC-DC es un convertidor DC-DC de modo conmutado.
Recomiendo usar un controlador de convertidor de conmutación que no requiera que el uC esté activo para funcionar. Hay muchas opciones por ahí.
¿Puede hacer arreglos para tener un voltaje predeterminado en la red PWM cuando el uC no está disponible y anularlo una vez que el uC se enciende?
Supongo que el ejercicio es hacer un SMPS desde cero, @ThePhoton.

Respuestas (2)

Un enfoque común es hacer una fuente de alimentación baja que inicie el microcontrolador y que luego sea

  • deshabilitado cuando el circuito principal arranca. O,

  • el circuito de baja potencia puede tener una potencia lo suficientemente baja como para dejarlo en funcionamiento.

El arreglo a continuación muestra cómo se puede hacer esto usando una modificación muy pequeña al circuito de @Pentium100. La carga en su circuito es R2. Dejé R2 en su lugar, pero ahora sirve como una carga nominal muy ligera cuando el microcontrolador no consume energía.
Si alimenta el microcontrolador a través de un diodo del emisor de Q, entonces, si posteriormente alimenta la carga desde un voltaje ligeramente más alto, el circuito de baja potencia no suministrará energía ya que el diodo tendrá una polarización inversa.
Por ejemplo, digamos que su microcontrolador operará con 3V < Vdd < 5V. Si hace arreglos para que el emisor de Q esté a 4 V, entonces el extremo de salida del diodo será una caída de voltaje del diodo por debajo del emisor Q1.
Una caída de diodo suele ser de aproximadamente 0,6 V, por lo que el microcontrolador verá aproximadamente 4 V-0,6 V = aproximadamente 3,4 V. Entonces, el microcontrolador tiene Vdd = ~ 3.4V Vdd para comenzar.
PERO si luego alimenta 5V a Vdd, el diodo tendrá polarización inversa y no suministrará energía.
La única energía consumida entonces por el circuito de baja potencia es la energía alimentada a DZ1 por R1. Esto podría ser 0,1 mA para una disipación de potencia de V x I = 72 V x 0,0001 A = 7 mW. Incluso a 1 mA son solo 72 mW.

Super áspero también diagrama prestado...

ingrese la descripción de la imagen aquí

El uodo superior es parte de la alimentación del regulador reductor; puede o no usar un diodo en la ubicación que se muestra, pero esto da una idea general.

El diagrama anterior es una modificación del que se encuentra aquí . Una página interesante y útil pero solo algo relacionada con este tema.

No estoy seguro de si hay componentes que puedan hacer esto (por ejemplo, un transistor que pueda tener alrededor de 70 V Vce), ¡pero es una idea inteligente!
Creo que he encontrado uno por 0.13$/1pc

Puede hacer un regulador de voltaje lineal con un transistor, una resistencia y un diodo Zener.Regulador de voltaje lineal

Puedes calcular R1 con esta fórmula:

Cálculo de R1

Donde: Vs - voltaje de la fuente de alimentación, Vz - voltaje del diodo Zener, Iz - corriente del diodo Zener (unos pocos mA), Ib - corriente base del transistor (corriente de carga / hFE) K - 1.2 a 2 (por lo que la resistencia es lo suficientemente baja)

En la práctica, lo más probable es que funcione una resistencia de 10K, suponiendo que el circuito de control no use mucha corriente o que el transistor tenga un hFE alto.

El voltaje de salida será aproximadamente 0,6 V más bajo que el voltaje Zener, así que use un diodo Zener de 5,6 V para obtener una salida de alrededor de 5 V.

Si realmente lo desea, puede usar este regulador para bajar el voltaje a uno que sea aceptable para el 7805 y luego usar el 7805 para obtener 5V.

Esquema y fórmula tomados de Wikipedia, me dio pereza dibujar el mío propio.

Tenga en cuenta que 68 V * 55 mA = 3,6 W quemados por el transistor. Si esto es un problema o no, depende del presupuesto de energía total de OP.
@ThePhoton: presumiblemente, esto solo se dibujaría durante unos pocos milisegundos mientras se inicia el regulador de dinero. Después de eso, podría ser alimentado por un regulador 7805 o similar que funcione con el suministro de 9V.
Esta es una buena respuesta junto con el comentario de @KevinVermeer.
@KevinVermeer; de acuerdo, pero entonces la respuesta probablemente debería mostrar cómo hacer que eso suceda. Y cómo lidiar con lo que sucederá durante la depuración si el código del uC se cuelga, o si la placa se enciende con un uC no programado, etc.
O si no explicar cómo solucionar esos problemas, al menos señalar que existen.
¿Suministro de CC para el circuito de control de un convertidor CC-CC?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v