Que hai que ter en conta en canto á frecuencia de cambio

As fontes de alimentación en modo de conmutación cambian cunha frecuencia fixa, axustable ou sincronizada cun reloxo externo. O valor da frecuencia de conmutación determina o tamaño físico e, en consecuencia, o custo dos condensadores e indutores dunha subministración. Hai unha tendencia cara a frecuencias de conmutación máis altas para permitir o deseño de circuítos compactos e de baixo custo. Os osciladores integrados nos circuítos reguladores de conmutación normalmente especifícanse nas súas follas de datos para rangos de frecuencia moi amplos. Por exemplo, o IC monolítico ADP2386 buck converter ten unha garantía de ± 10% da frecuencia de conmutación establecida. Especifícanse outros CI comúns de reguladores de conmutación para un ± 20% ou incluso máis. Un conxunto ADP2386 cun RT a unha frecuencia de conmutación de 600 kHz pode cambiar a 540 kHz e a 660 kHz en casos extremos, dada a variación do compoñente do ± 10% na frecuencia de conmutación do ADP2386. Figura 1. Un conversor de buck ADP2386 coa súa frecuencia de conmutación configurada coa resistencia RT. Esta posible variación da frecuencia de conmutación do 20% en total debe terse en conta ao deseñar un circuíto porque as correntes de pico no indutor difiren en función da frecuencia de conmutación real. Como consecuencia, a ondulación da corrente indutora ten un efecto directo na ondulación da tensión de saída. A figura 2 mostra o efecto da frecuencia de conmutación na ondulación da corrente do indutor. A frecuencia de conmutación nominal de 600 kHz móstrase en azul. A frecuencia de conmutación mínima (540 kHz) móstrase en vermello e a máxima (660 kHz) en verde. Cunha configuración nominal de 600 kHz, vemos unha ondulación de corrente de pico a pico de 1.27 A cando o regulador cambia a 540 kHz. Non obstante, coa mesma configuración de frecuencia de 600 kHz, un regulador de conmutación tamén pode cambiar a 660 kHz, o que corresponde a unha ondulación de corrente de 1.05 A. Neste exemplo, pode producirse unha diferenza de ondulación de corrente de bobina de 220 mA debido á variación de frecuencia de cambio de compoñente a compoñente nun circuíto. Isto supera todo o rango de temperatura permitido. Figura 2. Ondulación da corrente da bobina pico a pico influenciada pola variación de frecuencia de conmutación. O axuste do límite actual dun regulador de conmutación debe estar coordinado con este efecto. As correntes máximas deben ser o suficientemente baixas como para garantir que non se active a protección de sobrecorriente existente durante o funcionamento normal. Teña en conta que non se tiveron en conta neste exemplo todas as outras variacións que tamén poderían ocorrer, como as variacións nos valores do indutor e do condensador. Para a ondulación de tensión de saída, o cambio correspondente na ondulación de corrente produce os valores mostrados na figura 3. O circuíto está deseñado de xeito que se produza unha ondulación de tensión de 4.41 mV cunha frecuencia de conmutación de 600 kHz. Para unha frecuencia de conmutación de 540 kHz, a ondulación de tensión é de 5.45 mV; a 660 kHz pódese ver unha ondulación de tensión de 3.66 mV. Figura 3. Cambios na ondulación da tensión de saída debido á variación da frecuencia de conmutación nun regulador de modo IC. Para os efectos deste exemplo, a única variación de compoñente considerada é a de cambiar a frecuencia no rango de temperatura permitido. Na práctica, hai moitas outras variables, como variacións nos valores reais do indutor e dos condensadores. Estes tamén están afectados pola temperatura de funcionamento. Non obstante, tamén se pode supor que, na maioría dos casos, a variación real na frecuencia de conmutación non alcanzará os valores límites de ± 10%. Normalmente, o comportamento aparecerá arredor do valor típico no medio do intervalo especificado. Para unha consideración sistemática de todas as variables dinámicas dunha fonte de alimentación, unha análise de Monte Carlo ofrece respostas. Aquí, as variacións de diferentes compoñentes e parámetros variables ponderanse segundo as súas probabilidades de aparición e están ligadas entre si. As análises de Monte Carlo pódense realizar co software de simulación LTspice® de libre acceso de Analog Devices. Para obter máis información sobre como variar os parámetros nunha simulación de LTspice, consulte o artigo "Análise de circuítos do peor caso con carreiras mínimas de simulación" de Gabino Alonso e Joseph Spencer.

Deixar unha mensaxe 

Lista de mensaxes