Как эффективно повысить низковольтный вход с высоким током до высокого напряжения с низким током на выходе

У меня есть литий-ионный аккумулятор 3,7 В 6600 мАч, который я хотел бы использовать для питания некоторых небольших двигателей 6 В, которым требуется всего 500 мА. Тем не менее, мне нужно, чтобы батарея работала как можно дольше (поэтому я использую батарею с большой номинальной емкостью мАч).

Как мне максимально эффективно преобразовать выход лития в 6 В при 500 мА, используя готовый компонент?

Я вижу массу дешевых китайских повышающе-понижающих преобразователей постоянного тока с импульсными стабилизаторами, которые утверждают, что делают это, но являются ли они наиболее эффективным методом? Я беспокоюсь, что они предназначены для повышения как напряжения, так и тока, а не инвертирования их, как мне нужно, и поэтому все равно будут тратить много ватт.

повышающе-понижающие преобразователи являются наиболее эффективным способом (он может достигать эффективности до 90+%, что здорово...)
Если вы найдете устройство, которое увеличивает напряжение и ток одновременно, пришлите мне несколько, я хочу соединить их в цепочку и запитать свой дом от пары батареек типа АА...

Ответы (2)

Наиболее эффективным широко доступным решением для преобразования напряжения в более высокое напряжение является повышающий преобразователь.

Повышающий преобразователь эффективен, потому что это преобразователь мощности постоянного тока в постоянный . Другие методы, такие как зарядовые насосы, обычно представляют собой преобразователи напряжения. Различие важно, потому что при передаче мощности от входа к выходу теоретически (но не практически) эффективен на 100%.

Судя по вашим числам и 100% эффективности, ваш выход 6 В, 500 мА (3 Вт) будет потреблять 3 Вт от входа (т.е. 3,7 В, 811 мА).

На практике КПД 90% дает входную мощность 3 Вт/0,9 = 3,33 Вт = 3,7 В, 900 мА.

Вам нужен тип импульсного источника питания, называемый повышающим преобразователем . Они преобразуют низкое постоянное напряжение при высоком токе в высокое постоянное напряжение при низком токе. Теоретически с идеальными деталями они на 100% эффективны. Для того, что вы хотите сделать, реальная эффективность 80% будет относительно легкой. Более 90% выполнимо, но требует таких уловок, как синхронное выпрямление (метод обхода того факта, что диод неидеален и имеет небольшое падение напряжения на нем при проведении).

Вот основная концепция повышающего преобразователя:

Когда ключ замкнут, ток через катушку индуктивности со временем линейно нарастает, накапливая энергию в катушке индуктивности. Когда переключатель разомкнут, ток должен продолжать течь где-то в течение короткого промежутка времени, то есть через диод на выход. Теперь напряжение на катушке индуктивности меняется на противоположное, и ток линейно уменьшается со временем. Когда он достигает 0, диод перестает проводить ток, и все выключается до тех пор, пока ключ снова не закроется в следующий раз. Это случай работы в прерывистом режиме . На практике переключатель часто замыкается и размыкается так быстро, что ток не падает до 0 в течение короткого времени, когда он открыт. Это называется непрерывным режимом работы.

В любом случае система управления отслеживает Vout и регулирует время размыкания и замыкания переключателя, чтобы подавать больший или меньший ток на Vout в зависимости от того, низкий он или высокий.

Повышающие преобразователи довольно распространены, и существует множество микросхем, которые объединяют многие из них. Для ваших напряжений и токов вы легко сможете найти микросхему, которой требуется немного больше, чем внешняя катушка индуктивности и выходная крышка. Я бы начал с проверки предложений от Microchip, ST и TI. В том маловероятном случае, если я не найду там что-то подходящее, я бы проверил Linear и другие, как правило, более дорогие.

Как эффективно повысить низковольтный вход с высоким током до высокого напряжения с низким током на выходе
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v