Почему мы синхронизируем понижающие преобразователи?

Доступно множество истерических или модифицированных истерических понижающих преобразователей. Например, взгляните на преобразователи постоянного времени включения DCAP от TI:

ТПС53355

Или более обычный преобразователь истинного истерического доллара:

LM3485

Истерические понижающие преобразователи фактически требуют некоторого минимального ESR в выходных конденсаторах для стабильности, поэтому они, как правило, плохо работают с керамическими выходными конденсаторами. (Без каких-либо изменений.)

Кроме того, в истинно истерическом преобразователе (не так сильно, как в подходе COT) частота переключения не является постоянной. Это может быть проблемой при небольшой нагрузке, когда частота переключения может опускаться в звуковой диапазон, вызывая слышимый гул или шум. Это также может вызвать помехи в других схемах на определенных частотах.

Из-за этого также трудно фильтровать кондуктивные шумы.

Да, я действительно сделал это. Это немного сложно спроектировать, потому что вам нужно очень тщательно рассчитать токи, изменения напряжения и время реакции компаратора. Чтобы уменьшить колебания, такие конструкции обычно рассчитаны на ограниченный диапазон входного напряжения и фиксированное выходное напряжение.

То, что вы описываете, на самом деле является одной из форм импульсной системы, в данном случае реализованной с помощью аналоговой электроники. Импульс по запросу имеет большую пульсацию, чем то, что управляет рабочим циклом ШИМ для регулирования выходного сигнала. Однако они просты, стабильны по своей природе, легко анализируются и легко реализуются в прошивке.

Иногда я использую PIC10F202 с алгоритмом импульса по требованию в качестве недорогого преобразователя с большим запасом прочности. Во многих приложениях вполне достаточно пульсаций 50 или 100 мВ. Это особенно верно, когда понижающий переключатель представляет собой предварительный регулятор, питающий LDO при напряжении чуть выше его минимального входного напряжения. Один трюк, который я часто использую с этим типом понижающего переключателя, заключается в использовании транзистора PNP вокруг LDO в качестве компаратора, чтобы определить, когда входной сигнал на один переход выше выходного. Это дает LDO достаточно для надежной работы, но не настолько, чтобы терять большую эффективность.

Часто бывает удобно иметь источник грубого напряжения +700 мВ. Вы можете использовать его для питания LDO распределенных точек использования и для питания устройств, которым не требуется строго регулируемое напряжение, например, светодиодов. Это снижает текущий спрос на LDO, поэтому они могут быть небольшими и дешевыми, как пакеты SOT-23 или SOT-89 .

А еще в 80-х годах известное примечание по применению, найденное в техническом описании National LM317, Гистерезисные регуляторы - это почти новая разработанная стратегия управления.

Такой преобразователь возможен, но его выходные пульсации будут иметь совсем другие характеристики, чем у преобразователя с тактовой частотой.

С обычным преобразователем с тактовой частотой пульсации на выходе будут оставаться практически на одной частоте в широком диапазоне нагрузок, но будут увеличиваться по величине при более высокой нагрузке.

С вашим преобразователем на основе выходного напряжения амплитуда пульсаций на выходе останется примерно одинаковой независимо от нагрузки, но частота этих пульсаций будет определяться нагрузкой. Высокочастотные пульсации, как правило, гораздо легче отфильтровать, чем низкочастотные.

Вам также необходимо учитывать перерегулирование, особенно при первоначальном включении питания. Помните, что когда переключатель включен, вы заряжаете индуктор. После того, как вы выключите переключатель, напряжение будет продолжать расти до тех пор, пока скорость разряда катушки индуктивности не упадет ниже тока, потребляемого нагрузкой.