Я пытаюсь разработать встроенный преобразователь постоянного тока, который генерирует 150 В от входа 12 В. Я хотел бы спроектировать его так, чтобы он выдерживал нагрузку не менее 30–50 мА, но на самом деле нагрузка, скорее всего, будет меньше. Выход не нужно изолировать — он может иметь общую землю с входом. Другая схема на печатной плате относительно чувствительна к шуму, поэтому кондуктивные и излучаемые помехи являются проблемой при любом дизайне, который я в конечном итоге выберу.
Моя первая идея состояла в том, чтобы использовать простую топологию повышающего преобразователя, но коэффициент повышения, похоже, близок к верхнему пределу того, с чем может справиться большинство готовых интегральных схем повышающих контроллеров. Для повышающего преобразователя DutyCycle = 1 - (Vin/Vout) = 1 - (12V/150V) = 92%. Некоторые контроллеры могут иметь рабочий цикл 92%, но я хотел бы иметь больше запаса в конструкции, поэтому простое повышение, вероятно, не сработает.
Я рассматривал некоторые альтернативы, но у меня недостаточно опыта работы с более сложными конструкциями коммутаторов, чтобы действительно понять их плюсы и минусы. Вот список возможных вариантов:
-Обратный ход: Обратный ход кажется самым прямым способом получения 150 В. Я разработал обратноходовой преобразователь от 24 В до 70 В, используя специальный контроллер обратного хода от Linear Tech с готовым трансформатором, предназначенным для приложений обратного хода. Я полагаю, что мог бы довольно легко спроектировать обратноходовую схему для своего приложения, предполагая, что смогу найти трансформатор с достаточно высоким коэффициентом обмотки. Меня беспокоит использование обратноходового преобразователя из-за создаваемого им шума. Я знаю, что есть способы подавить шум обратного хода, но, насколько я понимаю, обратный ход по своей природе довольно шумный.
-Повышающий преобразователь со связанной индуктивностью: есть некоторые примечания по применению, в которых подробно описывается использование связанной катушки индуктивности в повышающей установке, что обеспечивает более высокие коэффициенты повышения с меньшими рабочими циклами ( https://www.onsemi.com/pub/collateral ). /an-5081.pdf ). Меня также беспокоит шум в этой топологии, поскольку кажется, что любая индуктивность рассеяния вызовет нежелательные излучения, которые будет трудно сдержать. Переключатель и диод должны быть рассчитаны на относительно высокое напряжение, но меня это не особо беспокоит.
-SEPIC: Честно говоря, я мало знаю о преобразователях SEPIC, поэтому не могу говорить о потенциальных плюсах и минусах. Я даже не знаю, может ли он обеспечить нужный мне коэффициент повышения, я просто хотел внести его в список на случай, если у кого-то будет больше понимания.
- SEPIC Multiplied Boost: я нашел примечание к приложению от Analog Devices, в котором описывается топология, которую они называют «SEPIC Multiplied Boost Converter» ( http://www.analog.com/media/en/technical-documentation/application-notes/AN ). -1126.pdf ). Я не смог найти никакой другой информации в Интернете об этой топологии, поэтому неясно, получила ли она широкое распространение или все еще существует как любопытство в какой-то случайной заметке о приложении, но она выглядит как хороший кандидат. Это не повлияет на индуктивность рассеяния, поэтому будет меньше шума. Однако я немного сомневаюсь, так как это кажется умеренно новым и сложным дизайном с небольшим количеством документации.
-Другие?
Мой вопрос: как бы вы подошли к этой проблеме для тех, у кого больше опыта в разработке переключателей и силовой электроники? Какие топологии вы бы использовали? Справедливы ли мои опасения по поводу шума и высоких рабочих циклов?
Как вы уже сказали, вам будет трудно найти обратноходовой трансформатор OTS. Сделано на заказ, и я бы тоже предпочел это решение.
Другой подход, который я бы использовал лично, — это двухступенчатый повышающий преобразователь. Дежурные факторы находятся в пределах разумного, и первый шаг будет легким. Второй шаг в принципе так же прост, но проблема будет заключаться в том, чтобы найти контроллер, способный работать с высокими выходными напряжениями. Мало шансов найти со встроенным полевым транзистором. Этот подход может использовать экранированные катушки индуктивности. Небольшой, если используется высокая частота переключения.
Подойдет простой повышающий преобразователь с полевым транзистором на 200 В. Найти микросхему при таком напряжении будет слишком дорого и сложно. Полевой полевой транзистор должен иметь сопротивление во включенном состоянии не более 100 мОм, чтобы обеспечить приемлемые потери проводимости. Ваши потери при переключении будут высокими, поэтому выберите низкая частота, если вы можете использовать более крупный индуктор или сделать то, что сделал я, то есть использовать схему уменьшения потерь при переключении, чтобы получить хорошую эффективность на нормальных частотах. Я сделал 48 В на входе до 400 В на выходе, что недалеко от ваших потребностей в других работах, где выходной ток был низким, я использовал простой диодный насос, сделанный из BAV21, и керамические конденсаторы на 1 микрофарад. Конечно, я использовал дискретные элементы для своего повышающего преобразователя, чтобы уменьшить потери при переключении. Если вы используете подход с диодным насосом, вы можете найти дешевый чип с более низкое номинальное напряжение.
гоммер
Рохат Кылыч