Bardziej teoretyczne wyjaśnienie:
Prąd przepływający przez cewkę SMPS przypomina trójkąt. Średni prąd tego trójkąta jest równy twojemu obciążeniu. Wartość szczytowa jest określana przez różne napięcia wejściowe i wyjściowe, częstotliwość przełączania, cykl pracy i cewkę.
Pierwszy rysunek pokazuje konwerter złotówki. Drugi pokazuje przebiegi konwertera złotówki. Pokazuje przełącznik S, napięcie na cewce i prąd przez cewkę. Kiedy przełącznik jest zamknięty, napięcie na cewce indukcyjnej wynosi Vin-Vout. Gdy przełącznik jest otwarty, napięcie na cewce wynosi -Vout. Przyjmuje się, że dioda jest idealna i dlatego ma zerowy spadek napięcia. Konwerter złotówki ma zasadę, że Vin> Vout, więc masz dodatnie napięcie „ładujące” cewkę, a ujemne napięcie „rozładowujące” cewkę. Szybkość zmiany prądu zależy od tego napięcia i indukcyjności. Jeśli chcesz uzyskać stabilną moc wyjściową, wzrost powinien być tak „wysoki” jak downramp. W przeciwnym razie otrzymasz średnią malejącą lub rosnącą. Jest równowaga. W matematyce sprowadza się to do tego:
Pierwszy termin formuły opisuje wzrost, a drugi termin opisuje spadek. Jak widać częstotliwość przełączania i cykl pracy zostały uproszczone do t_on i t_off. Cykl pracy zależy tylko od stosunku napięcia wyjściowego do napięcia wejściowego. Cykl pracy nie zmienia się przy zmiennym obciążeniu.
Poziom „prędkości” w górę i w dół zmienia się tylko wtedy, gdy zmienisz napięcie wejściowe / wyjściowe, wartość cewki indukcyjnej lub częstotliwość przełączania. Zwiększenie częstotliwości przełączania obniży przyspieszanie i zmniejszanie, ale nie zawsze jest możliwe zwiększenie częstotliwości przełączania (być może już operujesz na maksimum). Napięcia wejściowe / wyjściowe powinny pozostać stałe, to jest aplikacja, z którą mamy do czynienia. Jeśli zwiększysz induktor, zmiana prądu przez cewkę spadnie. To jedyne dostępne narzędzie.
Dlaczego to jest problem? W przebiegach, które pokazałem, konwerter działa dobrze. Minimalny prąd przez cewkę nie osiąga zera. Co się stanie, jeśli średni prąd spadnie tak bardzo, że cewka osiągnie zero?
Konwerter musiałby skorzystać z trybu nieciągłego. Nie wszystkie konwertery mogą to zrobić. Czasami wymaga to od konwertera pominięcia cykli. Jeśli konwerter otworzy przełącznik na minimalny czas, pewna ilość energii zostanie przekazana. Jest on przechowywany w kondensatorze, ale nie jest zużywany wystarczająco szybko. Wpłynie to na napięcie wyjściowe, co spowoduje niestabilność konwertera. W przypadku pominięcia cykli konwerter zasadniczo czeka, aż napięcie wyjściowe spadnie wystarczająco daleko, zanim będzie wymagał kolejnego cyklu.
Cewka o wyższej wartości będzie oznaczać, że minimalny prąd zbliży się do średniego prądu, prawdopodobnie unikając nieciągłej pracy. Oznacza to również, dlaczego obliczasz minimalny induktor za pomocą arkuszy danych. Zawsze możesz użyć większego induktora, ale mniejszy może powodować problemy przy małych obciążeniach. Jeśli jednak SMPS ma również zapewniać wysoką moc w sytuacjach, cewka może być zbyt obszerna i kosztowna.
Konwerter zdolny do przełączania się w tryb nieciągłości jest z tym bezproblemowy i nie musisz przez to przechodzić. MC34063 to dość stary i ogólny układ, więc jest nieco trudniejszy.
Jeśli nie możesz zamontować większego induktora .. dodaj minimalne obciążenie.
Pomyśl o czymś odwrotnym. Większa cewka indukuje prąd wolniej, gdy zostanie przyłożone to samo napięcie. Dlatego, jeśli potrzebujesz dużo prądu, musisz użyć mniejszego induktora, aby szybciej wytworzyć prąd, lub pozostaw przełącznik dłużej włączony, aby zwiększyć prąd.
W przypadku mniejszego prądu wyjściowego niekoniecznie potrzebujesz większej cewki indukcyjnej. Istnieje jednak limit określający, jak krótki jest rozsądny czas utrzymywania włącznika, dlatego w cewce przełączającej występuje pewien minimalny wzrost prądu. Ten minimalny prąd powoduje pewien minimalny wzrost napięcia na wyjściu, gdy jest tam zrzucany. Dlatego przełączające zasilacze zaprojektowane dla wysokiego prądu będą miały wyższe tętnienie wyjściowe napięcia niż zasilacze o ściślejszej maksymalnej specyfikacji, wszystkie pozostałe będą równe.
Jeśli tętnienie wyjściowe nie stanowi dużego problemu, możesz użyć trybu nieciągłego ze schematem kontroli impulsu na żądanie i uzyskać tak mały średni prąd, jak chcesz. Większość układów SMPS zaprojektowano do pracy ciągłej, ponieważ używają wysokiej częstotliwości, aby zmniejszyć rozmiar cewki fizycznej. Nie zamierzają wchodzić we wszystkie kompromisy projektowe i przyjmą pewne założenia dotyczące tego, jakie parametry wyjściowe mają być. Jest to zazwyczaj niska tętnienie i szybka odpowiedź przejściowa. Biorąc pod uwagę powyższe rozważania, istnieje pewien ograniczony zakres prądu, w którym charakterystyki będą „dobre”. Wybierając parametry wystarczające dla przypadku o najwyższym natężeniu prądu, zapewniasz sobie dobrą wydajność aż do niższych poziomów prądu.
źródło
Lżejsze obciążenia wymagają większej indukcyjności, aby pozostać w trybie ciągłego przewodzenia (CCM).
Odwołane równanie notatki aplikacji daje indukcyjność Lmin, która stawia konwerter na granicy między CCM a trybem nieciągłego przewodzenia (DCM). Jeśli użyjesz maksymalnego prądu obciążenia w tym obliczeniu, powstały konwerter spadnie do DCM przy czymkolwiek mniejszym niż maksymalne obciążenie, gdzie zmieni się jego dynamika . (Regulacja prądu stałego pozostanie dobra.) Zamiast tego oprzyj obliczenia indukcyjności na przewidywanym minimalnym obciążeniu, aby przetwornica pozostała w CCM w zakresie obciążenia.
źródło
Jestem na podobnej łodzi jak ty z tym chipem. Z tego, co rozumiem (i aby powtórzyć to, co powiedziano powyżej), chcesz ustawić swój średni prąd tak, aby prąd między szczytami pulsował przez cewkę zawsze powyżej 0 amperów. Jeśli spojrzysz na wykres ze średnim prądem, napięciem i stanem przełącznika, chcesz upewnić się, że i_min nigdy nie osiągnie 0. Aby to osiągnąć, zmniejsz tętnienie prądu, co pozwoli również obniżyć średni prąd .... zbliża się do 0 .
źródło