555 bomba de carga de alto amperaje duplicador de tensión sin inductores

Question

Hay unos cuantos recursos para los circuitos de refuerzo sin indcutor, o los duplicadores y triplicadores de voltaje de la bomba de carga.

http://www.electroschematics.com/648/555-voltage-doubler/

Pero este circuito sólo es capaz de convertir unos escasos 70mA y la eficiencia de conversión no es tan grande. ¿Qué se debe hacer para aumentar el amperaje en el rango de 2-3A con eficiencias similares a la bomba de carga ICs por ahí

La razón por la que estoy mirando estos es que son conocidos por su eficiencia potencialmente alta, creo que he visto algunos que afirman la eficiencia de conversión de voltaje del 99% y la conversión de potencia de ~ 94% como el TC1240

Sería estupendo poder convertir la corriente continua de una batería de litio de una sola célula en alta tensión de forma sencilla y con pocas pérdidas.

¿Cómo puedo conseguir que el amperaje máximo llegue a 5A en este circuito? ¿Es posible sin un inductor?

Answer 1

Consigue un inductor y hazlo bien. Las bombas de carga son intrínsecamente ineficientes y están limitadas a corrientes relativamente bajas. Esto se debe en parte a la baja eficiencia, y en parte a los grandes condensadores que se necesitarían para bombear una corriente alta. Pasar de 12 V a 20 V con 5 A de salida (100 W) está muy por encima del rango práctico de la bomba de carga. No hay nada que hacer.

La respuesta obvia es un convertidor boost, que, por supuesto, contendrá un inductor. No has dado ninguna justificación para evitar los inductores, así que esta es una respuesta viable. Hay circuitos integrados de convertidores boost. A este nivel de potencia, necesitarás uno que gestione un interruptor externo.

Con una eficiencia del 80%, por ejemplo, el media El consumo de la alimentación de 12 V será de 10,4 A. Yo buscaría arquitecturas multifásicas para dividir esa corriente. A esta potencia, probablemente tendrás que diseñar tú mismo partes importantes del amplificador. Puede que no haya ningún chip adecuado en el mercado. Yo probablemente buscaría un microcontrolador que manejara tres salidas PWM a 120° fuera de fase.

A los 100 W, hay que despertarse y hacer un diseño real, no sólo juntar piezas de acuerdo con un circuito que encontraste en algún rincón dudoso de Internet. Este no es lugar para convicciones religiosas tontas, como la de que los inductores son de algún modo malvados.

Answer 2

Aquí tenemos un rudimentario convertidor de refuerzo que funciona con una eficiencia de alrededor del 80%:

No creo que se pueda llegar a eso con una bomba de carga RC.

Answer 3

Cualquier diferencia de tensión se traduce en pérdidas. Es decir, usando tu esquema publicado como referencia, el voltaje de C4 tiene que estar lo más cerca posible de la entrada de 12V. Entonces el voltaje de C5 tiene que ser lo más cercano a la entrada de 12V + C4 como sea posible. Lo que resulta en una salida de 12V x 2 = 24V.

El circuito dado tiene caídas de tensión a través de D1 y D2, más Vbe de T1 y T2. Es necesario sustituirlos por interruptores de baja impedancia. T1 y T2 son seguidores de emisor, que necesita ser rediseñado o los niveles de accionamiento ampliado más allá de los carriles de alimentación. D1 y D2 pueden sustituirse por transistores de accionamiento activo (probablemente MOSFETs). Por supuesto, hay que evitar el solapamiento de las dos fases.

C4 y C5 quieren ser grandes para una baja ESR y un bajo rizado.

Creo que un gran punto débil de las fuentes de alimentación con condensadores conmutados es cuando es necesario regular la tensión. Cuando se introduce la regulación de la tensión, se introducen diferencias de tensión a propósito entre la tensión de entrada, la tensión de los condensadores y la tensión de salida, lo que provoca un aumento de las pérdidas de energía.

Además, si se traza el camino de la corriente desde la entrada hasta la salida, la corriente pasa por T1, T2, D1, D2, C4 dos veces, y se alimenta de la entrada de 12V dos veces. Así que las diversas impedancias en serie se suman, lo que contribuye a la pérdida de potencia y a la fluctuación de la tensión debido a los cambios de carga (cuando no hay regulación activa de la tensión).