Boost-Konverter-Ineffizienz

In meinem Design habe ich einen Aufwärtswandler (mit PAM2423), der von einer LiFePO4-Zelle (3,2 V) gespeist wird. Es funktioniert und liefert eine genaue Ausgabe, ist aber sehr ineffizient. Ich habe die Spannung an der Spule überprüft und ich denke, seltsame Impulse sind der Grund dafür. Alle anderen Komponenten können nicht so viele Verluste verursachen (ich verwende Keramikkondensatoren sowohl am Ausgang als auch am Eingang, eine Spule mit niedrigem Widerstand und eine Diode mit niedrigem Spannungsabfall). Hier ist der Umfang der Spannung an der Spule und der Schaltung selbst Ausgangswelligkeit Haben Sie eine Idee, warum das passiert?Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein Seltsame ImpulseGeben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Zeigen Sie Ihre Schaltung (mit Testlast) und geben Sie die von Ihnen gemessene Energieeffizienz und Ihre Erwartungen an.
Der Wirkungsgrad liegt bei etwa 55%, ich hatte 85-90% erwartet.
Wert von C6? Was heizt auf?
22uf, es gibt 3 davon parallel, um einen niedrigen ESR und eine hohe Kapazität zu haben. Meistens wird der Chip heiß. Coil erwärmt sich auch.
Wie hoch ist der Laststrom?
Laststrom ist 1A

Antworten (1)

Ich glaube, diese "seltsamen Impulse" sind tatsächlich Ihre 520-kHz-Schaltwellenform. Obwohl Diodes Inc. ihre Datenblätter wirklich halbherzig macht, ist es wahrscheinlich, dass sie unter leichten Lastbedingungen in den diskontinuierlichen Modus übergehen. Dies ist der Fall, wenn die erforderliche Ausgangsspannung erreicht ist und weiterer Strom sie über die Spitze bringt. Dann hört es auf zu schalten, bis die Spannung abfällt, und startet neu, um die Ausgangsspannung aufrechtzuerhalten.

Unter diesen Bedingungen mit geringer Last ist die Effizienz schrecklich, da die Steuerungs- und Schaltströme höher sind als der Ausgangsstrom. Dies ist normalerweise kein Problem, da der Gesamtstromeingang immer noch ziemlich klein ist. Hast du es mit Last gemessen?

Update – oben auf Seite 6 erwähnt die Spezifikation tatsächlich am Ende des Absatzes, dass sie unter leichten Lastbedingungen in den „Pulse Skipping“-Modus wechseln wird. Ich glaube, das ist ihre Beschreibung des Obigen.
Richtig, der Wandler ist eindeutig diskontinuierlich und überspringt den Impuls. Sie können sehen, dass die Diode leitet, bis L keinen Strom mehr hat, wenn er auf Vin herunterklingelt. Da der Ausgang an diesem Punkt über dem Sollwert liegt, bleibt er dort, bis er weit genug abfällt, um den Schaltzyklus erneut zu starten. Wie Sie sagten, ist es keine Überraschung, dass der Wirkungsgrad bei sehr geringen Lasten schlecht ist, obwohl es bessere Aufwärtswandler gibt, wenn ein hoher Wirkungsgrad bei geringen Lasten erforderlich ist.
Als Beispiel für ein besseres Teil siehe hier: ti.com/lit/ds/symlink/tps61256.pdf Ziemlich besser als 80% Wirkungsgrad bei 1mA Laststrom.
Das Problem ist, dass es bei 5 V bei 1 A einen Wirkungsgrad von etwa 80 % haben sollte, während ich unter dieser Last 60 % habe. Ich bin mir ziemlich sicher, dass es nicht an Spule / Diode und anderen Komponenten liegt, da der Chip sehr heiß wird. Ich habe das Gefühl, dass das Problem ein anderes ist. Könnte Erdung sein?
Wie sieht Ihre Ausgangswelligkeit aus? Es scheint, als sollte es groß sein, da Ihre Schaltwellenform viel Pumpen anzeigt (versuchen, viel Strom zu treiben, wenn es aus dem Impulsüberspringen kommt, dann schnell zurückschneiden und mehr Impulse überspringen). Es wäre interessant, den Effekt einer höheren Induktivität zu sehen, und sei es nur aus diagnostischen Gründen. Wenn ich mir Ihre Schaltwellenform ansehe, vermute ich, dass Sie an Ihrem Ausgang eine Welligkeit von ~ 1 VP-P haben.
Ja, es liegt bei etwa 1 V (650 mV) bei 1 A Last.
Dann sehen Sie sich ein Stabilitätsproblem an. Leider bietet Diodes Inc, soweit ich das beurteilen kann, keine Anleitung zur Verwendung des COMP-Pins. Ich würde versuchen, C20 zu entfernen, um zu sehen, was das bewirkt, und dann vielleicht einen 500K-Trimpot für R21 einsetzen. Wenn ich R21 nicht zu meiner Zufriedenheit einstellen kann, würde ich versuchen, C19 kleiner zu machen. Behalten Sie die Auswirkungen jedes einzelnen auf die Ausgabe im Auge, dies wird Sie anleiten, wenn weitere Optimierungen erforderlich sind. Es könnte einfacher sein, mit einem größeren Induktor zu stabilisieren. Letztendlich sollten Sie außer bei der Schaltfrequenz (und Oberwellen) keine Welligkeit haben.
Ich bin HÖCHST misstrauisch gegenüber diesem Wert für C20! 2.2n mit 820k hat eine Zeitkonstante, die am besten mit einem Kalender gemessen wird, es könnte stimmen, aber ich würde etwas mehr in den paar zehn pF erwarten.
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