In SMPS gibt es zwei Verlustquellen: Parasiten und den Controller. Normalerweise verbraucht die Last mehr Strom als der Controller, und die parasitären Verluste dominieren. Ich habe die umgekehrte Situation. Ich habe einen Abwärtswandler mit einer Last von 50 mW, einer Eingangsspannung von 5 V und einer Ausgangsspannung von 1 V. Meine Frage ist: Was ist die beste Topologie, die den Stromverbrauch des Controllers minimiert? Nehmen Sie an, dass die dynamische Leistung nicht wichtig ist.
Meine aktuelle Lösung ist 1 Komparator + 1 Operationsverstärker für eine Stromquelle, um eine genaue Hysterese zu erhalten, die einen Bang-Bang-Controller implementiert. Gibt es etwas Besseres?
Ich sollte auch darauf hinweisen, dass ein 200-mW-Controller die gleiche Leistung wie ein Linearregler bietet. Da der Controller über den Eingang mit Strom versorgt werden muss, ergibt sich eine obere Stromaufnahmegrenze von 40 mA.
Chips sind wie angegeben verfügbar. Sie verfügen über Leistungsreduzierungsschemata für eine bessere Effizienz bei geringer Last. Solche Techniken wurden "Burst Mode", "Green Mode" oder "Cycle Skip" genannt. Sie könnten weiter an Ihrem Design arbeiten und Sie werden viel mehr lernen. Wenn Sie fertig sind, haben Sie etwas, das kostengünstig sein sollte, aber mehr Platz auf der Leiterplatte benötigt als ein Spezialchip. Wenn Sie beabsichtigen, SMD zu verwenden, ist die zusätzliche Anzahl von Teilen Ihres vorgeschlagenen diskreten Designs kein Nachteil.
Wenn Ihr 1 Volt nicht zu kritisch ist und zwischen zwei sinnvollen Grenzwerten liegen kann, z. B. 950 mV bis 1050 mV, können Sie einen Niederstromkomparator mit Hysterese einrichten, um zwischen diesen Grenzwerten umzuschalten. Wenn Sie dann den Ausgang von beispielsweise dem LP393 verwenden, der mit der 5-V-Versorgung betrieben wird, um Ihren Abwärtswandler zu sperren, und viel C über Ihren 1-V-Ausgang legen, beispielsweise 100 uF, dann wechselt das Ganze in den Burst-Modus. Sie können jetzt sehen, dass der DC-Ausgang immer eine Sägezahnwellenform zwischen 950 mV und 1050 mV ist. Der Durchschnittswert, den das DVM liest, ist 1 V.
Dieses BALL COCK-Schema, das ich skizziert habe, kann mit jedem Abwärtswandler funktionieren, dem es nichts ausmacht, ständig ein- und ausgeschaltet zu werden. Was ich zuvor getan habe, ist einfach eine Switchmode-Buck-Stromquelle zu implementieren und den Strom auf einen Punkt über dem maximalen Laststrom einzustellen, an dem die Dinge effizient sind. Bei Ihrer Arbeit würde ich den Strom auf sagen wir 100 mA einstellen. Auf dem Oszilloskop sollten Sie sehen, dass der Abwärtswandler mit 10 kHz läuft und bei Hunderten von Hz aktiviert und deaktiviert wird. Bei Jobs, bei denen die Ausgangswelligkeit sehr niedrig sein muss, regele ich mit einem Low-Drop-P-Kanal-Linearregler nach.
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