Warum takten wir Buck Converter?

Es sind viele hysterische oder modifizierte hysterische Abwärtswandler verfügbar. Werfen Sie zum Beispiel einen Blick auf die DCAP-Constant-On-Time-Konverter von TI:

TPS53355

Oder ein konventionellerer echter hysterischer Abwärtswandler:

LM3485

Hysterische Abwärtswandler benötigen zur Stabilität tatsächlich einen gewissen Mindest-ESR in den Ausgangskappen, sodass sie mit Keramik-Ausgangskondensatoren tendenziell nicht gut funktionieren. (Ohne einige Änderungen.)

Auch in einem echten Hysteric-Wandler (nicht so sehr beim COT-Ansatz) ist die Schaltfrequenz nicht konstant. Dies kann bei geringer Last ein Problem sein, wenn die Schaltfrequenz in das Audioband absinken kann und hörbares Heulen oder Rauschen verursacht. Es kann auch Interferenzen mit anderen Schaltkreisen bei bestimmten Frequenzen verursachen.

Aus diesem Grund ist es auch schwierig, leitungsgebundenes Rauschen herauszufiltern.

Ja, das habe ich tatsächlich gemacht. Es ist ein bisschen schwierig zu entwerfen, weil Sie die Ströme, Spannungsänderungen und Reaktionszeiten des Komparators sehr sorgfältig berechnen müssen. Um die Schwankungen niedrig zu halten, sind solche Konstruktionen normalerweise für einen begrenzten Eingangsspannungsbereich und eine feste Ausgangsspannung ausgelegt.

Was Sie beschreiben, ist wirklich eine Form eines Pulse-on-Demand-Systems, in diesem Fall mit analoger Elektronik implementiert. Pulse on Demand hat mehr Welligkeit als etwas, das das PWM-Tastverhältnis steuert, um den Ausgang zu regulieren. Sie sind jedoch einfach, in sich stabil, einfach zu analysieren und einfach in Firmware zu implementieren.

Ich verwende manchmal einen PIC10F202 mit einem Pulse-on-Demand-Algorithmus als kostengünstigen Abwärtswandler mit viel Vergebung. In vielen Anwendungen ist eine Welligkeit von 50 oder 100 mV in Ordnung. Dies gilt insbesondere, wenn der Abwärtsschalter ein Vorregler ist, der einen LDO knapp über seiner minimalen Eingangsspannung speist. Ein Trick, den ich bei dieser Art von Abwärtsumschalter häufig verwende, besteht darin, einen PNP-Transistor um den LDO herum als Komparator zu verwenden, um festzustellen, wann der Eingang einen Sperrschichtabfall über dem Ausgang liegt. Das gibt dem LDO genug, um zuverlässig zu arbeiten, aber nicht so viel, um viel Effizienz zu verschwenden.

Es ist oft praktisch, eine grobe Versorgung von +700 mV zur Verfügung zu haben. Sie können damit verteilte Point-of-Use-LDOs speisen und Dinge mit Strom versorgen, die keine stark regulierte Spannung benötigen, wie zum Beispiel LEDs. Dies hält die aktuelle Nachfrage von den LDOs fern, sodass sie klein und billig sein können, wie SOT- 23- oder SOT-89- Pakete.

Und aus den 80er Jahren stammt ein berühmter Anwendungshinweis aus dem National LM317-Datenblatt Hystereseregler sind alles andere als neu entwickelte Steuerstrategien.

Ein solcher Wandler ist möglich, aber seine Ausgangswelligkeit hat ganz andere Eigenschaften als ein getakteter Wandler.

Bei einem normal getakteten Wandler bleibt die Ausgangswelligkeit über einen weiten Lastbereich auf nahezu derselben Frequenz, wird jedoch bei höherer Last größer.

Mit Ihrem ausgangsspannungsbasierten Wandler bleibt die Größe der Ausgangswelligkeit unabhängig von der Last ungefähr gleich, aber die Frequenz dieser Welligkeit wird durch die Last bestimmt. Hochfrequente Welligkeit ist im Allgemeinen viel einfacher herauszufiltern als Niederfrequenz.

Sie müssen auch ein Überschwingen berücksichtigen, insbesondere beim anfänglichen Einschalten. Denken Sie daran, wenn der Schalter eingeschaltet ist, laden Sie den Induktor auf. Nachdem Sie den Schalter ausschalten, steigt die Spannung weiter an, bis die Entladerate der Induktivität unter den von der Last gezogenen Strom fällt.