Wie kann ich die maximale Laststromgrenze des DC-DC-Aufwärtsschaltreglers bestimmen?

Ich habe ein Problem beim Entwerfen der Stromversorgung für mein Gerät. Ich habe 3,3 V auf 5 V verschoben, indem ich LMR 62421 von Texas Instruments verwendet habe. Ich plane, die 5-V-Schiene zur Stromversorgung meiner Geräte (Modul, Sensor usw.) zu verwenden. Alles ist in Ordnung, außer dass ich nicht herausfinden kann, wie viel Last- (Ausgangs-) Strom LMR62421 maximal zulässt. Das Datenblatt sagt nur, dass es eine minimale Schaltstrombegrenzung von 2,1 A hat. Ich glaube nicht, dass dies dem maximalen Laststrom entspricht. Es gibt einige Gleichungen im Datenblatt, aber sie beginnen mit der Kenntnis von VIN VOUT Ioutmax. Meine Geräte, die an die 5-V-Schiene angeschlossen sind, verbrauchen in Summe etwa 1,6 A. Ich erwarte, dass LMR 62421 gebraten wird, wenn ich seinen maximal zulässigen Stromwert nicht sorgfältig berücksichtige. Kann mir jemand helfen, es herauszufinden?

Ich habe auf dieses Diagramm im Datenblatt verwiesen (gleicher Induktorwert, etwas andere Kapazität und Widerstände für den Spannungsteiler

Nebenbei gesagt: Die Eingangsspannung erscheint mir etwas seltsam - eine 3,3-V-Versorgung ist oft eine geregelte Versorgungsschiene für 3,3-V-Logikgeräte. Wenn Sie eine Komponente für ein größeres System entwerfen, achten Sie darauf, Schaltgeräusche in diese Versorgung einzuspeisen, da dies an anderer Stelle zu Problemen führen könnte.
Wenn überhaupt möglich, würde die Verwendung einer ungeregelten Eingangsschiene für Ihre 5-V-Versorgung mit ziemlicher Sicherheit zu einem besseren Wirkungsgrad führen - wenn Regelstufen gestapelt sind, summieren sich die Verluste. Es wird auch einfacher sein, Stabilität zu gewährleisten, da die Angebotsinteraktionen einfacher zu modellieren sind.
Abhängig von der Schaltfrequenz und der Induktorgröße variiert der Ausgangsstrom, selbst wenn der Spitzenstrom bei 2,1 A gehalten wird. Tun Sie sich selbst einen Gefallen, berechnen Sie das Tastverhältnis, nehmen Sie keine trapezförmige Stromwellenform an, ersetzen Sie sie durch eine Rechteckwelle und berechnen Sie einfach Ihren Durchschnitt für dieses Tastverhältnis. Sie werden beide etwas lernen und dem wahren Wert nahe kommen.
Grundsätzlich lautet die Antwort: Es kommt darauf an. Dies ist ein Aufwärtswandler, sodass Sie einen höheren Spitzenstrom als den durchschnittlichen Ausgangsstrom haben. Spitzenschalter- und Induktorstrom sind gleich. Und dies hängt auch von der Induktorgröße und -frequenz ab. Schauen Sie sich hier die Gleichungen an ti.com/lit/an/slva372c/slva372c.pdf Achten Sie auch darauf, für den ungünstigsten Fall zu berechnen (höchste Last, größte Ausgangsspannung, niedrigste Eingangsspannung). Außerdem müssen Sie sicherstellen, dass der Induktor nicht gesättigt wird. Stellen Sie außerdem sicher, dass Ihre Transienten 2,1 A im Schalter nicht überschreiten
Mels: Danke für deinen Rat. Ich werde mir das merken
Winni: Danke. Ich werde es wieder tun. Andres : Danke, dass du mir eine gute Referenz gegeben hast :)

Antworten (2)

Auf Seite 1 des Datenblatts sehen Sie diese beiden Diagramme (ich habe die maximalen Stromzahlen in Rot hinzugefügt, um die Dinge hervorzuheben): -

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Wenn Sie also 20 Volt ausgeben, informiert Sie das Diagramm darüber, dass der maximal dauerhafte Ausgangsstrom 200 mA beträgt. Das sagt er Ihnen, weil die Kurve im Diagramm bei 200 mA endet. Nun, dies ist Seite 1 des Datenblatts, und wenn es (zum Beispiel) 300 mA liefern könnte, würde diese Kurve definitiv auf 300 mA gehen. Seite 1 versucht so viel wie möglich zu versprechen!

OK, das ist eine Ausgangsleistung von 20 Volt x 0,2 Ampere = 4 Watt.

Ähnlich verhält es sich mit dem 12-Volt-Ausgang, der maximale Strom beträgt etwa 330 mA und bei 12 Volt bedeutet dies, dass er eine Ausgangsleistung von 3,96 Watt liefern kann.

Welchen Strom erhalten Sie bei 5 Volt - Sie könnten sagen, dass die maximale Ausgangsleistung 4 Watt beträgt, und dies sagt einen Ausgangsstrom von nur 0,8 Ampere voraus.

Sie werden keine 1,6 Ampere bei 5 Volt bekommen. Probieren Sie vielleicht eines davon aus: -

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Und ja, sie sind etwas teuer, also versuchen Sie es vielleicht noch einmal auf der Website von TI und grenzen Sie Ihre Auswahl mit deren Suchmaschine ein.

Danke schön! Du bringst mir nicht nur ein paar Grundlagen bei, sondern gibst mir auch ein Beispiel. Es wäre mir eine große Hilfe
Ups, ich habe es vergessen. Entschuldigung für die späte Annahme. Es hat mir wirklich sehr geholfen.

Wenn Sie hier das WEBENCH-Tool von TI ausführen .

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Jetzt mit 1,6 A Ausgangsstrom kann der Entwurf nicht erstellt werden, weil "Strom überschreitet Grenze". Wenn Sie das Tool mit einem auf 2 A eingestellten Ausgangsstrom betreiben, wird eine zusätzliche Erläuterung angezeigt.

HINWEIS: Die Stromwerte für Boost-Teile sind die Spitzenstromwerte des Schalters, nicht der Ausgangsstrom. Der Schalterstrom ist sowohl vom Ausgangsstrom als auch von der konstruktiv erforderlichen Spannungsanhebung abhängig. Bei Konstruktionen, die einen großen Spannungsanstieg erfordern, ist der Schaltstrom also viel größer als der Ausgangsstrom. Energie muss durch die folgende Gleichung erhalten werden:

P Ö u T = P ich N × E F F ich C ich e N C j

oder

ICH ich N = ( v Ö u T × ICH Ö u T ) ( v ich N × E F F ich C ich e N C j ) was ungefähr = ICH S w ich T C H

Wenn wir für dieses Design einen Wirkungsgrad von 85% annehmen:

ICH S w ich T C H = ( 5 × 2 ) ( 3.3 × .85 ) = 3.57 A

Für ICH Ö u T = 1.6 A es wäre ICH S w ich T C H = ( 5 × 1.6 ) ( 3.3 × .85 ) = 2,85 A was immer noch den maximalen Schaltstrom von 2,1 A übersteigt.

Mit ICH Ö u T unbekannt u ICH S w ich T C H 2,1 A beträgt der maximale Ausgangsstrom ~ 1,17 A.

Das Tool konnte das Design mit 1 A Ausgangsstrom erzeugen.

Einverstanden. Wollte nur sagen, man könnte auch die Formel (7) aus dem Datenblatt verwenden, die den Spitzenstrom an der Induktivität angibt. Sie sagen dort auch, dass dieser Strom die minimale Stromgrenze von 2,1A nicht überschreiten sollte.
@nickagian Ja, die Verwendung des Datenblatts ist immer gut. Ihr Werkzeug ist nur eine bequeme Lösung, die wahrscheinlich dieselben Gleichungen verwendet.
Wirklich vielen Dank für Ihre klare Erklärung und die Vorstellung eines sehr nützlichen Tools!