Perché sincronizziamo i convertitori Buck?

Mi scuso se è già stato chiesto, ma non sono riuscito a trovare facilmente una risposta.

Quindi, conosciamo tutti il ​​design di base di un convertitore buck: PWM con clock chiuso in un filtro passa-basso.

Ma la mia domanda è ... La parte oraria è necessaria? Qualcuno potrebbe creare un convertitore buck chiudendo l'interruttore quando la tensione di uscita incontra un certo "livello basso" e quindi aprendo l'interruttore quando la tensione di uscita raggiunge un certo "livello alto"?

Quindi, in sostanza, un circuito di feedback non bloccato con isteresi per evitare il suono.

Sono disponibili molti convertitori buck isterici o modificati. Ad esempio, dai un'occhiata ai convertitori di tempo a tempo costante DCAP di TI:

TPS53355

O un convertitore buck isterico vero più convenzionale:

LM3485

I convertitori buck isterici in realtà richiedono un ESR minimo nei cappucci di uscita per la stabilità, quindi tendono a non funzionare bene con i condensatori di uscita ceramici. (Senza alcune modifiche.)

Anche in un vero convertitore isterico (non tanto con l'approccio COT) la frequenza di commutazione non è costante. Questo può essere un problema con carico leggero quando la frequenza di commutazione può scendere nella banda audio causando lamenti o rumori udibili. Potrebbe anche causare interferenze con altri circuiti a determinate frequenze.

Per questo motivo è anche difficile filtrare il rumore condotto.

Sì, l'ho fatto davvero. È un po 'complicato da progettare, perché è necessario calcolare con molta attenzione le correnti, le variazioni di tensione e i tempi di reazione del comparatore. Per mantenere basse le variazioni, tali progetti sono in genere per un intervallo di tensione di ingresso limitato e una tensione di uscita fissa.

Quello che descrivi è davvero una forma di un sistema di impulso su richiesta, in questo caso implementato con elettronica analogica. L'impulso su richiesta ha più ripple di qualcosa che controlla il duty cycle PWM per regolare l'output. Tuttavia, sono semplici, intrinsecamente stabili, facili da analizzare e facili da implementare nel firmware.

A volte uso un PIC10F202 con un algoritmo di impulso su richiesta come convertitore buck a basso costo con molto perdono. In molte applicazioni vanno bene 50 o 100 mV di ondulazione. Ciò è particolarmente vero quando lo switcher buck è un pre-regolatore che alimenta un LDO appena sopra la sua tensione di ingresso minima. Un trucco che uso molto con questo tipo di switcher buck consiste nell'utilizzare un transistor PNP attorno al LDO come comparatore per determinare quando l'ingresso è una caduta di giunzione sopra l'uscita. Questo dà all'LDO abbastanza per lavorare in modo affidabile, ma non tanto da sprecare molta efficienza.

Spesso è conveniente avere una scorta approssimativa di +700 mV. Puoi usarlo per alimentare LDO a punto di distribuzione distribuito e per alimentare cose che non richiedono una tensione altamente regolata, come ad esempio i LED. Ciò mantiene l'attuale domanda fuori dagli LDO, quindi possono essere piccoli ed economici, come i pacchetti SOT-23 o SOT-89 .

E a partire dagli anni '80, una nota nota sull'applicazione trovata nella scheda tecnica National LM317 I regolatori isteretici sono quasi tutta una nuova strategia di controllo sviluppata.

Un tale convertitore è possibile, ma la sua ondulazione in uscita avrà caratteristiche molto diverse da un convertitore con clock.

Con un normale convertitore con clock, l'ondulazione di uscita rimarrà praticamente alla stessa frequenza su un'ampia gamma di carichi, ma aumenterà di grandezza con un carico più elevato.

Con il convertitore basato sulla tensione di uscita, l'entità dell'ondulazione di uscita rimarrà pressoché invariata indipendentemente dal carico, ma la frequenza di tale ondulazione sarà determinata dal carico. L'ondulazione ad alta frequenza è generalmente molto più facile da filtrare rispetto alla bassa frequenza.

È inoltre necessario considerare il superamento, in particolare al momento dell'accensione iniziale. Ricorda che quando l'interruttore è acceso stai caricando l'induttore. Dopo aver spento l'interruttore, la tensione continuerà a salire fino a quando la velocità di scarica dell'induttore scende al di sotto della corrente assorbita dal carico.