Qual é a maneira mais eficiente de diminuir a amperagem de 48 V para 12 V? Eu tenho uma fonte de alimentação que pode produzir 48 V a 40 amperes. Supondo que a fonte de alimentação seja perfeita, isso me dá 1920 watts. No entanto, estou alimentando alguns equipamentos RC, como ESCs e motores CC sem escovas que precisam de 12 V. A redução perfeita seria capaz de empurrar 12 V a 160 amperes. Há algo mais eficiente do que os reguladores que descobri que, no máximo, podem empurrar 12 V a 12 amperes?
Os que encontrei:
Comentários
- Você está querendo projetar isso, apenas entenda qual seria mais eficiente ou compre um?
- Prefiro comprar um pré-fabricado, mas se tiver que fazer o meu, ‘ farei isso.
- É a fonte de alimentação de 48v / 40 amps algo que você está tentando usar para o projeto porque parece uma boa ideia, ou é a única fonte de alimentação disponível?
- Infelizmente, é a única fonte de alimentação disponível, caso contrário, eu usaria apenas uma fonte de alimentação nativa 12v.
- I apenas pensei nisso. Pode ser possível usar vários reguladores (1 para cada componente) porque cada componente não deve ‘ extrair mais de 20 amperes.
Resposta
A forma mais eficiente de criar uma tensão mais baixa em uma corrente mais alta a partir de uma tensão mais alta em uma corrente mais baixa é um tipo de fonte de alimentação chaveada chamada de buck conversor . Para um conversor de buck, (watts out) = (watts in) – perdas. Para um regulador linear (corrente de saída) = (corrente de entrada) – perdas.
Conversores Buck de até 85% ou mais eficientes são relativamente fáceis de fazer você mesmo. Você tem que acordar e levar isso a sério para superar os 90%. Conseguir 95% exige que alguém que saiba o que está fazendo realmente se aplique ao problema.
Há muito escrito sobre conversores de buck por aí, e o termo “conversor de buck” deve ser um termo de pesquisa útil. Portanto, explicarei apenas o conceito geral brevemente.
Quando a chave é fechada, a corrente se acumula no indutor. Quando a chave é aberta, a corrente instantânea do indutor deve continuar a fluir. D1 fornece um caminho para essa corrente. Como a tensão através do indutor agora é negativa, a corrente nele diminui. A chave abre e fecha rapidamente para adicionar corrente ao indutor quando fechado e faz com que a corrente do indutor desacelere quando aberto. A fração de tempo em que a chave está fechada regula a corrente de saída geral. Essa fração geralmente é modulada por um circuito de feedback para regular a tensão de saída.
Devido ao caminho da corrente através de D1, a corrente de saída é maior do que a corrente de entrada. Se todos os componentes forem ideais, nenhuma potência pode ser dissipada e toda a potência de entrada é transferida para a saída.
Resposta
Eu sei que Olin respondeu a esta pergunta e você a aceitou, mas eu quero Eu recomendaria usar um conversor síncrono – ele usa dois MOSFETs e é mais eficiente e, surpreendentemente, mais fácil de entender e controlar.
Imagine que seus 48 volts são alimentados em um circuito que o divide em uma onda quadrada de uma certa relação de espaço de marcação – isso é o que um conversor buck sincronizado faz e, a voltagem média dessa onda quadrada (quando alimentada por um indutor em série e capacitor para gnd), é um nível CC que corresponde ao nível de saída que você precisa portanto, para uma saída de 12 volts, você precisa usar dois FETs alimentados por uma fonte PWM que cria uma proporção de espaço de marca de 25%.
Isso converte 48 volts em 12 volts.
Se você tem fets de resistência realmente baixos e um indutor de resistência muito baixo, tudo o que você precisa fazer é definir a relação do espaço de marcação para 25% e, se a tensão de entrada variar um pouco, faça com que essa relação de espaço de marcação seja modificável pela tensão de entrada mudando.
Inevitavelmente, geralmente é um pouco mais complexo do que isso, porque mesmo as melhores fets do mundo caem um pouco e o indutor também o faz e, sob condições de carga pesada, a tensão vai cair – isso pode ser contrabalançado aumentando ligeiramente a relação mark-space.
Um conversor buck não sincronizado não é tão eficiente e é propenso para mais instabilidades, portanto, recomendo que você considere esta rota. Um circuito PWM como o LTC6992 é muito útil como o coração deste tipo de switcher – é um oscilador PWM controlado por tensão.
Comentários
- Obrigado. Eu votaria positivamente em sua resposta, mas ‘ ma noob. 🙁
- Ok Eu ‘ estou fazendo meus cálculos e agora ‘ estou preso. Eu ‘ estou usando simonthenerd.com/files/smps/SMPSBuckDesign_031809.pdf como um tutorial.O indutor de maior amperagem que encontrei e posso pagar é de 65 amperes e tem uma indutância de 500 uH. Além disso, como Olin apontou que torná-lo 85% eficiente é fácil, usei 136 amperes como carga de corrente. Fazendo os cálculos, isso me dá uma frequência de chaveamento de -0,000211 KHz. Isso me parece impossível. Você pode me orientar na direção certa? O indutor é digikey.com/product-detail/en/RD8137-64-0M5/817-1844-ND/1997813
- Ouça com minhas palavras – não ‘ use este tipo de regulador de dólar – use um regulador de dólar síncrono E, o mais importante, obtenha LTSpice (livre de tecnologia linear) para que você possa simular coisas. É ‘ também provável que o indutor que você ‘ vai precisar estar na faixa das dezenas de micro Henry e precisará ser corda manual – sua frequência operacional também estará na faixa de dezenas de kHz.
- Você pode me dizer ou me vincular a um site que tenha as fórmulas necessárias para projetar um regulador de torque síncrono?