Vad är det mest effektiva sättet att trappa ner 48V till 12V? Jag har en strömförsörjning som kan mata ut 48V vid 40 ampere. Förutsatt att strömförsörjningen är perfekt, det ger mig 1920 watt. Men jag driver en del RC-utrustning som ESC och borstlösa likströmsmotorer som behöver 12V. Det perfekta steget ned skulle kunna trycka 12V vid 160 ampere. Finns det något mer effektivt än de regulatorer jag har hittat som högst kan driva 12V vid 12 ampere?
De jag hittat:
Kommentarer
- Vill du designa detta, förstår bara vad som skulle vara mest effektivt eller köp en?
- Jag skulle föredra att köpa en färdiggjord men om jag måste göra min egen ’ gör jag det.
- Är strömförsörjningen på 48 v / 40 ampere något du försöker använda för projektet eftersom det verkar vara en bra idé, eller är det den enda strömkällan tillgänglig?
- Tyvärr är det den enda strömkällan som är tillgänglig annars skulle jag bara använda en 12v-inbyggd strömkälla.
- I tänkte bara på det här. Det kan vara möjligt att använda flera regulatorer (1 för varje komponent) eftersom varje komponent inte ska ’ för att dra mer än 20 ampere.
Svar
Det mest effektiva sättet att skapa en lägre spänning vid högre ström från en högre spänning vid lägre ström är en typ av strömförsörjning som kallas en buck omvandlare . För en buck-omvandlare, (watt ut) = (watt in) – förluster. För en linjär regulator (ström ut) = (ström in) – förluster.
Buck-omvandlare upp till 85% eller så effektiva är relativt enkla att göra själv. Du måste vakna och ta det på allvar för att komma över 90%. Att få 95% kräver att någon som vet vad de gör verkligen använder sig av problemet.
Det finns mycket skrivet om buck-omvandlare där ute, och termen ”buck-omvandlare” borde vara en användbar sökterm. Därför kommer jag bara att förklara det allmänna konceptet kort.
När omkopplaren är stängd byggs ström upp i induktorn. När omkopplaren öppnas måste den momentana induktorströmmen fortsätta att strömma. D1 ger en väg för denna ström. Eftersom spänningen över induktorn nu är negativ minskar strömmen i den. Strömställaren öppnas och stängs snabbt för att lägga till ström till induktor när den är stängd och får induktansströmmen att rampa ned när den är öppen. Den bråkdel av tiden som omkopplaren är stängd reglerar den totala utströmmen. Denna fraktion moduleras vanligtvis med en återkopplingsslinga för att reglera utspänningen.
På grund av strömbanan genom D1 är utströmmen högre än ingångsströmmen. Om alla komponenter är idealiska kan ingen ström släppas och all ingångseffekt överförs till utgången.
Svar
Jag vet att Olin har svarat på den här frågan och du har accepterat den men jag vill rekommenderar att du använder en synkron buck-omvandlare – den använder två MOSFET och är mer effektiv och överraskande lättare att förstå och kontrollera.
Tänk dig att dina 48 volt matas in i en krets som huggade upp den i en fyrkantig våg med ett visst mark-utrymme-förhållande – det här gör en synkbock-omvandlare och den genomsnittliga spänningen för den fyrkantiga vågen (när den matas genom en serieinduktor och kondensator till GND) är en likströmsnivå som motsvarar den utgångsnivå du behöver så för en effekt på 12 volt måste du använda två FET-matningar från en PWM-källa som skapar ett 25% mark-space-förhållande.
Detta omvandlar 48 volt till 12 volt.
Om du har riktigt låga motståndsfetrar och en riktigt låg motståndsspole är allt du behöver göra att ställa in markutrymmesförhållandet till 25% och, om ingångsspänningen varierar lite, gör detta mark-utrymme-förhållande modifierbart av ingångsspänningen förändras.
Det är oundvikligen vanligtvis lite mer komplicerat än det här, för även de bästa feterna i världen släpper en liten voltag e och så gör induktorn och under tunga belastningsförhållanden kommer spänningen att sjunka – detta kan motverkas genom att något öka mark-space-förhållandet.
En icke-synkroniserad buck-omvandlare är inte lika effektiv och är benägen till fler instabiliteter så jag uppmanar dig att överväga denna rutt. En PWM-krets som LTC6992 är mycket användbar som hjärtat för denna typ av växlare – det är en spänningsstyrd PWM-oscillator.
Kommentarer
- Tack. Jag skulle rösta på ditt svar men jag ’ ma noob. 🙁
- Okej Jag ’ jag gör mina beräkningar och nu fastnar jag ’. Jag ’ använder simonthenerd.com/files/smps/SMPSBuckDesign_031809.pdf som en självstudie.Den högsta förstärkare som jag hittat och har råd med är 65 ampere och har en induktans på 500 uH. Som Olin påpekade att det är enkelt att göra det 85% effektivt, använde jag 136 ampere som strömbelastning. Genom att göra beräkningarna så får jag en omkopplingsfrekvens på -0.000211 KHz. Detta verkar omöjligt för mig. Kan du styra mig i rätt riktning? Induktorn är digikey.com/product-detail/en/RD8137-64-0M5/817-1844-ND/1997813
- Lyssna enligt mina ord – använd inte ’ t denna typ av buckregulator – använd en synkron buckregulator OCH, viktigast av allt, få LTSpice (fri från linjär teknik) så att du kan simulera saker. Det ’ är också troligt att induktorn du ’ kommer att behöva ligga inom tiotals mikro henry-intervallet och måste handlindat – din arbetsfrekvens kommer också att ligga inom tiotals kHz-intervallet.
- Kan du berätta för mig eller länka mig till en webbplats som har de formler som krävs för att utforma en synkron buckregulator?