Corrente Minima Per Un Convertitore Dc Dc Boost

[MusicIsLife]

Ciao a tutti.

Mi sto cimentando per la prima volta nell'impiegare un convertitore DC-DC innalzatore di tensione in quanto devo convertire la tensione da 5V ad almeno 9V. Il convertitore è il LMR62014 della Texas Instruments. Ho realizzato il circuito su basetta sperimentale proprio come dichiarato nel datasheet di cui vi riporto l'immagine in allegato. Osservando questo schema ho impostato R2=12k+1.2k in modo da avere una 13.2k ed R1=100k+4.7k. In questo modo si ottiene una Vout=12V a partire dai 5V di ingresso. Cf=270pF ed i condensatori di ingresso ed uscita C1 e C2 sono al tantalio. Inoltre sulla linea di Vin è applicato un 22nF poliestere ed un 470uF elettrolitico; lo stesso vale per la linea di uscita Vout.

Il problema è che se il carico che applico assorbe "poca" corrente ottengo una tensione di uscita più elevata di 12V a cui è sommato un ripple anche di 1.5Vpp!

Ho fatto le seguenti prove.

- RL=120ohm --> Vout=12.4V e quindi ho circa ILOAD=100mA. In questo caso il ripple è inesistente sull'uscita.

- RL=240ohm --> Vout=14.8V di media e ho un ripple molto elevato (1.5Vpp) in uscita. In questo caso la ILOAD è circa 60mA.

- RL=180ohm --> Vout=13.8V di media e ho un ripple leggermente più basso di quello precedente (1Vpp). In questo caso la ILOAD è circa 77mA.

Il fatto è che voglio avere un assorbimento minimo possibile. Ciò che devo alimentare in realtà assorbe 55mA e, dunque, mi troverei ad avere un ripple inaccettabile sulla parte di elettronica che devo alimentare. Non mi va neppure di dovere mettere un led o una resistenza per buttare via energia in modo da raggiungere questi 100mA che mi garantiscono il funzionamento corretto dell'integrato.

Ma è vero che tutti i DCDC hanno bisogno di un assorbimento minimo di un determinato valore altrimenti non funzionano correttamente? L'unica strada che vedo, altrimenti, è cambiare tipo di DCDC provandone uno magari che ha corrente di uscita massima più bassa che, ipotizzo, necessiti di un assorbimento minimo inferiore dei 100mA richiesto da questo.

Modificato: 26 febbraio 2014 da MusicIsLife

[GiRock]

Intanto per aiutare eventuali partecipanti alla discussione, mettiamoci un bel datasheet: LMR62014

Solitamente si hanno quel tipo di rogne quando la capacità in uscita è estremamente elevata (meglio metterla solo in ingresso), altrimenti la sola cosa che ottieni di sicuro, è una diminuzione della reattività del Feedback ed una ulteriore instabilità circuitale, praticamente al posto di migliorare il rendimento, va a finire che ottiene l'esatto contrario...

Dal documento si evince che con qull'assorbimento irrisorio, dovresti avere almeno l'80% di rendimento ovvero, il massimo, perciò mi suona assai strana sta cosa del ripple, non vorrei che fossero ICs fake o mal costruiti...

[MusicIsLife]

Ho provato due integrati diversi, sempre della stessa partita, ma il problema era sempre l stesso... ma teoricamente anche con una corrente di 10ma sull'uscita non dovrei avere un ripple cosi esagerato? L'uscita di questi convertitori va comunque minimamente caricata o funzionano correttamente anche a vuoto?

Magari domani faccio delle fotografie a quello che misuro sull'oscilloscopio per farvi vedere meglio...

[MusicIsLife]

Mi sta venendo il seguente dubbio.

Con un impedenzimetro ho misurato Cs-Rs delle capacità da 2.2uF e 4.7uF al tantalio utilizzate ed ho visto che che hanno frequenza di risonanza attorno agli 800kHz. Arrivando ad 1.6MHz (che è la frequenza di commutazione dello switch interno dell'integrato) praticamente i due condensatori rispettivamente di ingresso e di uscita si comportano da induttori alla frequenza di commutazione.

Non vorrei che fosse proprio questo il problema del mio circuito.

[GiRock]

Sul datasheet vengono consigliati quelli al tantalio piuttosto degli Elettrolitici, quindi deduco che forse non siano proprio di altissima qualità quelli in tuo possesso...

Altri fattori che potrebbero rendere instabile il circuito sono l'induttore ed il condensatore dell'oscillatore...

L'induttore è idoneo per la frequenza in campo???
Il condensatore sull'oscillatore è un multistrato ceramico X5R o X7R???

[gabri-z]

Buona sera a tutti !

Suppongo Tu abbia già letto le pag. 12-13 di:

http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/524142/TI/LMR62014.html

I 55 mA sono ''fissi'' o ci sono ampie variazioni ?

[MusicIsLife]

La corrente è di 40mA praticamente costante visto che serve ad alimentare un integrato. L'assorbimento in dc dell'integrato è praticamente quello. A questi 40mA potrei aggiungere un diodo led per l'accensione del tutto, ovvero altri 15mA, ma preferirei consumare il meno possibile, quindi fare anche a meno del led attestandomi così sui 40mA (MAX) di assorbimento.

L'induttore è idoneo alla frequenza in quanto ha risonanza oltre i 10MHz.

I condensatori sono al tantalio (2.2uF e 4.7uF), mentre il 270pF è ceramico a disco. Tutti ovviamente ad inserzione, visto che sto lavorando su bread-board ancora.

[GiRock]

Come si evince dal documento, la corrente di ripple a vuoto è solamente quella dell'induttore che può in alcuni casi tendere anche a valori prossimi allo zero, perciò probabilmente quello che rilevi sull'oscilloscopio tu, è corretto...

Comunque ho letto alcuni datasheet differenti e pare che ognuno abbia un suo modo di vedere le cose...

Uno consiglia condensatori Ultra LOW ESR, l'altro al tantalio, un altro ancora dice che la capacità migliore per l'oscillatore è ceramica, mentre qui si legge che è multistrato X5R o X7R, altri che va mantenuta bassa la capacità sul feedback, poi se apro un ennesimo datasheet leggo che può essere tranquillamente aumentata per diminuire il ripple, quello che tutti concordano invece è questo:


1. Mantenere il percorso tra L1 D1 e C2 estremamente breve.
L'induttanza parassita sulla traccia in serie D1 e C2
aumenterà il rumore ed il ronzio.
2. I componenti di feedback R1, R2 e CF devono essere mantenuti
vicino al pin FB di U1 per evitare l'iniezione di rumore
sulla traccia.
3. Se i piani di terra interna sono disponibili (consigliato)
utilizzarli per connettersi direttamente a massa sul pin 2 di U1,
come pure i lati negativi dei condensatori C1 e C2.


P.S. La breadboard è famosa per avere una elevata quantità di capacità parassite, quindi poco idonea per dei test precisi con quelle frequenze in gioco...

[Vicus]

Ma hai tolto il 470u in uscita?

[MusicIsLife]

No, non ho tolto il condensatore da 470uF in uscita.

Per quanto riguarda il circuito ora sto cercando di fare un pcb al volo usando gli X5R e gli X7R. Vedremo se questa modifica porta a qualche risultato, visto che probabilmente il comportamento induttivo dei due condensatori al tantalio usati in ingresso ed in uscita influenza i percorsi di corrente essendo a quella frequenza degli induttori.

[Vicus]

Io qualche anno fa usai i linear lt1172 e non ho avuto problemi di sorta.

[Nikiki]

Io in questi casi ho usato più volte quelli che si trovavano sulle vecchie schede di rete (quelle con il BNC per intenderci), per i seguenti motivi:

- Erano gratisse, quelle schede di rete avevano la tendenza a finire nel cassonetto

- Erano di piccole dimensioni

- Erano isolati, qualcosa tipo 2 Kvolt

- Non necessitavano di componenti esterni, da un lato entravano 5 volt e dall'altro ne uscivano 9.

Purtroppo l'uscita era tutt'altro che regolata, variava molto in base alla corrente assorbita dal carico, ma erano molto flessibili: da 0 a 150 mA, e non ricordo che avessero tutto sto ripple... in un datasheet dichiarano 6 mV tipici e 100 mV massimi, probabilmente in funzione della corrente assorbita dal carico.

[Nikiki]

Foto:...