Convertidor Cuk síncrono con controlador de tótem

Jul 24, 2023

Debido a la conducción continua en la entrada y salida, parece que no puedo dejar solos a los convertidores Cuk.

El circuito simulado (desplácese hacia abajo para ver solo la parte de Cuk)

Y una mini-obsesión en los últimos años ha sido tratar de encontrar formas de controlar un mosfet rectificador de salida síncrona, un desafío porque el circuito de salida tiene un potencial negativo con respecto al circuito de entrada (haga clic aquí para ver un ejemplo anterior, p- fet, idea).

En un momento de inactividad (mientras evitaba desenterrar una alcantarilla en Semana Santa), descubrí que los dos mosfets en un convertidor Cuk sincrónico imaginado formarían un tótem y, por lo tanto, podrían ser compatibles con un controlador estándar de lado bajo y lado alto.

Y si LTspice ha hecho bien su trabajo, parece que esta técnica realmente funcionaría como salida (línea inferior engráfico a la izquierda) se establece en -2x el voltaje de entrada en este convertidor, cuya entrada fet (top fet endiagrama de arriba) tiene una relación de encendido y apagado de 2:1 .

LTnota de especias: Tuve que retrasar el inicio de la rampa de entrada para evitar darle un dolor de cabeza a la herramienta de simulación.

gran inconveniente

Hay un gran inconveniente con este esquema, ya que ni la entrada + salida 0V (símbolo de triángulo en el diagrama de circuito), ni la salida negativa, tienen una conexión de CC a los 0V locales del IC.

Elgráfico a la derechamuestra la horrible forma de onda a través de la cual las señales de retroalimentación tendrían que saltar: el IC local 0V es una onda cuadrada de -34V 333kHz en relación con los 0V de salida.

Sin embargo

Sin embargo, la retroalimentación del optoacoplador TL341+tradicional utilizada en la alimentación de CA-CC aislada podríacruza fácilmente esto, afirmo….

Alimentar el IC de conmutación no es un problema, ya que la parte superior de C4, el capacitor Cuk, tiene un voltaje de CC relativamente estable en relación con el IC-0V local, por lo que un regulador de tres terminales (LDO o dc-dc) podría haga eso fácilmente, tal vez con un diodo para evitar que el capacitor de entrada de los reguladores se meta con el capacitor Cuk, o que la onda triangular de los capacitores Cuk empuje a través del regulador.

Obtener cualquier señal de control dentro y fuera de este circuito también sería una pesadilla de EMC a menos que se aplicara más aislamiento.

Para referencia: aquí están loscomponentes esenciales de un convertidor Cuk síncrono– La carga de 30Ω es solo un ejemplo y en la vida real tendrías que agregar un capacitor de entrada.

Como siempre, felicitaciones a Analog Devices por mantener LTspice de uso gratuito.

Ps, arreglaron la alcantarilla eventualmente...