¿ Cómo diseñar un elevador de tensión boost ?

[fsopra]

Hola.
Armé en el protoboard un astable transistoreado deguido de un boost.

Es lo que se denomina step up, boost, o en castellano un elevador de tensión.

Estoy nececitando que esta etapa entregue 12v 1A desde una batería Pb-ácido de 6v 65Ah

Trabajando en vacío entrega la tension deseada, pero al colocarle una carga pequeña (un cooler 12v 250mA) la tensión cae dráticamente a unos 7v.

Les aclaro que utilicé para la etapa de potencia un fet de canal N (Q3), una bobina de 400uH toroidal (45mm de diámetro y alambre 1,15mm, quedó en 85 vueltas), un diodo 31GF6 (D2), y el capacitor en la salida es de 2200uF.

El ciclo original de trabajo del astable es del 50%, pero cuando no funcionó como se esperba lo levanté un poco y mejoró pero nada sinificativo.

La verdad que ya estoy un tanto mareado y no se por donde seguir... me falta estudio sobre el diseño de éstos...

Le aradezco quien apunte una idea para seguir. ...

 

[Fogonazo]

​

 

[fsopra]

Voy a intentar explayarme un tanto mejor...

Componentes
R1, R4 - 2.2K 1/4W Resistor
R2, R3 - 5.6K 1/4W Resistor
R5 - 1K 1/4W Resistor
R6 - 1K 1/4W Resistor
R7 - 4K7 1/4W Resistor
R8 - 10K 1/4W Resistor
C1,C2 - 0.1uF
C3 - 2200uF 25V Electrolitico
D1 - 1N4007 Diode
D2 - 31gf6
D3 – 12.1V 1W Zener
Q1, Q2, Q4 - BC547
Q3 – IRF 641

 

[cristian_elect]

Como se te ocurrio poner un mosfet en Q3.
Da una idea de tu cambio.

 

[fsopra]

Hola cristian_elect,

No estoy muy familiarizado con esta topología, pero vi que es muy utilizado ya que tiene una alta impedancia de entrada y admite operarlo con muy bajos niveles de corriente. Si bien está sobredimensionado para los requerimientos, mientras el transistor esté encendido queda en serie con L1 y temí que la corriente sea importante.
Otra ventaja que supuse es que estos transitores andan muy bien en cuanto a velocidad de conmutación aunque entiendo que el astable rondará los 1300 Hz y eso no es problema para el MOSFET.

Ahora bien cristian_elect, ¿ud. cree qué el cambio no ayuda al funcionamiento?
Gracias por su tiempo.

 

[jcristhian_1]

hola amigo, se me ocurre que quizá es muy baja la tensión que llega al gate del mosfet, lo corriente es usar 10v a mas, tu estas usando 6v.

 

[fsopra]

Hola jcristhian_1

Gracias por el aporte, pero no creo que eso esté afectando a la fuente, si bien baja un poco la corriente por la tensión g-s me parece que es generosa aún. (en 6V g-s esta cerca de 10A)
adjunto parte de los datos técnicos del IRF

Saludos.

 

[maton00]

con las resistencias r5 y r6 estas haciendo un divisor de voltage y por ahí le llegarian solo unos 4 volts a la compuerta
Algo así sería mejor:

 

[opamp]

Fsopra, no te quiero cambiar tu circuito, pero tu astable esta cerca del 50% , si lo reemplazas por uno con 555 podrias aumentar el ciclo de operacion.

 

[fsopra]

Gracias por las sujerencias maton00 y opamp.

He probado la suejerencia de maton00 y a la salida ya no entrega 12v sinó los 6v de la entrada, y tengo mis dudas si es que se está cargando el capacitor, pero bien valió el intento.

opamp gracias por la sujerencia. No es que no me guste el 555 pero no creo qe sea el inconveniente que estoy teniendo con este modelo ya que he leído por ahí que:

Vo/Vi=1/(1-D)

Siendo D el ciclo de trabajo: D= Ton/Ts

Así con un ciclo de trabajo del 50% (ó 0,5) se tiene cerca del doble de tensión a la salida.

Si se les ocurre otra alternativa no dejen de comentármela.Muchas gracias.

Yo de momento :estudiando: ojeando un manual, que se me complica un tanto

Saludos cordiales

 

[maton00]

Por ahi ando oxidado por la falta de practica con transistores
Prueba con esto

 

[fsopra]

Bueno...
Le agradezco maton00 por su tiempo, la sujerencia última logró despertar al mosfet, pero la mala es que en definitiva obtube el problema original....

Tensión de salida sin RL: 12.4v
Tensión de salida con carga (Cooler 12v 200ma) : 7v

Sinceramete tengo muchas dudas....
Seguí leyendo por ahí que:

IL=Vi/ (1-D)²R {R=100Ω}

Por lo que IL (creo que es el valor medio) será de 240ma....(lejos de lo requiero)

y también revisé que

L (mínima)= D.R.(D-1)²/ 2f {si D es 50%, R=100Ω y f=3khz}

L (mínima)= 2,1mH {yo usé una de 1,3mH}

Así que temo que a la frecuencia que pensaba trabajar no se puede lograr el proyecto inicial, y menos aún obtener 1A sobre 12v a la salida con un ciclo de trabajo del 50%...

Esto es así? o estoy pensando mal?

Es adecuado esta configuración para lo que se quire hacer?

 

[maton00]

por ahí ese tipo de osciladores mandan una señal un poco triangular a lo mejor es el tiempo que dura la señal en el nivel alto; yo le pondría algún inversor disparador del los cuales algunos cuentan con una tecnologia schmitt (Hacen el efecto de amplificador con ganacia infinita).
Por ahi por experimentación probaría con una bobina de unos 200 a 300 uH y subiría la frecc a unos 5 KHz cuando menos

 

[tinchusbest]

Mira hay un ttl con transistores que te da una señal cuadrada que te serviria para esto,buscala en la web

Fijate si sirve..

 

[opamp]

Todavia no crees que aumentando el TON acumule mas carga la bobina y luego la decargue hacia Cn por algo tienes el zener de 12Vque te limitaria picos de sobrevoltaje y si te falta frecuencia lo mas simple es un 555, cuando solo lees teoria estas realizando circuitos ideales "sin perdidas" "100% eficientes". La experiencia, la Practica, "la Realidad" te enseñaran a que todo tiene perdida y la eficiencia de tu circuitoesta alrededor del 75% siendo exagerado.

 

[fsopra]

Gracias tinchubest, analizaré la discrepacia que plantea la retroalimentación del circuito que posteaste, gracias por su ayuda.

Fsopra, no te quiero cambiar tu circuito, pero tu astable esta cerca del 50% , si lo reemplazas por uno con 555 podrias aumentar el ciclo de operacion.

Estimado opamp estoy convencido que al aumentar Ton se incrementa el ciclo de trabajo y la tensión de salida.
En cuanto al realizar el astable con un NE creo que es una buena opción si deseo aumentar la frecuancia de operacion conmutada y quizás no interpreté su comentario de forma correcta ya que para mi el ciclo de trabajo y la frecuencia de conmutación son dos cosas distintas.
Y si, mi astable está al 50% ya que Ton es justo la mitad del período. Cuando manifesté haber levandado el ciclo de trabajo lo realicé ajustando valores de R y C ya que:

T1=C1.R2 y T2=C2.R3 siendo T=T1+T2

Seguro que ud. conoce mas del tema que yo, ya que dejé en claro que me falta tanto experiencia como fundamento teórico al respecto.

dada su experiencia ¿ud a qué frecuencia estima que debe conmutar el astable y cuál sería el ciclo de trabajo conveniente?

 

[opamp]

Estimadísimo Fsopra, dada "mi experiencia" no puedo entregar los datos exactos que solicitas , f y D.C. , ya que en tu primer post mencionas que experimentas con : L= 400uH , post siguientes mencionas : 1.3mH pero la teoria te dice que debe ser : 2.1mH,...sigue experimentando!!!

 

[fsopra]

Que tal compañeros de foro, mis disculpas por el lapso temporal.
Quería compartir con ustedes que no logré hacer andar la idea original (aún reemplazando el astable transistoreado por uno con 555), por lo que probé con un circuito que utiliza un MC34063 que marchó bien.
Dejo el esquema adjunto que solucionó la fuente, recién lo he probado con dos cooler de 250mA c/u y al menos estubieron andando 10 minutos, la tensión no cayó y la temperatura del TIP y el shottky se mantienen dentro del rango de trabajo.
Lo único que sigue en falta es lo del título del tema , pero bueno, entiendo que en otra oportunidad será.
Saludos!

 

[elaficionado]

Hola.

Mira aquí: http://www.nomad.ee/micros/mc34063a/

Chao.
elaficionado.

 

[fsopra]

Gracias por el calculador, se ve práctico.
Me ha quedado una duda de este circuito que he armado quizás tu puedas guiarme. ¿La Rsc puede ser que limite la corriente de la bobina? ¿que está sensando Ipk? es decir ¿por qué la corriente de pico de la bobina va al bloque del oscilador? ¿Qué puede ocurrir si Rsc=0Ω?