Bidirektionaler Buck-Boost-Wandler

Ich versuche einen bidirektionalen Buck-Boost-Wandler zu bauen. Die Eingabe sollte zwischen 9-12 und die Ausgabe 12 sein. Kann jemand eine gute Topologie empfehlen, um zu folgen. Ich habe auch einige konzeptionelle Fragen. Wenn jemand gute Topologien empfehlen kann, um zusammen mit einem guten Chip zu folgen, würde ich das wirklich schätzen.

1. Sind alle Buckboost-Wandler bidirektional?
2. Benötige ich noch Transistoren für die Schalter? Oder übernimmt der Chip das Umschalten für mich?

Sind alle Buckboost-Wandler bidirektional?

Ein nicht synchroner Schaltwandler verwendet eine Diode für einen der Schalter. Ein solcher Wandler überträgt typischerweise Energie nur in eine Richtung. (Gibt es dafür einen besseren Begriff als "nicht synchroner Schaltwandler"?)

Ein Synchronschaltwandler ersetzt jede dieser Dioden durch einen aktiv gesteuerten FET. Solche Wandler sind von Natur aus bidirektional und normalerweise effizienter als nicht synchrone Wandler.

Benötige ich noch Transistoren für die Schalter? Oder übernimmt der Chip das Umschalten für mich?

Wenn Sie nur etwa 1 Ampere Eingangs- oder Ausgangsstrom benötigen, stehen mehrere Schaltregler-ICs mit internen Transistoren zur Verfügung, die das gesamte Schalten für Sie übernehmen. Sie können sich beispielsweise das Datenblatt LM2587T-12 in Abbildung 13 ansehen , in dem gezeigt wird, wie dieser Chip verwendet wird, um einen geregelten 12-V-Ausgang von einem Eingang im Bereich von 8 bis 16 V zu erzeugen. (Leider ist er nicht synchron und überträgt Energie nur in eine Richtung).

Wenn Sie höhere Ströme benötigen, müssen Sie für die Schalter externe diskrete FET-Transistoren verwenden. Die typische Schaltung ist auf der ersten Seite des ADP1873-Datenblattes dargestellt , das einen synchronen (und daher bidirektionalen) 10-Ampere-Schaltwandler zeigt.

empfehlen gute Topologien

Einige Tipps wurden unter http://opencircuits.com/Switching_regulator gesammelt .

Einfacher unidirektionaler Buck-Boost ohne Resonanzkappen mit "Supercaps".

Bidirektionaler Buck-Boost mit Resonanzkappen an jedem Schalter. (Effizientere, aber komplexere Totzeitkommutierungssteuerung)

Stellen Sie sich ein regeneratives Bremsauto in dieser Anordnung mit der Batteriespannung auf der einen Seite und dem Motor / Generator auf der anderen Seite und der Anforderung vor, den Motor in einer intelligenten Phasensteuerung zu beschleunigen und zu bremsen (der Einfachheit halber nicht gezeigt). (Es können viele parallele MOSFETs vorhanden sein, um den Ron-Wert zu verringern.)

... oder ein Dual-Source-Netzteil, das links Ladegerät und rechts Akku sein kann. Dies sind einige der patentierten und lizenzierten Wellenformen, die zur Regulierung der Resonanzschaltkommutierung der hocheffizienten Buck-Boost-Regler verwendet werden.

Sie können das Patent für Betriebstheorie lesen. Dies soll nur Ihren Appetit auf die Komplexität eines bidirektionalen Buck Boost-Reglerschalters befeuchten. Die Spannungs- und Stromerfassung ist ein wichtiger Aspekt zur Optimierung der Kommutierungsdauer, wenn der Spannungsabfall des Schalters minimal ist. Resonanzschalter Kondensatoren und Dioden während des Freilaufs spielen eine wichtige Rolle bei der Kommutierung, um sie verlustfrei zu machen.

Diese Diagramme zeigen den Ein-Zustand jedes Transistors mit dem dicken Balken, nicht die Spannung oder den Strom. Jede Phase wird sorgfältig gemäß dem Zustand von V1-V2 und dem Leistungsbedarf gesteuert. Der optimale Bereich beträgt typischerweise 1: 1 bis <2: 1 für das Spannungsverhältnis der größeren Seite.