Productos MPPT: ¿por qué suelen tener dos inductores?

El gran inductor del centro del puente H es el inductor de potencia principal; junto con esos cuatro MOSFET forma una topología Buck-Boost de cuatro transistores (elevador-reductor síncrono). El MPPT debe adaptarse a diversas diferencias de tensión entre el panel solar y la batería, y este gran inductor se encarga principalmente del almacenamiento y la conversión de energía, por lo que debe soportar una corriente de rizado muy elevada. Por eso se ve que el calibre del alambre es muy grueso y el núcleo toroidal también es grande.

En cuanto al pequeño inductor entre la salida del puente H y VBUS, claramente sirve para filtrar la salida; junto con el condensador SMD situado a su lado forma un filtro paso bajo LC. Normalmente, la batería o el lado VBUS son bastante sensibles al rizado de alta frecuencia, y añadir una segunda etapa de filtrado reduce eficazmente el ruido de conmutación, además de hacer que las pruebas EMC sean mucho más fáciles de superar. Los componentes utilizados son bastante robustos.

Mirando la topología del circuito, esto debería ser una arquitectura típica Buck-Boost síncrona de cuatro transistores (elevadora-reductora). La gran bobina toroidal en el centro del puente H es la bobina de potencia principal, encargada del almacenamiento y la transferencia de energía esenciales durante la conmutación de los transistores. La bobina pequeña a la salida del puente H, en esencia, forma junto con la red de condensadores posterior una segunda etapa de filtrado LC (o un filtro en π). Durante el proceso de optimización del MPPT, la corriente varía mucho; para garantizar que el rizado del voltaje entregado al VBUS sea lo suficientemente bajo, la bobina principal por sí sola no basta. Añadir una bobina de baja inductancia específicamente para suprimir el ruido de conmutación de alta frecuencia es una práctica habitual para mejorar la calidad de la salida de la fuente de alimentación.

Uno grande y uno pequeño, con funciones diferentes.

Inductor grande: almacenamiento de energía de potencia principal en el convertidor buck-boost de cuatro interruptores.

Inductor pequeño: filtrado de alta frecuencia/choque en el lado de salida.

Básicamente se reduce a la calidad de la alimentación y al cumplimiento de la normativa EMI. El gran inductor central es obviamente el componente principal del convertidor buck-boost. Sin embargo, la conmutación dura de los 4 MOSFET en el puente en H genera un dI/dt considerable y armónicos de alta frecuencia. Realmente no quieres que esos transitorios se propaguen por la línea VBUS y contaminen el resto del sistema. Ese inductor más pequeño es básicamente una bobina de choque para EMI/ripple, que reduce los picos de alta frecuencia antes de que puedan salir de la etapa de potencia.