Ωστόσο, η διαδικασία διατηρεί πάντα τη σχέση P = I x V, που σημαίνει ότι καθώς η έξοδος του μετατροπέα αυξάνει την τάση εισόδου, η έξοδος υφίσταται αναλογική μείωση του ρεύματος, γεγονός που αναγκάζει την ισχύ εξόδου να είναι σχεδόν πάντα ίση με την είσοδο ισχύ ή μικρότερη από την ισχύ εισόδου.
Πώς λειτουργεί ένας μετατροπέας ώθησης
Ένας μετατροπέας ώθησης είναι ένα είδος τροφοδοσίας SMPS ή διακόπτη λειτουργίας που λειτουργεί ουσιαστικά με δύο ενεργούς ημιαγωγούς (τρανζίστορ και δίοδο) και με τουλάχιστον ένα παθητικό στοιχείο με τη μορφή πυκνωτή ή επαγωγέα ή και τα δύο για μεγαλύτερη απόδοση.Ο επαγωγέας εδώ βασικά χρησιμοποιείται για την αύξηση της τάσης και ο πυκνωτής εισάγεται για το φιλτράρισμα των διακυμάνσεων μεταγωγής και για τη μείωση των κυματισμών ρεύματος στην έξοδο του μετατροπέα.
Η τροφοδοσία εισόδου που μπορεί να απαιτείται για ενίσχυση ή αύξηση μπορεί να αποκτηθεί από οποιαδήποτε κατάλληλη πηγή DC όπως μπαταρίες, ηλιακούς συλλέκτες, γεννήτριες με κινητήρα κ.λπ.
Λειτουργική αρχή
Ο επαγωγέας ενός μετατροπέα ενίσχυσης παίζει το σημαντικό να αυξήσει την τάση εισόδου.
Η κρίσιμη πτυχή που καθίσταται υπεύθυνη για την ενεργοποίηση της τάσης ώθησης από έναν επαγωγέα οφείλεται στην εγγενή ιδιότητά του να αντιστέκεται ή να αντιτίθεται σε ένα ξαφνικά επαγόμενο ρεύμα σε αυτό και λόγω της απόκρισης σε αυτό με τη δημιουργία μαγνητικού πεδίου και στη συνέχεια την καταστροφή του μαγνητικού πεδίο. Η καταστροφή οδηγεί στην απελευθέρωση της αποθηκευμένης ενέργειας.
Αυτή η παραπάνω διαδικασία έχει ως αποτέλεσμα την αποθήκευση του ρεύματος στον επαγωγέα και την επαναφορά αυτού του αποθηκευμένου ρεύματος σε όλη την έξοδο με τη μορφή πίσω EMF.
Ένα κύκλωμα οδήγησης τρανζίστορ ρελέ μπορεί να θεωρηθεί ένα εξαιρετικό παράδειγμα κυκλώματος μετατροπέα ενίσχυσης. Η δίοδος επιστροφής που είναι συνδεδεμένη σε όλο το ρελέ εισάγεται για βραχυκύκλωμα τα αντίστροφα EMF από το πηνίο ρελέ και για την προστασία του τρανζίστορ όποτε απενεργοποιείται.
Εάν αυτή η δίοδος αφαιρεθεί και ένας ανορθωτής πυκνωτή διόδου είναι συνδεδεμένος στον συλλέκτη / πομπό τρανζίστορ, η ενισχυμένη τάση από το πηνίο ρελέ μπορεί να συλλεχθεί σε αυτόν τον πυκνωτή.
Η διαδικασία σχεδιασμού μετατροπέα ενίσχυσης έχει ως αποτέλεσμα τάση εξόδου που είναι πάντα υψηλότερη από την τάση εισόδου.
Boost Converter Configuration
Αναφερόμενος στο παρακάτω σχήμα, μπορούμε να δούμε μια τυπική διαμόρφωση μετατροπέα ώθησης, το μοτίβο εργασίας μπορεί να γίνει κατανοητό όπως δίνεται κάτω από:Όταν η συσκευή που εμφανίζεται (η οποία μπορεί να είναι οποιαδήποτε τυπική ισχύς BJT ή mosfet) είναι ενεργοποιημένη, το ρεύμα από την τροφοδοσία εισόδου εισέρχεται στον επαγωγέα και ρέει δεξιόστροφα μέσω του τρανζίστορ για να ολοκληρώσει τον κύκλο στο αρνητικό άκρο της τροφοδοσίας εισόδου.
Κατά τη διάρκεια της παραπάνω διαδικασίας, ο επαγωγέας βιώνει μια ξαφνική εισαγωγή ρεύματος από μόνη της και προσπαθεί να αντισταθεί στην εισροή, η οποία έχει ως αποτέλεσμα την αποθήκευση κάποιου ποσού ρεύματος σε αυτήν μέσω της δημιουργίας μαγνητικού πεδίου.
Στην επόμενη επόμενη ακολουθία, όταν το τρανζίστορ είναι απενεργοποιημένο, η αγωγή του ρεύματος σπάει, αναγκάζοντας και πάλι μια ξαφνική αλλαγή στο τρέχον επίπεδο κατά μήκος του επαγωγέα. Ο επαγωγέας ανταποκρίνεται σε αυτό κλωτσώντας πίσω ή απελευθερώνοντας το αποθηκευμένο ρεύμα. Δεδομένου ότι το τρανζίστορ βρίσκεται στη θέση OFF, αυτή η ενέργεια βρίσκει τη διαδρομή του μέσω της διόδου D και πέρα από τα απεικονιζόμενα τερματικά εξόδου με τη μορφή μιας τάσης πίσω EMF.
Ο επαγωγέας το εκτελεί καταστρέφοντας το μαγνητικό πεδίο που δημιουργήθηκε νωρίτερα σε αυτό ενώ το τρανζίστορ ήταν σε λειτουργία ON.
Ωστόσο, η παραπάνω διαδικασία απελευθέρωσης ενέργειας εφαρμόζεται με αντίθετη πολικότητα, έτσι ώστε η τάση τροφοδοσίας εισόδου να γίνεται τώρα σε σειρά με την τάση πίσω emf του επαγωγέα. Και όπως όλοι γνωρίζουμε ότι όταν οι πηγές τροφοδοσίας ενώνουν σε σειρά, η καθαρή τάση τους αυξάνεται για να παράγει ένα μεγαλύτερο συνδυασμένο αποτέλεσμα.
Το ίδιο συμβαίνει και σε έναν μετατροπέα ώθησης κατά τη λειτουργία εκφόρτισης επαγωγέα, παράγοντας μια έξοδο που μπορεί να είναι το συνδυασμένο αποτέλεσμα της τάσης EMF πίσω επαγωγέα και της υπάρχουσας τάσης τροφοδοσίας, όπως φαίνεται στο παραπάνω διάγραμμα
Αυτή η συνδυασμένη τάση έχει ως αποτέλεσμα μια ενισχυμένη έξοδο ή μια ενισχυμένη έξοδο που βρίσκει τη διαδρομή της μέσω της διόδου D και του απέναντι πυκνωτή C για να φτάσει τελικά στο συνδεδεμένο φορτίο.
Ο πυκνωτής C παίζει πολύ σημαντικό ρόλο εδώ, κατά τη λειτουργία εκφόρτισης επαγωγέα ο πυκνωτής C αποθηκεύει την απελευθερούμενη συνδυασμένη ενέργεια σε αυτό και κατά την επόμενη φάση όταν το τρανζίστορ απενεργοποιείται ξανά και ο επαγωγέας βρίσκεται σε λειτουργία αποθήκευσης, ο πυκνωτής C προσπαθεί για να διατηρήσει την ισορροπία παρέχοντας τη δική της αποθηκευμένη ενέργεια στο φορτίο. Δείτε το παρακάτω σχήμα.
Αυτό διασφαλίζει μια σχετικά σταθερή τάση για το συνδεδεμένο φορτίο που μπορεί να αποκτήσει ισχύ τόσο κατά την περίοδο ON όσο και OFF των τρανζίστορ.
Εάν το C δεν περιλαμβάνεται, τότε αυτή η λειτουργία ακυρώνεται με αποτέλεσμα χαμηλότερη ισχύ για το φορτίο και χαμηλότερο ρυθμό απόδοσης.
Η παραπάνω εξηγηθείσα διαδικασία συνεχίζεται καθώς το τρανζίστορ ενεργοποιείται / απενεργοποιείται σε μια δεδομένη συχνότητα, διατηρώντας το αποτέλεσμα μετατροπής ώθησης.
Τρόποι λειτουργίας
Ένας μετατροπέας ώθησης μπορεί να λειτουργεί κυρίως με δύο τρόπους: τη συνεχή λειτουργία και τη ασυνεχή λειτουργία.Σε συνεχή λειτουργία, το ρεύμα επαγωγής δεν επιτρέπεται ποτέ να φτάσει στο μηδέν κατά τη διαδικασία εκφόρτισης (ενώ το τρανζίστορ είναι απενεργοποιημένο).
Αυτό συμβαίνει όταν ο χρόνος ON / OFF του τρανζίστορ έχει διαστάσεις με τέτοιο τρόπο ώστε ο επαγωγέας να συνδέεται πάντα πίσω γρήγορα με την τροφοδοσία εισόδου μέσω του ενεργοποιημένου τρανζίστορ ON, πριν μπορέσει να αποφορτιστεί πλήρως στο φορτίο και στον πυκνωτή C.
Αυτό επιτρέπει στον επαγωγέα να παράγει με συνέπεια την τάση ώθησης με αποδοτικό ρυθμό.
Στην ασυνεχή λειτουργία, ο χρονοδιακόπτης ON του διακόπτη τρανζίστορ μπορεί να είναι τόσο ευρύς ώστε ο επαγωγέας να μπορεί να αποφορτιστεί πλήρως και να παραμείνει αδρανής μεταξύ των περιόδων ενεργοποίησης ON του τρανζίστορ, δημιουργώντας τεράστιες τάσεις κυματισμού στο φορτίο και στον πυκνωτή C.
Αυτό θα μπορούσε να κάνει την απόδοση λιγότερο αποτελεσματική και με περισσότερες διακυμάνσεις.
Η καλύτερη προσέγγιση είναι να υπολογίσετε τον χρόνο ON / OFF του τρανζίστορ που αποδίδει τη μέγιστη σταθερή τάση σε όλη την έξοδο, πράγμα που σημαίνει ότι πρέπει να βεβαιωθούμε ότι ο επαγωγέας έχει βέλτιστη εναλλαγή έτσι ώστε ούτε να είναι ενεργοποιημένος πολύ γρήγορα, ο οποίος ενδέχεται να μην επιτρέπει την εκφόρτιση βέλτιστα, και ούτε να το ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΣΕΤΕ πολύ αργά, κάτι που θα μπορούσε να το αποστραγγίσει ένα αναποτελεσματικό σημείο.
Υπολογισμός, επαγωγικότητα, ρεύμα, τάση και κύκλος λειτουργίας σε μετατροπέα ώθησης
Εδώ θα συζητήσουμε μόνο τη συνεχή λειτουργία που είναι ο προτιμώμενος τρόπος λειτουργίας ενός μετατροπέα ενίσχυσης, ας αξιολογήσουμε τους υπολογισμούς που σχετίζονται με έναν μετατροπέα ώθησης σε συνεχή λειτουργία:Ενώ το τρανζίστορ βρίσκεται στη φάση ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΣΗΣ, η τάση πηγής εισόδου (
) εφαρμόζεται σε ολόκληρο τον επαγωγέα, προκαλώντας ένα ρεύμα ( 
) συσσωρεύονται μέσω του επαγωγέα για μια χρονική περίοδο, που υποδηλώνεται με (t). Αυτό μπορεί να εκφραστεί με τον ακόλουθο τύπο: ΔΙΛ / Δt = Vt / L
Όταν η κατάσταση ON του τρανζίστορ πρόκειται να ξεπεράσει και το τρανζίστορ πρόκειται να απενεργοποιηθεί, το ρεύμα που υποτίθεται ότι θα συσσωρευτεί στον επαγωγέα μπορεί να δοθεί με τον ακόλουθο τύπο:
ΔΙΛ (on) = 1 / L 0ʃDT
ή
Πλάτος = DT (Vi) / L
Όπου D είναι ο κύκλος λειτουργίας. Για να κατανοήσετε τον ορισμό του μπορείτε να ανατρέξετε στην προηγούμενη β uck θέση σχετικά με μετατροπέα
Το L υποδηλώνει την τιμή επαγωγής του επαγωγέα στο Henry.
Τώρα, ενώ το τρανζίστορ βρίσκεται σε κατάσταση OFF, και αν υποθέσουμε ότι η δίοδος προσφέρει ελάχιστη πτώση τάσης σε αυτό και ο πυκνωτής C αρκετά μεγάλο ώστε να μπορεί να παράγει σχεδόν μια σταθερή τάση εξόδου, τότε το ρεύμα εξόδου (
) μπορεί να συναχθεί με τη βοήθεια της ακόλουθης έκφρασης Vi - Vo = LdI / dt
Επίσης, οι τρέχουσες παραλλαγές (
) που μπορεί να εμφανιστεί κατά μήκος του επαγωγέα κατά τη διάρκεια της περιόδου εκφόρτισης (τρανζίστορ εκτός κατάστασης) μπορεί να δοθεί ως: ΔΙΛ (απενεργοποίηση) = 1 / L x DTʃT (Vi - Vo) dt / L = (Vi - Vo) (1 - D) T / L
Υποθέτοντας ότι ο μετατροπέας θα μπορούσε να λειτουργεί με σχετικά σταθερές συνθήκες, το μέγεθος του ρεύματος ή η ενέργεια που είναι αποθηκευμένη μέσα στον επαγωγέα καθ 'όλη τη διάρκεια του κύκλου μεταγωγής (μεταγωγής) μπορεί να θεωρηθεί ότι είναι σταθερή ή με τον ίδιο ρυθμό, αυτό μπορεί να εκφραστεί ως:
E = ½ L x 2IL
Τα παραπάνω υπονοούν επίσης ότι, δεδομένου ότι το ρεύμα καθ 'όλη τη διάρκεια της περιόδου μετακίνησης, ή στην αρχή της κατάστασης ON και στο τέλος της κατάστασης OFF πρέπει να είναι ίδια, η προκύπτουσα τιμή της αλλαγής στο τρέχον επίπεδο πρέπει να είναι μηδέν, καθώς εκφράζεται παρακάτω:
ΔΙΛ (on) + ΔΙΛ (απενεργοποιημένο) = 0
Αν αντικαταστήσουμε τις τιμές ΔIL (on) και ΔIL (off) στον παραπάνω τύπο από τις προηγούμενες παραλλαγές, λαμβάνουμε:
IL (on) - ΔIL (off) = Vidt / L + (Vi - Vo) (1 - D) T / L = 0
Περαιτέρω απλούστευση αποδίδει το ακόλουθο αποτέλεσμα: Vo / Vi = 1 / (1 - D)
ή
Vo = Vi / (1 - D)
Η παραπάνω έκφραση προσδιορίζει σαφώς ότι η τάση εξόδου σε έναν μετατροπέα ώθησης θα είναι πάντα υψηλότερη από την τάση τροφοδοσίας εισόδου (σε ολόκληρο το εύρος του κύκλου λειτουργίας, 0 έως 1)
Ανακάτεμα των όρων μεταξύ των πλευρών στην παραπάνω εξίσωση παίρνουμε την εξίσωση για τον προσδιορισμό του κύκλου λειτουργίας σε έναν κύκλο εργασίας μετατροπέα ώθησης.
D = 1 - Vo / Vi
Οι παραπάνω αξιολογήσεις μας δίνουν τους διάφορους τύπους για τον προσδιορισμό των διαφορετικών παραμέτρων που εμπλέκονται στις λειτουργίες μετατροπέα ενίσχυσης, οι οποίοι μπορούν να χρησιμοποιηθούν αποτελεσματικά για τον υπολογισμό και τη βελτιστοποίηση ενός ακριβούς σχεδιασμού μετατροπέα ώθησης.
Υπολογίστε το στάδιο ισχύος του μετατροπέα ώθησης
Οι ακόλουθες 4 οδηγίες είναι απαραίτητες για τον Υπολογισμό Ενίσχυσης Ενισχυτή Στάδιο Ισχύος:
1. Εύρος τάσης εισόδου: Vin (min) και Vin (max)
2. Ελάχιστη τάση εξόδου: Vout
3. Υψηλότερο ρεύμα εξόδου: Iout (μέγ.)
4. IC Circuit που χρησιμοποιείται για την κατασκευή του μετατροπέα ενίσχυσης.
Αυτό είναι συχνά υποχρεωτικό, απλώς και μόνο επειδή πρέπει να ληφθούν ορισμένα περιγράμματα για τους υπολογισμούς που μπορεί να μην αναφέρονται στο φύλλο δεδομένων.
Σε περίπτωση που αυτοί οι περιορισμοί είναι εξοικειωμένοι, η προσέγγιση του σταδίου ισχύος κανονικά
συμβαίνει.
Αξιολόγηση του υψηλότερου ρεύματος μεταγωγής
Το πρωταρχικό βήμα για τον προσδιορισμό του ρεύματος μεταγωγής θα ήταν να υπολογίσετε τον κύκλο λειτουργίας, D, για την ελάχιστη τάση εισόδου. Χρησιμοποιείται μια ελάχιστη τάση εισόδου κυρίως επειδή αυτό έχει ως αποτέλεσμα το υψηλότερο ρεύμα διακόπτη.
D = 1 - {Vin (min) x n} / Vout ---------- (1)
Vin (min) = ελάχιστη τάση εισόδου
Vout = απαιτούμενη τάση εξόδου
n = αποτελεσματικότητα του μετατροπέα, π.χ. η αναμενόμενη τιμή μπορεί να είναι 80%
Η αποδοτικότητα υπολογίζεται στον υπολογισμό του κύκλου λειτουργίας, απλώς και μόνο επειδή ο μετατροπέας απαιτείται για να παρουσιάσει επίσης την απαγωγή ισχύος. Αυτή η εκτίμηση προσφέρει έναν πιο λογικό κύκλο λειτουργίας σε σύγκριση με τον τύπο χωρίς τον συντελεστή απόδοσης.
Πρέπει πιθανώς να επιτρέψουμε μια εκτιμώμενη ανοχή 80% (κάτι που δεν θα ήταν πρακτικό για μια ώθηση
απόδοση χειρότερης περίπτωσης μετατροπέα), θα πρέπει να εξεταστεί ή ενδεχομένως να αναφέρεται στο τμήμα συμβατικών χαρακτηριστικών του φύλλου δεδομένων του επιλεγμένου μετατροπέα
Υπολογισμός του κυματισμού ρεύματος
Η επακόλουθη ενέργεια για τον υπολογισμό του υψηλότερου ρεύματος μεταγωγής θα ήταν να υπολογίσουμε το ρεύμα κυματισμού επαγωγέα.
Στο φύλλο δεδομένων του μετατροπέα συνήθως αναφέρεται ένας συγκεκριμένος επαγωγέας ή μια ποικιλία επαγωγέων για εργασία με το IC. Επομένως, πρέπει είτε να χρησιμοποιήσουμε την προτεινόμενη τιμή επαγωγέα για να υπολογίσουμε το ρεύμα κυματισμού, εάν δεν εμφανίζεται τίποτα στο φύλλο δεδομένων, αυτό που εκτιμάται στη λίστα επαγωγέων.
μικρό εκλογή αυτής της σημείωσης εφαρμογής για τον Υπολογισμό Ενίσχυσης Μετατροπέα Στάδιο Ισχύος.
Δέλτα I (l) = {Vin (min) x D} / f (s) x L ---------- (2)
Vin (min) = μικρότερη τάση εισόδου
D = κύκλος λειτουργίας που μετράται στην εξίσωση 1
f (s) = μικρότερη συχνότητα μεταγωγής του μετατροπέα
L = προτιμώμενη τιμή επαγωγέα
Στη συνέχεια, πρέπει να καθοριστεί εάν το προτιμώμενο IC μπορεί να είναι σε θέση να παρέχει τη βέλτιστη έξοδο
ρεύμα.
Iout (max) = [I lim (min) - Delta I (l) / 2] x (1 - D) ---------- (3)
I lim (min) = ελάχιστη τιμή του
τρέχων περιορισμός του εμπλεκόμενου διακόπτη (επισημαίνεται στα δεδομένα
σεντόνι)
Delta I (l) = ρεύμα κυματισμού επαγωγέα που μετρήθηκε στην προηγούμενη εξίσωση
D = κύκλος λειτουργίας που υπολογίστηκε στην πρώτη εξίσωση
Σε περίπτωση που η εκτιμώμενη τιμή για το βέλτιστο ρεύμα εξόδου του αποφασισμένου IC, Iout (max), είναι κάτω από τα αναμενόμενα μέγιστα ρεύματα εξόδου από τα συστήματα, πρέπει πραγματικά να χρησιμοποιηθεί ένα εναλλακτικό IC με ελαφρώς υψηλότερο έλεγχο ρεύματος διακόπτη.
Υπό την προϋπόθεση ότι η μετρούμενη τιμή για το Iout (max) είναι πιθανώς μια σκιά μικρότερη από την αναμενόμενη, μπορείτε πιθανώς να εφαρμόσετε το στρατολογημένο IC με έναν επαγωγέα με μεγαλύτερη επαγωγιμότητα όποτε εξακολουθεί να βρίσκεται στην καθορισμένη σειρά. Μια μεγαλύτερη επαγωγή μειώνει το ρεύμα κυματισμού, επομένως αυξάνει το μέγιστο ρεύμα εξόδου με το συγκεκριμένο IC.
Εάν η καθορισμένη τιμή είναι πάνω από το καλύτερο ρεύμα εξόδου του προγράμματος, το μεγαλύτερο ρεύμα μεταγωγής στον εξοπλισμό υπολογίζεται:
Isw (max) = Delta I (L) / 2 + Iout (max) / (1 - D) --------- (4)
Delta I (L) = ρεύμα κυματισμού επαγωγέα που μετράται στη δεύτερη εξίσωση
Iout (max), = βέλτιστο ρεύμα εξόδου απαραίτητο στο βοηθητικό πρόγραμμα
D = κύκλος λειτουργίας όπως μετρήθηκε νωρίτερα
Είναι στην πραγματικότητα το βέλτιστο ρεύμα, ο επαγωγέας, ο κλειστός διακόπτης (ες) εκτός από την εξωτερική δίοδο απαιτείται για να αντισταθεί.
Επιλογή επαγωγέα
Μερικές φορές τα φύλλα δεδομένων παρέχουν πολλές προτεινόμενες τιμές επαγωγέα. Σε αυτήν την περίπτωση, θα θελήσετε να προτιμήσετε έναν επαγωγέα με αυτό το εύρος. Όσο μεγαλύτερη είναι η τιμή επαγωγέα, τόσο αυξάνεται το μέγιστο ρεύμα εξόδου κυρίως λόγω του μειωμένου ρεύματος κυματισμού.
Η μείωση της τιμής επαγωγέα, η κλίμακα προς τα κάτω είναι το μέγεθος της λύσης. Λάβετε υπόψη ότι ο επαγωγέας πρέπει πραγματικά να περιλαμβάνει πάντα μια καλύτερη βαθμολογία ρεύματος σε αντίθεση με το μέγιστο ρεύμα που καθορίζεται στην Εξίσωση 4 λόγω του γεγονότος ότι το ρεύμα επιταχύνεται με τη μείωση της επαγωγής.
Για στοιχεία όπου δεν παρέχεται εύρος επαγωγέα, η ακόλουθη εικόνα είναι ένας αξιόπιστος υπολογισμός για τον κατάλληλο επαγωγέα
L = Vin x (Vout - Vin) / Delta I (L) x f (s) x Vout --------- (5)
Vin = τυπική τάση εισόδου
Vout = προτιμώμενη τάση εξόδου
f (s) = ελάχιστη συχνότητα μεταγωγής του μετατροπέα
Delta I (L) = προβλεπόμενο ρεύμα κυματισμού επαγωγέα, παρατηρήστε παρακάτω:
Το ρεύμα κυματισμού επαγωγέα απλά δεν μπορεί να μετρηθεί με την πρώτη εξίσωση, απλώς και μόνο επειδή ο επαγωγέας δεν αναγνωρίζεται. Μια προσέγγιση ήχου για το ρεύμα κυματισμού επαγωγέα είναι 20% έως 40% του ρεύματος εξόδου.
Delta I (L) = (0,2 έως 0,4) x Iout (max) x Vout / Vin ---------- (6)
Delta I (L) = προβλεπόμενο ρεύμα κυματισμού επαγωγέα
Iout (max) = βέλτιστη έξοδος
απαιτούμενο ρεύμα για την εφαρμογή
Προσδιορισμός διόδων ανορθωτή
Για να μειωθούν οι απώλειες, οι δίοδοι Schottky πρέπει πραγματικά να θεωρηθούν καλή επιλογή.
Η βαθμολογία προώθησης που θεωρείται απαραίτητη είναι ισοδύναμη με το μέγιστο ρεύμα εξόδου:
I (f) = Iout (μέγ.) ---------- (7)
I (f) = τυπικό
προς τα εμπρός ρεύμα της διόδου ανορθωτή
Iout (max) = βέλτιστο ρεύμα εξόδου σημαντικό στο πρόγραμμα
Οι δίοδοι Schottky περιλαμβάνουν σημαντικά μεγαλύτερη τρέχουσα βαθμολογία σε σύγκριση με την κανονική βαθμολογία. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το αυξημένο ρεύμα αιχμής στο πρόγραμμα δεν προκαλεί μεγάλη ανησυχία.
Η δεύτερη παράμετρος που πρέπει να παρακολουθείται είναι η απορρόφηση ισχύος της διόδου. Αποτελείται από το χειρισμό:
P (d) = I (f) x V (f) ---------- (8)
I (f) = μέσο προς τα εμπρός ρεύμα της διόδου ανορθωτή
V (f) = προς τα εμπρός τάση της διόδου ανορθωτή
Ρύθμιση τάσης εξόδου
Οι περισσότεροι από τους μετατροπείς εκχωρούν την τάση εξόδου με ένα αντιστατικό διαχωριστικό δίκτυο (που θα μπορούσε να είναι ενσωματωμένοπρέπει να είναι σταθεροί μετατροπείς τάσης εξόδου).
Με την εκχωρημένη τάση ανάδρασης, V (fb) και ρεύμα πόλωσης ανάδρασης, I (fb), ο διαχωριστής τάσης τείνει να είναι
υπολογισμένο.
Το ρεύμα με τη βοήθεια του αντιστατικού διαιρέτη θα μπορούσε ίσως να είναι περίπου εκατό φορές μεγαλύτερο από το ρεύμα μεροληψίας ανάδρασης:
I (r1 / 2)> ή = 100 x I (fb) ---------- (9)
I (r1 / 2) = ρεύμα κατά τη διάρκεια του αντιστατικού διαιρέτη στο GND
I (fb) = τρέχουσα μεροληψία ανάδρασης από το φύλλο δεδομένων
Αυτό αυξάνει την ακρίβεια κάτω του 1% στην αξιολόγηση τάσης. Το ρεύμα είναι επιπλέον πολύ μεγαλύτερο.
Το κύριο πρόβλημα με τις μικρότερες τιμές αντίστασης είναι η αυξημένη απώλεια ισχύος στο διαχωριστικό αντίστασης, εκτός από το ότι η συνάφεια μπορεί να είναι κάπως αυξημένη.
Με την παραπάνω πεποίθηση, οι αντιστάσεις επεξεργάζονται όπως αναφέρονται παρακάτω:
R2 = V (fb) / I (r1 / 2) ---------- (10)
R1 = R2 x [Vout / V (fb) - 1] ---------- (11)
R1, R2 = αντιστατικό διαχωριστικό.
V (fb) = τάση ανάδρασης από το φύλλο δεδομένων
I (r1 / 2) = ρεύμα λόγω του αντιστατικού διαιρέτη στο GND, που καθορίζεται στην εξίσωση 9
Vout = προγραμματισμένη τάση εξόδου
Επιλογή πυκνωτή εισόδου
Η ελάχιστη τιμή για τον πυκνωτή εισόδου παρέχεται συνήθως στο φύλλο δεδομένων. Αυτή η ελάχιστη τιμή είναι ζωτικής σημασίας για τη σταθερότητα της τάσης εισόδου ως αποτέλεσμα της προαπαιτούμενης αιχμής του ρεύματος εναλλαγής.
Η πιο κατάλληλη μέθοδος είναι η χρήση κεραμικών πυκνωτών μειωμένης ισοδύναμης αντίστασης σειράς (ESR).
Το διηλεκτρικό στοιχείο πρέπει να είναι X5R ή υψηλότερο. Διαφορετικά, ο πυκνωτής θα μπορούσε να μειώσει το μεγαλύτερο μέρος της χωρητικότητάς του λόγω προκατάληψης DC ή θερμοκρασίας (βλ. Αναφορές 7 και 8).
Η τιμή θα μπορούσε στην πραγματικότητα να αυξηθεί εάν ίσως η τάση εισόδου είναι θορυβώδης.
Επιλογή πυκνωτή εξόδου
Η καλύτερη μέθοδος είναι να εντοπίσετε μικρούς πυκνωτές ESR για να μειώσετε τον κυματισμό στην τάση εξόδου. Οι κεραμικοί πυκνωτές είναι οι σωστοί τύποι όταν το διηλεκτρικό στοιχείο είναι τύπου X5R ή πιο αποδοτικόΣε περίπτωση που ο μετατροπέας φέρει εξωτερική αντιστάθμιση, μπορεί να εφαρμοστεί κάθε είδους τιμή πυκνωτή πάνω από το προτεινόμενο μικρότερο στο φύλλο δεδομένων, αλλά με κάποιο τρόπο η αντιστάθμιση πρέπει να αλλάξει για την επιλεγμένη χωρητικότητα εξόδου.
Με εσωτερικά αντισταθμιζόμενους μετατροπείς, πρέπει να εξοικειωθούν οι συνιστώμενες τιμές επαγωγέα και πυκνωτή, ή οι πληροφορίες στο φύλλο δεδομένων για την προσαρμογή των πυκνωτών εξόδου θα μπορούσαν να υιοθετηθούν με την αναλογία L x C.
Με τη δευτερεύουσα αντιστάθμιση, οι ακόλουθες εξισώσεις μπορούν να βοηθήσουν στη ρύθμιση των τιμών του πυκνωτή εξόδου για μια προγραμματισμένη κυματική τάση εξόδου:
Cout (min) = Iout (max) x D / f (s) x Delta Vout ---------- (12)
Cout (min) = μικρότερη χωρητικότητα εξόδου
Iout (max) = βέλτιστο ρεύμα εξόδου της χρήσης
D = ο κύκλος εργασιών επεξεργάστηκε με την εξίσωση 1
f (s) = μικρότερη συχνότητα μεταγωγής του μετατροπέα
Delta Vout = ιδανικός κυματισμός τάσης εξόδου
Το ESR του πυκνωτή εξόδου αυξάνει μια παύλα πιο κυματισμός, που έχει εκχωρηθεί εκ των προτέρων με την εξίσωση:
Delta Vout (ESR) = ESR x [Iout (max) / 1 -D + Delta I (l) / 2] ---------- (13)
Delta Vout (ESR) = εναλλακτική τάση εξόδου που προκύπτει από πυκνωτές ESR
ESR = ισοδύναμη αντίσταση σειράς του χρησιμοποιούμενου πυκνωτή εξόδου
Iout (max) = μεγαλύτερο ρεύμα εξόδου της χρήσης
D = κύκλος λειτουργίας που υπολογίστηκε στην πρώτη εξίσωση
Delta I (l) = ρεύμα κυματισμού επαγωγέα από την εξίσωση 2 ή την εξίσωση 6
Εξισώσεις για την αξιολόγηση του σταδίου ισχύος ενός μετατροπέα ενίσχυσης
Μέγιστος κύκλος εργασίας: D = 1 - Κρασί (min) x n / Vout ---------- (14)
Vin (min) = μικρότερη τάση εισόδου
Vout = αναμενόμενη τάση εξόδου
n = αποτελεσματικότητα του μετατροπέα, π.χ. εκτιμάται 85%
Ρεύμα κυματισμού πηνίου:
Δέλτα I (l) = Vin (min) x D / f (s) x L ---------- (15)
Vin (min) = μικρότερη τάση εισόδου
D = κύκλος λειτουργίας που καθορίστηκε στην εξίσωση 14
f (s) = ονομαστική συχνότητα μεταγωγής του μετατροπέα
L = καθορισμένη τιμή επαγωγέα
Μέγιστο ρεύμα εξόδου του καθορισμένου IC:
Iout (max) = [Ilim (min) - Delta I (l)] x (1 - D) ---------- (16)Ilim (min) = μικρότερη τιμή του τρέχοντος ορίου της ολοκληρωμένης μάγισσας (προσφέρεται στο φύλλο δεδομένων)
Delta I (l) = Ρεύμα κυματισμού επαγωγέα που καθορίζεται στην εξίσωση 15
D = κύκλος λειτουργίας που υπολογίζεται στην εξίσωση 14
Μέγιστο ρεύμα διακόπτη ειδικής εφαρμογής:
Isw (max) = Delta I (l) / 2 + Iout (max) / (1 - D) ---------- (17)Delta I (l) = ρεύμα κυματισμού επαγωγέα που εκτιμάται στην εξίσωση 15
Iout (max), = το υψηλότερο δυνατό ρεύμα εξόδου που απαιτείται στο βοηθητικό πρόγραμμα
D = κύκλος λειτουργίας που περιγράφεται στην εξίσωση 14
Προσέγγιση πηνίου:
L = Vin x (Vout - Vin) / Delta I (l) x f (s) x Vout ---------- (18)Vin = κοινή τάση εισόδου
Vout = προγραμματισμένη τάση εξόδου
f (s) = μικρότερη συχνότητα μεταγωγής του μετατροπέα
Delta I (l) = προβλεπόμενο ρεύμα κυματισμού επαγωγέα, βλέπε Εξίσωση 19
Τρέχουσα εκτίμηση κυματισμού επαγωγέα:
Delta I (l) = (0,2 έως 0,4) x Iout (max) x Vout / Vin ---------- (19)Delta I (l) = προβλεπόμενο ρεύμα κυματισμού επαγωγέα
Iout (max) = υψηλότερο ρεύμα εξόδου σημαντικό στη χρήση
Τυπικό εμπρόσθιο ρεύμα διόρθωσης ανορθωτή:
I (f) = Iout (μέγ.) ---------- (20)
Iout (max) = βέλτιστο ρεύμα εξόδου κατάλληλο στο βοηθητικό πρόγραμμα
Διασπορά ισχύος σε ανορθωτή δίοδο:
P (d) = I (f)
x V (f) ---------- (21)
I (f) = τυπικό εμπρός ρεύμα της διόδου ανορθωτή
V (f) = προς τα εμπρός τάση της διόδου ανορθωτή
Τρέχουσα χρησιμοποιώντας δίκτυο αντιστάσεων διαχωριστή για τοποθέτηση τάσης εξόδου:
I (r1 / 2)> ή = 100 x I (fb) ---------- (22)I (fb) = τρέχουσα μεροληψία ανάδρασης από το φύλλο δεδομένων
Τιμή αντίστασης μεταξύ FB Pin και GND:
R2 = V (fb) / I (r1 / 2) ---------- (23)
Αξία αντίστασης μεταξύ καρφιτσών FB και Vout:
R1 = R2 x [Vout / V (fb) - 1] ---------- (24)
V (fb) = τάση ανάδρασης από το φύλλο δεδομένων
I (r1 / 2) = τρέχουσα
λόγω του αντιστατικού διαιρέτη στο GND, που υπολογίζεται στην Εξίσωση 22
Vout = ζητούμενη τάση εξόδου
Μικρότερη χωρητικότητα εξόδου, διαφορετικά έχει εκχωρηθεί εκ των προτέρων στο φύλλο δεδομένων:
Cout (min) = Iout (max) x D / f (s) x Delta I (l) ---------- (25)
Iout (max) = το υψηλότερο δυνατό ρεύμα εξόδου του προγράμματος
D = κύκλος λειτουργίας που περιγράφεται στην εξίσωση 14
f (s) = μικρότερη συχνότητα μεταγωγής του μετατροπέα
Delta Vout = αναμενόμενη κυμάτωση τάσης εξόδου
Υπερβολική τάση εξόδου λόγω ESR:
Delta Vout (esr) = ESR x [Iout (max) / (1 - D) + Delta I (l) / 2 ---------- (26)
ESR = παράλληλη αντίσταση σειράς του χρησιμοποιούμενου πυκνωτή εξόδου
Iout (max) = βέλτιστο ρεύμα εξόδου της χρήσης
D = κύκλος λειτουργίας που προσδιορίζεται στην εξίσωση 14
Delta I (l) = ρεύμα κυματισμού επαγωγέα από την εξίσωση 15 ή την εξίσωση 19
Προηγούμενο: Φτιάξτε αυτό το ηλεκτρικό κύκλωμα σκούτερ / χειριστηρίου Επόμενο: Υπολογισμός επαγωγέων σε μετατροπείς Buck Boost
