КАТЕГОРИИ СХЕМ СПРАВОЧНИК ИНТЕРЕСНЫЕ СХЕМЫ |
| САМЫЕ ПОПУЛЯРНЫЕ СХЕМЫ ТЕГИ |
Это накладывает существенные ограничения на использование такой аппаратуры в полевых условиях, либо требуется применять другие схемные решения, часто в ущерб качеству. Здесь приводится описание несложного двухполярного преобразователя, позволяющего от батарейного источника напряжением 6V получить стабильное двухполярное напряжение ±20V, при токе нагрузки до 50mА по каждому полюсу. КПД преобразователя более 60%.Использование микросхемы МР1517 (повышающий DC/DC-преобразователь, и преобразователь типа SEPIC).
Использование микросхемы МР1517 (повышающий DC/DC-преобразователь, и преобразователь типа SEPIC).
Яркость
модулей светодиодной подсветки не уступает яркости люминесцентных ламп с
холодным катодом, долговечность
светодиодов значительно выше, обеспечивается
более широкая цветовая гамма и насыщенность цвета LCD-монитора за счет более
эффективного согласования спектральных
характеристик цветных фильтров и спектров излучения цветных светодиодов, а также благодаря уникальной конструкции модуля подсветки.
Повышающий преобразователь и преобразователь типа
SEPIC.Типичным представителем этой группы является микросхема МР1517. Ее рекомендуют использовать не только как повышающий DC/DC-преобразователь, но и как преобразователь типа SEPIC. Напряжение питания этой микросхемы лежит в пределах 2,6…25 В. Она изготавливается в корпусе QFN16 размером 4×4 мм. Назначение выводов микро-схемы МР1517 приведено в таблице 1, а типовая схема включения – на рис. 1.
Таблица 1.
Рис. 1.
Эта схема отличается от предыдущих только тем, что для стабилизации тока светодиодов используется датчик тока одной последовательной цепи светодиодов из трех.
Схема DC/DC-преобразователя типа SEPIC на МР1517 показана на рис. 2. Особенностью
преобразователя SEPIC
является то, что 
Схема показанная на рис. 10 вырабатывает напряжение 3,3В
на выходе при изменении входного напряжения от 3 до 4,2 В. Любой
преобразователь типа SEPIC
собирается на основе импульсного повышающего преобразователя. Кроме
того, этот повышающий преобразователь (на L1, D2) используется для питания и самой
микросхемы МР1517.
Рис. 2.
В устойчивом режиме преобразователь SEPIC на МР1517 работает следующим образом. Допустим, в результате предыдущей работы к моменту отпирания внутреннего ключа МС на полевом транзисторе, конденсатор С8 будет заряжен (“+” — слева на рис. 10,”-” — справа).
При открывании
этого ключа, С8 будет разряжаться через дроссель L2, в котором будет накапливаться энергия в
виде изменяющегося магнитного поля. Кроме того, магнитную энергию будет накапливать
и дроссель L1,
по которому будет протекать нарастающий ток от источника питания через этот же
внутренний ключ микросхемы.
При запирании ключа в дросселе L1 возникает ЭДС («+» – справа, «-» – слева), которая складывается с напряжением источника питания и заряжает С8 («+» – слева, «-» – справа) через D1 и конденсатор С2. Помимо этого, в L2 возникает ЭДС («+» – вверху, «-» - внизу), заряжающая С2 через D1. При следующем отпирании внутреннего ключа микросхемы процесс повторится.
Величина напряжения на
выходе преобразователя (на С2)
Высоковольтный DC-DC преобразователь своими руками
Импульсные DC-DC преобразователи предназначены для как для повышения, так и для понижения напряжения.
С их помощью можно с минимальными потерями преобразовать 5 вольт, например, в 12, или 24, либо и наоборот. Также существуют высоковольтные DC-DC преобразователи, они способны из относительно малого напряжения (5-12 вольт) получить весьма существенную разность потенциалов в сотни вольт. В этой статье рассмотрим сборку именно такого преобразователя, напряжение на выходе которого можно регулировать в пределах 60-250 вольт.Схема преобразователя
В её основе лежит распространённый интегральный таймер NE555. Q1 на схеме – полевой транзистор, можно использовать IRF630, IRF730, IRF740 или любые другие, рассчитанные на работу с напряжением выше 300 вольт. Q2 – маломощный биполярный транзистор, смело можно ставить BC547, BC337, КТ315, 2SC828. Дроссель L1 должен иметь индуктивность 100 мкГн, однако, если такого под рукой нет, можно ставить дроссели в пределах 50-150 мкГн, это не скажется на работе схемы. Легко изготовить дроссель самому – намотать 50-100 витков медного провода на ферритовое колечко.
Диод D1 по схеме FR105, вместо него можно ставить UF4007 или любой другой быстродействующий диод на напряжение не меньше 300 вольт. Конденсатор С4 обязательно должен быть высоковольтным, как минимум 250 вольт, можно больше. Чем больше будет его ёмкость – тем лучше. Также желательно параллельно ему поставить плёночный конденсатор небольшой ёмкости для качественной фильтрации высокочастотных помех на выходе преобразователя. VR1 – подстроечный резистор, с помощью которого регулируется напряжение на выходе. Минимальное напряжение питания схемы – 5 вольт, самое оптимальное 9-12 вольт. Изготовление преобразователя
Схема собирается на печатной плате размерами 65х25 мм, файл с рисунком платы к статье прилагается. Можно взять текстолит размером больше, чем сам рисунок, чтобы по краям осталось место для крепления платы в корпусе. Несколько фотографий процесса изготовления:
После травления плату обязательно нужно залудить и проверить на замыкание дорожки.
Т.к. на плате присутствует высокое напряжение, между дорожками не должно быть никаких металлических заусенцев, иначе возможен пробой. В первую очередь на плату впаиваются мелкие детали – резисторы, диод, конденсаторы. Затем микросхема (её лучше установить в панельку), транзисторы, подстроечный резистор, дроссель. Для удобства подключения к плате проводов я рекомендую поставить винтовые клеммники, места для них на плате предусмотрены.Скачать плату:
Первый запуск и настройка
Перед запуском обязательно нужно проверить правильность монтажа, прозвонить дорожки. Подстроечный резистор установить в минимальное положение (движок должен быть на стороне резистора R4). После этого можно подавать на плату напряжение, включив последовательно с ней амперметр. На холостом ходу ток потребления схемы не должен превышать 50 мА. Если он укладывается в норму, можно аккуратно поворачивать подстроечный резистор, контролируя напряжение на выходе. Если всё нормально – подключить к высоковольтному выходу нагрузку, например, резистор 10-20 кОм и ещё раз протестировать работу схемы, уже под нагрузкой.
Максимальный ток, который может выдать такой преобразователь составляет примерно 10-15 мА. Использовать его можно, например, в составе ламповой техники для питания анодов ламп, либо же зажигать газоразрядные или люминесцентные индикаторы. Основной вариант применения – миниатюрный электрошокер, ведь напряжение 250 вольт на выходе ощутимо для человека. Удачной сборки!
Работа преобразователя наглядно продемонстрирована на видео:
Новые микросхемы для DC/DC преобразователей от Renesas
Компания Renesas представила две новые микросхемы контроллеров двухканальных DC/DC преобразователей , предназначенных для работы при входных напряжениях до 42В – ISL78264 и ISL78263.
Первые каналы в микросхемах идентичны – это контроллеры синхронных понижающих преобразователей, работающие на частоте от 0,2 до 2,2 МГц.
Нагрузочная способность драйверов внешних МОП-транзисторов (2А/3А) достаточно велика для того, чтобы управлять несколькими транзисторами, включенными параллельно. Выходной ток таких преобразователей может составлять 10А и более. Каналы имеют входы внешней синхронизации, разрешения и выход PGOOD. Предусмотрен автоматический переход между обычным режимом (ССМ) и Energy Conservation Mode (ECM), что обеспечивает высокую эффективность преобразования при низких нагрузках.
Вторые каналы DC/DC преобразователей, несмотря на похожую схемотехнику, имеют разное назначение. В микросхеме ISL78264 второй канал идентичен первому – это контроллер синхронного понижающего DC/DC преобразователя, характеристики которого идентичны первому каналу, за небольшим исключением, – выходное напряжение первого канала может быть выбрано равным или 3.3, или 5В, или регулироваться в пределах 0.8 – 5.0В. (Это определяется состоянием входа VSEL). Выходное напряжение второго канала – только регулируемое, 0.
8 – 32.0В. Микросхема ISL78264 работает при входном напряжении от 3.75 до 42В.
В микросхеме ISL78263 второй канал – это контроллер повышающего (Boost) преобразователя. (VBAT на схеме – это входное напряжение преобразователя!) Этот канал способен работать при очень низком входном напряжении – всего 2.1В. (Максимальное значение – 42В). Выходное напряжение повышающего преобразователя – регулируемое, от 5 до 40 В. Работоспособность преобразователя при столь низком входном напряжении обеспечивает стабильную работу электронного оборудования в устройствах, где возможна глубокая просадка напряжения батареи – например, в бортовой сети автомобиля при запуске холодного двигателя. BOOST-канал может работать независимо, или служить источником напряжения для первого канала, как показано на схеме.
Основное отличие микросхемы ISL78263 от ISL78264:
Микросхемы выпускаются в корпусах QFN-32 размером 5х5 мм и предназначены для работы в диапазоне температур -40…+125°С.
Микросхемы ISL78264 и ISL78263 предназначены, в первую очередь, для автоэлектроники и иных устройств с батарейным питанием.
Смотреть дополнительные материалы > ISL78264
Смотреть дополнительные материалы > ISL78263
Информацию по доступности микросхем ISL78264 и ISL78263 для преобразователей, а также по образцам и коммерческим условиям можно получить по телефонам или почте Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. . Мы будем рады Вам помочь!
Полный обзор DC-DC преобразователя на MT3608 – ЭЛЕКТРОНИКА – Обзоры
Товар можно купить тут
Сегодня в обзоре знаменитый DC-DC повышающий преобразователь напряжения на базе микросхемы MT3608. Плата популярна среди любителей создавать что-то своими руками. Применяется в частности для построения самодельных внешних зарядных устройств (power bank).
Сегодня мы проведем очень детальный обзор, изучим все достоинства и выясним недостатки
Стоит такая плата всего 0,5$, зная, что в ходе обзора предстоят жесткие тесты, которые могут обернуться выходном из строя плат, я купил сразу несколько штук.
Плата весьма неплохого качества, монтаж двухсторонний, если быть точнее почти вся обратная сторона – масса, одновременно играет роль теплоотвода. Габаритные размеры 36 мм * 17 мм * 14 мм
Производитель указывает следующие параметры
1). Максимальный выходной ток – 2А
2). Входное напряжение: 2 В ~ 24 В
3). Максимальное выходное напряжение: 28 В
4). Эффективность: ≤93%
Размер продукта: 36 мм * 17 мм * 14 мм
А схема представлена ниже.
На плате имеется подстроечный многооборотный резистор с сопротивлением 100кОм, предназначен для регулировки выходного напряжения. Изначально, для работы конвертора нужно покрутить переменник 10 шагов против часовой стрелки, лишь после этого схема начнет повышать напряжение, иными словами – до половины переменник крутится вхолостую.
На плате подписан вход и выход, поэтому проблем с подключением не возникнет.
Перейдем непосредственно к тестам.
1) Заявленное максимальное напряжение 28 Вольт, что соответствует реальному значению
2) Минимальное напряжение, при котором плата начинает работу – 2 Вольт, скажу, что это не совсем так, плата сохраняет работоспособность при таком напряжении, но начинает работу от 2,3-2,5 Вольт
3) Максимальное значение входного напряжения составляет 24 Вольт, скажу, что одна из 8 и купленных плат у меня не выдержила такое напряжение на входе, остальные сдали экзамен на отлично.
4) Режим короткого замыкания на выходе. Лабораторный блок питания, от которого питается источник, снабжен системой ограничения по току, при КЗ на выходе потребление с лабораторного БП составляет 5 А (это максимум, что может дать ЛБП). Исходя из этого делаем вывод, что если подключить инвертор например к аккумулятору, то при коротком замыкании последний моментально сгорит – защит от КЗ не имеет. Не имеется также зашита от перегрузки.
6) Что будет, если перепутать полярность подключения. Этот тест хорошо виден в ролике, плата попросту сгорает с дымом, притом сгорает именно микросхема.
7) Ток холостого хода всего 6мА, очень неплохой результат.
8) Теперь выходной ток. На вход подается напряжение 12 Вольт, на выходе 14, т.е разница вход-выход всего 2 Вольт, обеспечены наилучшие условия работы и если с таким раскладом схема не выдаст 2 Ампер, значит при других значениях вход-выход она этого обеспечить не может.
Температурные тесты
P.
S. в ходе тестов дроссель начал попахивать лаком и в связи с этим он был заменен на более хороший, по крайней мере диаметр провода нового дросселя раза в 2 толще, чем у родного.
В случае этих тестов на вход платы подается напряжение 12 Вольт, на выходе выставлено 14
Тепловыделение на дросселе, дроссель уже заменен
Тепловыделение на диоде
Тепловыделение на микросхеме
Как видим температура в некоторых случаях выше 100 гр, но стабильна.
Нужно также указать, что в таких условиях работы выходные параметры значительно ухудшаются, что и стоило ожидать.
Как видим при выходном токе 2А, напряжение просаживается, поэтому рекомендую эксплоатировать платку при токах 1-1,2Ампер максимум, при больших значениях теряется стабильность выходного напряжения, а также перегревается микросхема, дроссель и выходной выпрямительный диод.
9) Осциллограмма выходного напряжения, где наблюдаем пульсации.
Ситуация исправиться если параллельно выходу запаять электролит (35-50Вольт), емкость от 47 до 220мкФ.
(можно до 470, больше уже нет смысла)
Рабочая частота генератора около 1,5МГц
Погрешность тестов не более 5%
Mc34063 схемы преобразователей. MC34063 Один из самых распространенных ШИМ (ЧИМ) контроллеров и небольшой экскурс в принципы работы DC-DC конвертеров. Схема включения на понижение напряжения и стабилизации
Ниже представлена схема повышающего DC-DC конвертера, построенного по топологии boost, который, при подаче на вход напряжения 5…13В, на выходе выдает стабильное напряжение 19В. Таким образом, с помощью данного преобразователя можно получить 19В из любого стандартного напряжения: 5В, 9В, 12В. Преобразователь рассчитан на максимальный выходной ток порядка 0,5 А, имеет небольшие размеры и очень удобен.
Для управления преобразователем используется широко распространённая микросхема .
В качестве силового ключа используется мощный n-канальный MOSFET, как наиболее экономичное с точки зрения КПД решение. У этих транзисторов минимальное сопротивление в открытом состоянии и как следствие – минимальный нагрев (минимальная рассеиваемая мощность).
Поскольку микросхемы серии 34063 не приспособлены для управления полевыми транзисторами, то лучше применять их совместно со специальными драйверами (например, c драйвером верхнего плеча полумоста ) – это позволит получить более крутые фронты при открытии и закрытии силового ключа. Однако, при отсутствии микросхем драйверов, можно вместо них использовать “альтернативу для бедных”: биполярный pnp-транзистор с диодом и резистором (в данном случае можно, поскольку исток полевика подключен к общему проводу). При включении MOSFET затвор заряжается через диод, биполярный транзистор при этом закрыт, а при отключении MOSFET биполярный транзистор открывается и затвор разряжается через него.
Схема:
Детали:
L1, L2 – катушки индуктивности 35 мкГн и 1 мкГн, соответственно.
Катушку L1 можно намотать толстым проводом на кольце с материнской платы, только найдите кольцо диаметром побольше, потому что родные индуктивности там всего по несколько микрогенри и мотать возможно придётся в пару слоёв. Катушку L2 (для фильтра) берём готовую с материнки.
С1 – входной фильтр, электролит 330 мкФ/25В
С2 – времязадающий конденсатор, керамика 100 пФ
С3 – выходной фильтр, электролит 220 мкФ/25В
С4, R4 – снаббер, номиналы 2,7 нФ, 10 Ом, соответственно. Во многих случаях без него вообще можно обойтись. Номиналы элементов снаббера сильно зависят от конкретной разводки. Расчёт проводят экспериментально, уже после изготовления платы.
С5 – фильтр по питанию микрухи, керамика на 0,1 мкФ
http://сайт/datasheets/pdf-data/2019328/PHILIPS/2PA733.html
| C этой схемой также часто просматривают: |
Для питания портативной электронной аппаратуры в домашних условиях зачастую используют сетевые источники питания.
Но это не всегда бывает удобно, поскольку не всегда по месту использования имеется свободная электрическая розетка. А если необходимо иметь несколько различных источников питания?
Одно из верных решений это изготовить универсальный источник питания. А в качестве внешнего источника питания применить, в частности, USB-порт персонального компьютера. Не секрет, что в типовом предусмотрено питание для внешних электронных устройств напряжением 5В и токе нагрузки не более 500 мА.
Но, к сожалению, для нормальной работы большинства переносной электронной аппаратуры необходимо 9 или 12В. Решить поставленную задачу поможет специализированная микросхема преобразователь напряжения на MC34063 , которая значительно облегчит изготовление с требуемыми параметрами.
Структурная схема преобразователя mc34063:
Предельные параметры работы MC34063
Описание схемы преобразователя
Ниже представлена принципиальная схема варианта источника питания, позволяющего получить 9В или 12В из 5В USB-порта компьютера.
За основу схемы взята специализированная микросхема MC34063 (ее российский аналог К1156ЕУ5). Преобразователь напряжения MC34063 представляет собой электронную схему управления DC / DC — преобразователем.
Она имеет температурно-компенсированный источник опорного напряжения (ИОН), генератор с изменяемым рабочим циклом, компаратор, схему ограничения по току, выходной каскад и сильноточный ключ. Эта микросхема специально изготовлена для использования в повышающих, понижающих и инвертирующих электронных преобразователях с наименьшим числом элементов.
Выходное напряжение, получаемое в результате работы, устанавливается двумя резисторами R2 и R3. Выбор производится из расчета, что на входе компаратора (вывод 5) должно быть напряжение равное 1,25 В. Вычислить сопротивление резисторов для схемы можно используя несложную формулу:
Uвых= 1,25(1+R3/R2)
Зная необходимое выходное напряжение и сопротивление резистора R3, можно довольно легко определить сопротивление резистора R2.
Так как выходное напряжение определяется , можно значительно улучшить схему, включив в схему переключатель, позволяющий получать всевозможные значения по мере необходимости. Ниже приведен вариант преобразователя MC34063 на два выходных напряжения (9 и 12 В)
Этот опус будет о 3-богатырях. Почему богатырях?))) Издревна, богатыри — защитники Родины, люди которые «тырили» , то есть копили, а не как сейчас -«воровали», богатство.. Наши накопители — это импульсные преобразователи, 3 типа (понижающий, повышающий, инвертор). Причем все три — на одной микросхеме MC34063 и на одном типа катушки DO5022 индуктивностью 150 мкГн. Применяются они в составе коммутатора СВЧ-сигнала на pin-диодах, схема и плата которых приведена в конце этой статьи.
Расчет понижающего преобразователя (step-down, buck) DC-DC на микросхеме MC34063
Расчет ведется по типовой методике “AN920/D” от ON Semiconductor. Cхема электрическая принципиальная преобразователя изображена на рисунке 1.
Номера элементов схемы соответствуют последнему варианту cхемы (из файла “Driver of MC34063 3in1 – ver 08.SCH”).
Рис.1 Схема электрическая принципиальная понижающего (step-down) драйвера.
Выводы микросхемы:
Вывод 1 — SWC (switch collector) — коллектор выходного транзистора
Вывод 2 — SWE (switch emitter) — эмиттер выходного транзистора
Вывод 3 — TС (timing capacitor) — вход для подключения времязадающего конденсатора
Вывод 4 — GND – земля (соединяется с общим проводом понижающего DC-DC)
Вывод 5 — CII(FB ) (comparator inverting input) — инвертирующий вход компаратора
Вывод 6 — V CC — питание
Вывод 7 — Ipk — вход схемы ограничения максимального тока
Вывод 8 — DRC (driver collector) — коллектор драйвера выходного транзистора (в качестве драйвера выходного транзистора также используется биполярный транзистор, соединенный по схеме Дарлингтона, стоящий внутри микросхемы).
Элементы:
L 3 — дроссель. Лучше использовать дроссель открытого типа (не полностью закрытый ферритом) — серия DO5022T от Сoilkraft или RLB от Bourns, так как такой дроссель входит в насыщение при большем токе, чем распространённые дроссели закрытого типа CDRH Sumida. Лучше использовать дроссели большей индуктивности, чем полученное расчетное значение.
С 11 — времязадающий конденсатор, он определяет частоту преобразования. Максимальная частота преобразования для микросхем 34063 составляет порядка 100 кГц.
R 24 , R 21 — делитель напряжения для схемы компаратора. На неинвертирующий вход компаратора подается напряжение 1,25В от внутреннего регулятора, а на инвертирующий вход — с делителя напряжения. Когда напряжение с делителя становится равным напряжению от внутреннего регулятора — компаратор переключает выходной транзистор.
C 2 , С 5 , С 8 и С 17 , С 18 — соответственно, выходной и входной фильтры. Емкость выходного фильтра определяет величину пульсаций выходного напряжения.
Если в процессе расчетов получается, что для заданной величины пульсаций требуется очень большая емкость, можно расчет сделать для больших пульсаций, а потом использовать дополнительный LC-фильтр. Входную емкость обычно берут 100 … 470 мкФ (рекомендация TI не менее 470 мкФ), выходную – также берут 100 … 470 мкФ (взято 220 мкФ).
R 11-12-13 (R sc) — токочувствительный резистор. Он нужен для схемы ограничения тока. Максимальный ток выходного транзистора для MC34063 = 1.5А, для AP34063 = 1.6А. Если пиковый переключаемый ток будет превышать эти значения, то микросхема может сгореть. Если точно известно, что пиковый ток даже близко не подходит к максимальным значениям, то этот резистор можно не ставить. Расчет ведется именно на пиковый ток (внутреннего транзистора). При использовании внешнего транзистора пиковый ток протекает через него, через внутренний транзистор протекает меньший (управляющий) ток.
VT 4 – внешний биполярный транзистор, ставится в схему, когда расчетный пиковый ток превышает 1.
5А (при большом выходном токе). Иначе перегрев микросхемы может привести к выходу ее из строя. Рабочий режим (ток базы транзистора) R 26 , R 28 .
VD 2 – диод Шоттки или ультрабыстрый (ultrafast) диод на напряжение (прямое и обратное) не менее 2U вых
Порядок расчета:
- Выбирают номинальные входное и выходное напряжения: V in , V out и максимальный
выходной ток I out .
В нашей схеме V in =24В, V out =5В, I out =500мА (максимально 750 мА)
- Выбирают минимальное входное напряжение V in(min) и минимальную рабочую частоту f min при выбранных V in и I out .
В нашей схеме V in(min) =20В (по ТЗ), выбираем f min =50 кГц
3) Рассчитывают значение (t on +t off) max по формуле (t on +t off) max =1/f min , t on(max) — максимальное время, когда выходной транзистор открыт, t off(max) — максимальное время, когда выходной транзистор закрыт.
(t on +t off) max =1/f min =1/50 кГц =0.02 мС =20 мкС
Рассчитывают отношение t on /t off по формуле t on /t off =(V out +V F)/(V in(min) -V sat -V out) , где V F — падение напряжения на диоде (forward –прямое падение напряжения), V sat — падение напряжения на выходном транзисторе, когда он находится в полностью открытом состоянии (saturation – напряжение насыщения) при заданном токе. V sat определяется по графикам или таблицам, приведенным в документации. Из формулы видно, что чем больше V in , V out и чем больше они отличаются друг от друга — тем меньшее влияние на конечный результат оказывают V F и V sat .
(t on /t off) max =(V out +V F)/(V in(min) -V sat -V out)=(5+0.8)/(20-0.8-5)=5.8/14.2=0.408
4) Зная t on /t off и (t on +t off) max решают систему уравнений и находят t on(max) .
t off = (t on +t off) max / ((t on /t off) max +1) =20 мкС /(0.
408+1)=14.2 мкС
t on ( max ) =20- t off =20-14.2 мкС=5.8 мкС
5) Находят емкость времязадающего конденсатора С 11 (Ct ) по формуле:
C 11 = 4.5*10 -5 *t on(max) .
C 11 = 4.5*10 -5 * t on ( max ) =4.5*10 — 5*5.8 мкС=261 pF (это min значение) , берем 680pF
Чем меньше емкость, тем больше частота. Емкости 680pF соответствует частота 14КГц
6) Находят пиковый ток через выходной транзистор: I PK(switch) =2*I out . Если он получился больше максимального тока выходного транзистора (1.5 …1.6 А), то преобразователь с такими параметрами невозможен. Нужно либо пересчитать схему на меньший выходной ток (I out ), либо использовать схему с внешним транзистором.
I PK(switch) =2*I out =2*0.5=1 A (для максимального значения выходного тока 750ма I PK(switch) = 1.4А)
7) Рассчитывают R sc по формуле: R sc =0,3/I PK(switch) .
R sc =0,3/I PK(switch) =0.3/1=0.3 Ом, параллельно соединяем 3 резистора (R 11-12-13 ) по 1 Ом
8) Рассчитывают минимальную емкость конденсатора выходного фильтра: С 17 =I PK(switch) *(t on +t off) max /8V ripple(p-p) , где V ripple(p-p) — максимальная величина пульсаций выходного напряжения. Берется максимальная ёмкость из ближайших к расчетному стандартных значений.
С 17 = I PK ( switch ) *(t on + t off ) max /8 V ripple ( p — p ) =1*14.2 мкС/8*50 мВ=50 мкФ, берем 220 мкФ
9) Рассчитывают минимальную индуктивность дросселя:
L 1( min ) = t on ( max ) *(V in ( min ) — V sat — V out )/ I PK ( switch ) . Если получаются слишком большие C 17 и L 1 , можно попробовать повысить частоту преобразования и повторить расчет.
Чем выше частота преобразования — тем ниже минимальная емкость выходного конденсатора и минимальная индуктивность дросселя.
L 1(min) =t on(max) *(V in(min) -V sat -V out)/I PK(switch) =5.8 мкС *(20-0.8-5)/1=82.3 мкГн
Это минимальная индуктивность. Для микросхемы MC34063 дроссель следует выбирать с заведомо большим значением индуктивности, чем расчетное значение. Выбираем L=150мкГн фирмы CoilKraft DO5022.
10) Сопротивления делителя рассчитываются из соотношения V out =1,25*(1+R 24 /R 21) . Эти резисторы должны быть не менее 30 Ом.
Для V out =5В берем R 24 =3.6К, тогда R 21 =1.2К
Онлайн расчет http://uiut.org/master/mc34063/ показывает правильность рассчитанных значений (кроме Сt=С11):
Также есть другой онлайн расчет http://radiohlam.ru/teory/stepdown34063.htm , который также показывает правильность рассчитанных значений.
12) По условиям расчета п.7 пиковый ток 1А (Макс 1.
4А) находится около максимального тока транзистора (1.5 …1.6 А) Желательно поставить внешний транзистор уже при пиковом токе 1А, во избежании перегрева микросхемы. Это и сделано. Выбираем транзистор VT4 MJD45 (PNP-тип) с коэффициентом передачи тока 40 (h31э желательно взять максимально возможным, так как транзистор работает в режиме насыщения и на нем падает напряжение порядка =0.8В). Некоторые производители транзисторов указывают в заголовке даташита про малое значение напряжения насыщения Usat порядка 1В, на которое и надо ориентироваться.
Рассчитаем сопротивления резисторов R26 и R28 в цепях выбранного транзистора VT4.
Ток базы транзистора VT4: I б= I PK ( switch ) / h 21 э . I б=1/40=25мА
Резистор в цепи БЭ: R 26 =10*h 21э / I PK ( switch ) . R 26 =10*40/1=400 Ом (берем R 26 =160Ом)
Ток через резистор R 26: I RBE =V BE /R 26 =0.
8/160=5мА
Резистор в цепи базы: R 28 =(Vin(min)-Vsat(driver)-V RSC -V BEQ 1)/(I B +I RBE)
R 28 =(20-0.8-0.1-0.8)/(25+5)=610 Ом, можно взять меньше 160 Ом (однотипный с R 26 , так как встроенный транзистор Дарлингтона может обеспечить больший ток для меньшего резистора.
13) Рассчитаем элементы снаббера R 32, C 16. (см расчет повышающей схемы и схему ниже).
14) Рассчитаем элементы выходного фильтра L 5 , R 37, C 24 (Г.Oтт “Методы подавления шумов и помех в электронных системах” стр.120-121).
Выбрал — катушку L5=150мкГн (однотипный дроссель с активным резистивным сопротивлением Rдросс=0.25 ом) и С24=47мкФ (в схеме указано большее значение 100 мкФ)
Рассчитаем декремент затухания фильтра кси =((R+Rдросс)/2)* корень(С/L)
R=R37 ставится когда декремент затухания меньше 0.6, чтобы убрать выброс относительной АЧХ фильтра (резонанс фильтра).
Иначе фильтр на этой частоте среза будет усиливать колебания, а не ослаблять.
Без R37: Кси=0.25/2*(корень 47/150)=0.07 — будет подъем АЧХ до +20дб, что плохо, поэтому ставим R=R37=2.2 Ом, тогда:
C R37: Кси=(1+2.2)/2*(корень 47/150)=0.646 — при кси 0.5 и более спад АЧХ (те нет резонанса).
Резонансная частота фильтра (частота среза) Fср=1/(2*пи*L*C), должна лежать ниже частот преобразования микросхемы (те фильтровать эти высокие частоты 10-100кГц). Для указанных значений L и С получим Fср=1896 Гц, что меньше частот работы преобразователя 10-100кГц. Сопротивление R37 более нескольких Ом повыщать нельзя, тк на нем упадет напряжение (при токе нагрузки 500мА и R37=2.2 Ом падение напряжения составит Ur37=I*R=0.5*2.2=1.1В).
Все элементы схемы выбраны для поверхностного монтажа
Осциллограммы работы в различных точках схемы понижающего преобразователя:
15) а) Осциллограммы без нагрузки (Uвх=24в, Uвых=+5В):
Напряжение +5В на выходе преобразователя (на конденсаторе С18) без нагрузки |
Сигнал на коллекторе транзистора VT4 имеет частоту 30-40Гц, тк без нагрузки, схема потребляет около 4 мА без нагрузки |
Управляющие сигналы на выв. на базе транзистора VT4 (верхний) без нагрузки |
1 микросхемы (нижний) иб) Осциллограммы под нагрузкой (Uвх=24в, Uвых=+5В), при частотозадающей емкости c11=680pF. Меняем нагрузку путем уменьшения сопротивления резистора (3 осциллограммы ниже). Выходной ток стабилизатора при этом увеличивается, как и входной.
Нагрузка — 3 резистора 68 ом параллельно (221 мА ) Входной ток – 70мА |
Желтый луч — сигнал на базе транзистора (управляющий) Синий луч — сигнал на коллекторе транзистора (выходной) Нагрузка — 5 резисторов 68 ом параллельно (367 мА ) Входной ток – 110мА |
Желтый луч — сигнал на базе транзистора (управляющий) Синий луч — сигнал на коллекторе транзистора (выходной) Нагрузка — 1 резистор 10 ом (500 мА ) Входной ток – 150мА |
Вывод: в зависимости от нагрузки меняется частота следования импульсов, при большей нагрузке – частота увеличивается, далее паузы (+5В) между фазой накопления и отдачи -пропадают, остаются только прямоугольные импульсы – стабилизатор работает “на пределе” своих возможностей. Это также видно по осциллограмме ниже, когда напряжение “пилы” имеет выбросы – стабилизатор входит в режим ограничения тока.
в) Напряжение на частотозадающей емкости c11=680pF при максимальной нагрузке 500мА
Желтый луч — сигнал емкости (управляющая пила) Синий луч — сигнал на коллекторе транзистора (выходной) Нагрузка — 1 резистор 10 ом (500 мА ) Входной ток – 150мА |
г) Пульсации напряжения на выходе стабилизатора (с18) при максимальной нагрузке 500мА
Желтый луч — сигнал пульсаций на выходе (с18) Нагрузка — 1 резистор 10 ом (500 мА ) |
Пульсации напряжения на выходе LC(R)-фильтра (с24) при максимальной нагрузке 500мА
Желтый луч — сигнал пульсаций на выходе LC(R)-фильтра (с24) Нагрузка — 1 резистор 10 ом (500 мА ) |
Вывод: размах напряжений пульсаций от пика до пика уменьшился с 300мВ до 150мВ.
д) Осциллограмма затухающих колебаний без снаббера:
Cиний луч — на диоде без снаббера (видна вставка импульса со временем не равным периоду, так как это не ШИМ, а ЧИМ) |
Осциллограмма затухающих колебаний без снаббера (увеличено):
Расчет повышающего преобразователя (step-up, boost) DC-DC на микросхеме MC34063
http://uiut.org/master/mc34063/ . Для повышающего драйвера он в основном аналогичен расчету понижающего драйвера, поэтому ему можно верить. Схема при онлайн-расчете автоматически меняется на типовую схему из “AN920/D” Входные данные, результаты расчета и сама типовая схема представлены ниже.
— полевой N-канальный транзистор VT7 IRFR220N. Повышает нагрузочную способность микросхемы, позволяет быстро переключаться. Подбирают по:Электрическая схема повышающего преобразователя изображена на рисунке 2. Номера элементов схемы соответствуют последнему варианту cхемы (из файла “Driver of MC34063 3in1 – ver 08.
SCH”). В схеме есть элементы, которых нет на типовой схеме онлайн расчета. Это следующие элементы:
- Максимальному напряжению сток-исток V DSS = 200В , тк высокое напряжение на выходе +94В
- Малому падению напряжения канала R DS(on) max =0.6 O м. Чем меньше сопротивление канала, тем меньше потери на нагрев и выше кпд.
- Малой емкости (входной), которая определяет заряда затвора Qg (Total Gate Charge) и малый входной ток затвора. Для данного транзистора I =Qg* Fsw =15нКл *50 КГц=750мкА .
- Максимальному току стока I d =5А , тк импульсный ток Ipk=812 mA при выходном токе 100мА
— элементы делителя напряжения R30, R31 и R33 (снижает напряжение для затвора VT7, которое должно быть не более V GS =20В)
— элементы разряда входной емкости VT7 – R34, VD3, VT6 при переключении транзистора VT7 в закрытое состояние. Уменьшает время спада на затворе VT7 с 400нС (не показана) до 50 нС (осциллограмма со временем спада 50нС). -12)=5.1КОм
Величина ёмкости снаббера обычно является компромиссным решением, поскольку, с одной стороны, чем больше ёмкость — тем лучше сглаживание (меньше число колебаний), с другой стороны, каждый цикл ёмкость перезаряжается и рассеивает через резистор часть полезной энергии, что сказывается на КПД (обычно, нормально рассчитанный снаббер снижает КПД очень незначительно, в пределах пары процентов).
Путем постановки переменного резистора, определили более точно сопротивление R =1 K
Рис.2 Схема электрическая принципиальная повышающего (step-up, boost) драйвера.
Осциллограммы работы в различных точках схемы повышающего преобразователя:
а) Напряжение в различных точках без нагрузки :
Напряжение на выходе — 94В без нагрузки |
Напряжение на затворе без нагрузки |
Напряжение на стоке без нагрузки |
б) напряжение на затворе (желтый луч) и на стоке (синий луч) транзистора VT7:
на затворе и на стоке под нагрузкой изменяется частота с 11кГц(90мкс) до 20кГц(50мкс) — те это не ШИМ, а ЧИМ |
на затворе и на стоке под нагрузкой без снаббера (растянуто — 1 период колебания) |
на затворе и на стоке под нагрузкой со снаббером |
в) передний и задний фронт напряжение выв.
2 (желтый луч) и на затворе (синий луч) VT7, пила выв.3:
синий — время нарастания 450 нс на затворе VT7 |
Желтый — время нарастания 50 нс на выв 2 микросхемы синий — время нарастания 50 нс на затворе VT7 |
пила на Ct (выв.3 ИМС) c выбросом регулирования F=11k |
Расчет DC-DC инвертера (step-up/step-down, inverter) на микросхеме MC34063
Расчет также ведется по типовой методике “AN920/D” от ON Semiconductor.
Расчет можно вести сразу “онлайн” http://uiut.org/master/mc34063/ . Для инвертирующего драйвера он в основном аналогичен расчету понижающего драйвера, поэтому ему можно верить. Схема при онлайн-расчете автоматически меняется на типовую схему из “AN920/D” Входные данные, результаты расчета и сама типовая схема представлены ниже.
— биполярный PNP-транзистор VT7 (повышает нагрузочную способность)Электрическая схема инвертиртирующего преобразователя изображена на рисунке 3.
Номера элементов схемы соответствуют последнему варианту cхемы (из файла “Driver of MC34063 3in1 – ver 08.SCH”). В схеме есть элементы, которых нет на типовой схеме онлайн расчета. Это следующие элементы:
— элементы делителя напряжения R27, R29 (задает ток базы и режим работы VT7),
— элементы снаббера С15, R35 (подавляет нежелательные колебания от дросселя)
Некоторые компоненты отличаются от расчетных:
- катушка L взята меньше расчетного значения L=L2 (рис.3)=150мкГн (однотипность всех катушек)
- выходная емкость взята меньше расчетной С0=С19=220мкФ
- частотозадающий конденсатор взят С13=680пФ, соответствует частоте 14КГц
- резисторы делителя R2=R22=3.6К, R1=R25=1.2К (взяты сначала для выходного напряжения -5В) и окончательные резисторы R2=R22=5.1 К, R1=R25=1.2К (выходного напряжения -6.5В)
ограничительный резистор тока взят Rsc – 3 резистора параллельно по 1 Ом (результирующее сопротивление 0.3Ом)
Рис.3 Схема электрическая принципиальная инвертера (step-up/step-down, inverter) .
Осциллограммы работы в различных точках схемы инвертера:
a) при входном напряжении +24В без нагрузки :
на выходе -6.5В без нагрузки |
на коллекторе – накопление и отдача энергии без нагрузки |
на выв.1 и базе транзистора без нагрузки |
на базе и коллекторе транзистора без нагрузки |
пульсации на выходе без нагрузки |
Детали в схеме рассчитаны на 5В с ограничение тока 500мА, с пульсацией 43кГц и 3мВ. Входное напряжение может быть от 7 до 40 вольт.
За выходное напряжение отвечают резисторный делитель на R2 и R3, если их заменить подстроечным резистором где-то на 10 кОм, то можно будет задавать требуемое выходное напряжение.
За ограничение тока отвечает резистор R1. За частоту пульсаций отвечают конденсатор C1 и катушка L1, за уровень пульсаций конденсатор C3. Диод может быть заменён на 1N5818 или 1N5820. Для расчёта параметров схемы есть специальный калькулятор — http://www.nomad.ee/micros/mc34063a/index.shtml , где стоит только задать требуемые параметры, он так же может рассчитать схемы и параметры преобразователей нерассмотренных двух типов.
Было изготовлено 2 печатные платы: слева – с делителем напряжения на делителе напряжения, выполненном на двух резисторов типоразмера 0805, справа с переменным резистором 3329H-682 6,8кОм. Микросхема MC34063 в корпусе DIP, под ней два чип танталовых конденсатора типоразмера – D. Конденсатор C1 –типоразмера 0805, диод выводной, резистор ограничения тока R1 – на пол вата, при малых токах, меньше 400 мА, можно поставить резистор меньшей мощности. Индуктивность CW68 22мкГн, 960мА.
Осциллограммы пульсаций, R огранич = 0,3 Ом
На этих осциллограммах показаны пульсации: слева – без нагрузки, справа – с нагрузкой в виде сотового телефона, ограничивающий резистор 0,3 Ом, снизу с той же нагрузкой, но ограничивающий резистор на 0,2 Ом.
Осциллограмма пульсации, R огранич = 0,2 Ом
Снятые характеристики (замерены не все параметры), при входном напряжении 8,2 В.
Этот адаптер был изготовлен для подзарядки сотового телефона и питания цифровых схем в походных условиях.
В статье была приведена плата с переменным резистором в качестве делителя напряжения, размешаю к ней и соответствующею схему, отличие от первой схемы только в делителе.
33 комментария на « Понижающий DC-DC преобразователь на MC34063»
Очень даже!
Жаль, я на 3,3 Uвых искал, и помощьнее надо (1,5А-2А).
Может доработаете?
В статье приведена ссылка на калькулятор для схемы. По нему для 3,3В нужно поставить R1=11k R2=18k.
Если вам нужны токи по более, то нужно или транзистор добавлять, или использовать более мощный стабилизатор, например LM2576.
Спасибо! Направили.
Если поставить транзистор внешний — защита по току останется? К примеру R1 поставить 0,05 ОМ защита должна срабатывать при 3 A, т.
к. микруха сама не выдержит этот ток то ес-но надо усилить полевиком.
Думаю, ограничение (у этой микросхемы ограничение тока, а не защита) остаться должно будет. В даташите есть схема на биполярнике и расчёты для увеличения тока. Для более больших токов могу посоветовать LM2576, она как раз до 3А.
Здравствуйте! Я тоже собрал эту схему для автомобильной зарядки мобильника. Но он когда «голодный» (разряжен) ест очень немалый ток (870mA). для этой микрухи это еще нормально, только грется должна. Собирал и на макетке и на плате, результат один — работает 1минуту затем просто падает ток и мобильник отключает заряд.
Мне не понятно только одно… почему у автора статьи не совпадают не один номинал из расчетных, практически, с калькулятором который привел в статье ссылку. по параметрам у автора «…с пульсацией 43кГц и 3мВ.» и 5В на выходе, а калькулятор при этих прметрах выдает C1 — 470пик, L1 — 66-68мкГн,
С3 — 1000uF. Вопрос вот в чем: И ГДЕ ТУТ ПРАВДА?
В самом начале статьи написано – что статья отправлена на доработку.
Во время расчётов допустил ошибки, и из-за них схема так сильно греться, нужно правильно подобрать конденсатор C1 и индуктивность, но пока до этой схемы всё руки не доходят.
Мобильник отключает заряд, по превышение определённого напряжения, для большинства телефонов это напряжение более 6В с чем-то вольт. Заряжать телефон лучше током поменьше, аккумулятор подольше проживёт.
Спасибо Alex_EXE за ответ! Заменил все компоненты по калькулятору, схема не греется вообще, напряжение на выходе 5,7В а при нагрузке (зарядке мобильного) выдает 5В — это норма, да и по току 450mA, детали выбрал по калькулятору, все сошлось в доли вольта. Катушку брал на 100мкГн (калькулятор выдал: не менее 64мкГн, значит можно более:). Все компоненты распишу позже, как испытаю, если кому интересно.
Таких сайтов как у Вас Alex_EXE (русскоязычных) не так уж и много на просторах интернета, развивайте его и дальше, если можете. Спасибо Вам!
Рад, что помог 🙂
Распишите, кому-нибудь может пригодиться.
Ок, расписываю:
Испытания прошли удачно, мобилка заряжается (батарея в моей нокии 1350мА)
-выходное напряжение 5,69В (видимо 1мВ кудато потеряло:) — без нагрузки, и 4,98В с нагрузкой «мобилка».
-входное бортовое 12В (ну это автомобиль, понятно что 12 это идиал, а так 11,4-14,4В).
Номиналы для схемы:
— R1=0.33 Ом/1W (потому как немного греется)
— R2=20K /0.125W
— R3=5,6K/0.125W
— C1=470p керамика
— C2=1000uF/25v (низкоимпедансный)
— C3=100uF/50v
— L1 (как уже писал выше 100мкГн, лучше если будет 68мкГн)
Вот и все:)
А у меня к Вам Alex_EXE вопрос:
Я не могу найти на просторах инета информацию про «Напряжение пульсаций на нагрузке» и «Частота преобразования»
Как правильно задать эти параметры в калькулятор, то есть подобрать?
И Что они значат вообще?
Сейчас хочу на этой микрухе сделать зарядку от батареек но нужно четко понимать эти два параметра.
Чем пульсаций меньше – тем лучше. У меня стоит 100мкФ и уровень пульсаций 2,5-5%, в зависимости от нагрузки, у вас стоит 1000мкФ – этого более чем достаточно.
Частота пульсации в пределах нормы.
Про пульсации кое-как понял, это как сильно «прыгает напряжение», ну…. примерно:)
А вот частота преобразования. Что делать с ней? стремится уменьшить или увеличить? Гугла про это молчит как партизан, или то я так искал:)
Тут я вам точно сказать не могу, хотя частота от 5 до 100КГц для большинства задач будет нормальной. В любом случае это зависит от задачи, более всего требовательны к частоте аналоговые и точные приборы, где колебания могут наложиться на рабочие сигналы тем самым вызвав их искажения.
Адександр пишет 23.04.2013 в 10:50
Нашёл то, что надо! Очень кстати. Большое Вам Alex_EXE спасибо.
Алекс, обьясните пожалуйста чайнику, в случае ввода в схему переменного резистора, в каких пределах будет меняться напряжение?
можно ли используя данную схему сделать источник тока 6,6 вольт с регулируемым напряжением, Umax чтоб не превышало эти самые 6,6 вольт. хочу сделать несколько групп светодиодов (раб.
U 3,3 вольт и ток 180 ма), в каждой группе 2 св.диода, послед. соединенны. источник питания 12вольт, но если необходимо могу приобрести другой. Спасибо если ответите…))
К сожалению данная конструкция мне не понравилась — больно капризная. Если в будущем надобность появиться то могу вернуться, но пока на неё забил.
Для светодиодов лучше применять специализированные микросхемы.
Частота преобразования чем выше, тем лучше, т.к. уменьшаются габариты (индуктивность) дросселя, но в разумных пределах — для MC34063 оптимально 60-100 кГц. Резистор R1 и будет греться, т.к. по сути это токоизмерительный шунт, т.е. весь ток потребляемый как самой схемой так и нагрузкой течет через него (5В х 0,5А=2,5Ватт)
Вопрос конечно глупый но можно-ли с неё снять +5, земля и -5 вольт? мощь большая не нужна, но нужна стабильность, или ещё что дополнительное придёться ставить типа 7660?
Всем здрасьте. Ребята кто может помоч сделать, чтобы на выходе было 10 Вольт или лучше с регулировкой.
Илья можно Вас попросить мне расписать. Подскажите пожалуйста. Спасибо.
В листе спецификаций производителя mc34063:
максимальная частота F=100 kHz, типовая F = 33 kHz.
Vripple = 1 mV — типовое значение, Vripple = 5 mV — максимальное.
—
Выход на 10 В:
— для понижающего DC, если на входе 12 В:
Vin=12 В, Vout=10 В, Iout=450 mA, Vripple=1 mV(pp), Fmin=34 kHz.
Ct=1073 pF, Ipk=900 mA, Rsc=0.333 Ohm, Lmin=30 uH, Co=3309 uF,
R1=13k, R2=91k (10V).
— для повышающего DC, если на входе 3 В:
Vin=3 В, Vout=10 В, Iout=450 mA, Vripple=1 mV(pp), Fmin=34 kHz.
Ct=926 pF, Ipk=4230 mA, Rsc=0.071 Ohm,Lmin=11 uH, Co=93773 uF,R=180 Ohm,R1=13k R2=91k (10V)
Вывод: для повышающего DC при заданных параметрах микросхема не годится, так как превышен Ipk=4230 mA > 1500 mA. Вот вариант: http://www.youtube.com/watch?v=12X-BBJcY-w
Стабилитрон на 10 В поставить.
Судя по осциллограммам у Вас дроссель насыщается, нужен дроссель мощней. Можно повысить частоту преобразования, оставив дроссель тех же габаритов и индуктивности.
Кстати, МЦ-шка спокойно работает до 150 кгц, главное внутр. транзисторы включать не «дарлингтоном».
Насколько я понял, его можно параллельно в схему питания припитать?
И главный вопрос: как увеличить мощность преобразователя? Смотрю, кондёры там маленькие – на входе 47мкФ, на выходе вообще 2,2мкФ… От них мощь зависит? Впаять туда по штуке-полторы мкФ? 🙂
Что делать, шеф, что делать?!
Очень некорректно использовать танталовые конденсаторы в цепях питания! Тантал очень не любит больших токов и пульсаций!
> Очень некорректно использовать танталовые конденсаторы в цепях питания!
а где их еще использовать, если не в импульсных блоках питания?! 🙂
Отличьная статейка. Рад был почитать. Все на понятном простом языке без выпендривания. Даже прочитав коментарии приятно был удивлен, отзывчивость и простота общения на высоте. Почему я попал на эту тему. Потому что собираю подмотку одометра на Камаз. Нашел схему, и там настоятельно автор рекомендует, запитывать микроконтролер именно таким образом, а не через кренку.
Иначе горит контролер. Не знаю точьно, на наверно кренка не держит таково входного напряжения и поэтому палитса. Так как на такой машине 24 В. Но что мне было не понятно, так это то, что на схеме по чертежу вроди бы стабилитрон. У автора подмотки одометра было собранно на смд компонентах. И этот стабилитрон ss24 оказываетса смд диодом шотки. ТУт на схеме тоже нарисован как стабилитрон. Но вроди бы хорошо понел, тут диод а не стабилитрон. Хотя может я путаю их чертеж? может так рисуетса диоды шотки а не стабилитроны? Осталось уточьнить такую малость. Но за статейку большое спосибо.
Основные технические характеристики MC34063
- Широкий диапазон значений входных напряжений: от 3 В до 40 В;
- Высокий выходной импульсный ток: до 1,5 А;
- Регулируемое выходное напряжение;
- Частота преобразователя до 100 кГц;
- Точность внутреннего источника опорного напряжения: 2%;
- Ограничение тока короткого замыкания;
- Низкое потребление в спящем режиме.
- Источник опорного напряжения 1,25 В;
- Компаратор, сравнивающий опорное напряжение и входной сигнал с входа 5;
- Генератор импульсов сбрасывающий RS-триггер;
- Элемент И объединяющий сигналы с компаратора и генератора;
- RS-триггер устраняющий высокочастотные переключения выходных транзисторов;
- Транзистор драйвера VT2, в схеме эмиттерного повторителя, для усиления тока;
- Выходной транзистор VT1, обеспечивает ток до 1,5А.
И энергия не будет передаваться на выход микросхемы.MC34063 повышающий преобразователь
Например я данную микросхему использовал чтобы получить 12 В питание интерфейсного модуля от ноутбучного порта USB (5 В), таким образом интерфейсный модуль работал когда работал ноутбук ему не нужен был свой источник бесперебойного питания.Также имеет смысл использовать микросхему для питания контакторов, которым нужно более высокое напряжение, чем другим частям схемы.
Хотя MC34063 выпускается давно, но возможность работы от 3 В, позволяет её использовать в стабилизаторах напряжения питающихся от литиевых аккумуляторов.
Рассмотрим пример повышающего преобразователя из документации. Эта схема рассчитана на входное напряжение 12 В, выходное — 28 В при токе 175мА.
- C1 – 100 мкФ 25 В;
- C2 – 1500 пФ;
- C3 – 330 мкФ 50 В;
- DA1 – MC34063A;
- L1 – 180 мкГн;
- R1 – 0,22 Ом;
- R2 – 180 Ом;
- R3 – 2,2 кОм;
- R4 – 47 кОм;
- VD1 – 1N5819.
Понижающий преобразователь на МС34063
Понизить напряжение значительно проще – существует большое количество компенсационных стабилизаторов не требующих катушек индуктивности, требующих меньшего количества внешних элементов, но и для импульсного преобразователя находиться работа когда выходное напряжение в несколько раз меньше входного, либо просто важен КПД преобразования.В технической документации приводиться пример схемы с входным напряжение 25 В и выходным 5 В при токе 500мА.
- C1 – 100 мкФ 50 В;
- C2 – 1500 пФ;
- C3 – 470 мкФ 10 В;
- DA1 – MC34063A;
- L1 – 220 мкГн;
- R1 – 0,33 Ом;
- R2 – 1,3 кОм;
- R3 – 3,9 кОм;
- VD1 – 1N5819.
МС34063 схема инвертирующего преобразователя
Третья схема используется реже двух первых, но не менее актуальна. Для точного измерения напряжений или усиления аудио сигналов часто требуется двуполярное питание, и МС34063 может помочь в получении отрицательных напряжений.В документации приводиться схема позволяющая преобразовать напряжение 4,5 .. 6.0 В в отрицательное напряжение -12 В с током 100 мА.
- C1 – 100 мкФ 10 В;
- C2 – 1500 пФ;
- C3 – 1000 мкФ 16 В;
- DA1 – MC34063A;
- L1 – 88 мкГн;
- R1 – 0,24 Ом;
- R2 – 8,2 кОм;
- R3 – 953 Ом;
- VD1 – 1N5819.
Аналоги микросхемы MC34063
Если MC34063 предназначена для коммерческого применении и имеет диапазон рабочих температур 0 .. 70°C, то её полный аналог MC33063 может работать в коммерческом диапазоне -40 .. 85°C.Несколько производителей выпускают MC34063, другие производители микросхем выпускают полные аналоги: AP34063, KS34063.
Даже отечественная промышленность выпускала полный аналог К1156ЕУ5 , и хотя эту микросхему купить сейчас большая проблема, но вот можно найти много схем методик расчетов именно на К1156ЕУ5, которые применимы к MC34063.Если необходимо разработать новое устройство и какжется MC34063 подходит как нельзя лучше, то соит обратить внимание на более современные аналоги, например: NCP3063 .
Добавьте защиту от короткого замыкания в ваш повышающий преобразователь
Добавлено 5 декабря 2015 в 22:45
Сохранить или поделиться
Повышающий преобразователь – это DC-DC преобразователь, используемый для получения выходного напряжения, которое выше входного. Повышающие преобразователи также используются для управления светодиодами, включенными последовательно, в таких устройствах, как светодиодные фонари. Данные преобразователи обладают уязвимостью к короткому замыканию в цепи нагрузки. В данной статье обсуждается: почему повышающие преобразователи уязвимы к короткому замыканию, способы защиты повышающих преобразователей от короткого замыкания, и альтернативные преобразователи силовой электроники, которые не обладают данной уязвимостью, и которые могут быть использованы вместо повышающего преобразователя.
Введение в повышающие преобразователи
Как отмечалось ранее, повышающий преобразователь выдает выходное напряжение, которое выше входного. Примеры использования повышающих преобразователей включают в себя:
- подача напряжения 5 В на порты зарядки для литиевых аккумуляторов;
- подача напряжения на шины питания в смартфонах;
- управление включенными последовательно светодиодами в светодиодных фонарях;
- регулятор напряжения в проекте на основе Arduino;
- создание высокого напряжения для запуска двигателя от одной ячейки литиевого аккумулятора.
На рисунке 1 изображена упрощенная схема повышающего преобразователя. Эта простая схема построена на конденсаторах, индуктивности, MOSFET транзисторе, и диоде. Выход управляется через петлю обратной связи (не показана для простоты) с помощью управления коэффициентом заполнения, долей времени, во время которого транзистор находится в открытом состоянии. Передаточная функция, или соотношение между выходным и входным напряжениями, составляет Uвых/Uвх = 1/(1-D), где Uвых – это выходное напряжение, Uвх – входное напряжение, D – коэффициент заполнения.
В состав реального повышающего преобразователя входит микросхема ШИМ-контроллера, которая на рисунке 1 не показана.
Обратите внимание, что если выходной вывод повышающего преобразователя замкнуть накоротко на корпус, то входное напряжение тоже будет замкнуто на корпус через индуктивность и диод. Здесь нет никакого ограничения по току, который потечет в этом случае, и который будет ограничен лишь сопротивлением проводов и ограничением по току источника питания, подключенного к входу. Повышающий преобразователь выйдет из строя вместе с диодом, катушкой индуктивности, или произойдет возгорание, расплавление или какое-либо другое катастрофическое повреждение, если не будут предприняты меры для защиты повышающего преобразователя.
Общая стратегия защиты
Общая стратегия защиты, изложенная в данной статье, заключается во включении коммутатора между источником питания и повышающим преобразователем, который будет использоваться для отключения повышающего преобразователя от источника питания в случае короткого замыкания цепи нагрузки.
Этот коммутатор может быть реализован на MOSFET транзисторе, на коммутаторе нагрузки, на микросхеме повышающего преобразователя с встроенным коммутатором защиты, или на предохранителе.
Защита с MOSFET транзистором
MOSFET транзистор, добавленный перед повышающим преобразователем, может использоваться для отключения от него источника питания. Посмотрите на упрощенные схемы на рисунках 2 и 3. MOSFET транзистор может потребовать дополнительной схемы для смещения затвора. MOSFET транзистор с каналом n-типа требует, чтобы напряжение на его затворе было выше напряжения на его истоке. Это может потребовать микросхему драйвера затвора или накачку заряда. MOSFET транзистор с каналом p-типа требует, чтобы напряжение на затворе было ниже напряжения на его истоке. Если входное напряжение достаточно велико, затвор MOSFET транзистора с каналом p-типа может быть подтянут к корпусу, чтобы открыть транзистор. По этой причине использование MOSFET транзистора с каналом p-типа может быть проще и легче.
Обратите внимание, что на обеих схемах диод на обозначении MOSFET транзистора направлен от повышающего преобразователя к источнику питания, поэтому ток будет заблокирован, пока транзистор не откроется.
При выборе MOSFET транзистора для данного использования необходимо учитывать максимально допустимое напряжение затвор-исток (VGS), сопротивление сток-исток открытого канала (RDS), пороговое напряжение включения транзистора (VGS(th)). Максимально допустимое напряжение сток-исток должно быть на несколько вольт выше максимального входного напряжения. Сопротивление открытого канала сток-исток должно быть достаточно низким, чтобы не создавать больших потерь P=I2R. Пороговое напряжение включения транзистора должно быть достаточно низким, чтобы MOSFET транзистор мог легко открываться и закрываться.
Рисунок 2 – Упрощенная схема повышающего преобразователя с MOSFET транзистором с каналом n-типа между источником питания и входом повышающего преобразователя для защиты от короткого замыканияРисунок 3 – Упрощенная схема повышающего преобразователя с MOSFET транзистором с каналом p-типа между источником питания и входом повышающего преобразователя для защиты от короткого замыканияЗащита с коммутатором нагрузки
Коммутатор нагрузки – это мощный MOSFET транзистор с дополнительной микросхемой.
Дополнительные функции могут включать в себя накачку заряда и переключение уровня для смещения затвора MOSFET транзистора, также функции защиты от перегрузки по току, которые выключают коммутатор при очень больших токах. Использование коммутатора нагрузки имеет следующие преимущества перед использованием MOSFET транзистора:
- уменьшается количество используемых компонентов;
- уменьшается размер печатной платы;
- уменьшается сложность конструкции, так как вам не нужно добавлять дополнительную схему управления.
Контроллеры повышающих преобразователей со встроенной защитой
Реальные повышающие преобразователи управляются микросхемой, которая регулирует преобразование напряжения. Некоторые из этих микросхем контроллеров повышающих преобразователей уже имеют встроенные механизмы защиты, такие как коммутация нагрузки. Использование контроллера со встроенной защитой упрощает конструкцию, уменьшает количество используемых компонентов и уменьшает размер печатной платы.
В качестве примера микросхем повышающих преобразователей, в которые включены функции защиты, можно привести LM4510 и TPS61080 от Texas Instruments.
Защита с предохранителем
Предохранитель может быть размещен на входе или на выходе повышающего преобразователя для защиты от короткого замыкания в цепи нагрузки. Смотрите рисунок 6 в качестве примера.
Рисунок 6 – Защита с помощью предохранителей на входе или выходе повышающего преобразователя. Обратите внимание, что защитные цепи на коммутаторе нагрузки и MOSFET транзисторе также могут быть размещены между выходом преобразователя и нагрузкой, как изображена защитная цепь на предохранителе.Автор рекомендует использовать другие подходы, описанные в данной статье, так как конструкция с предохранителем доставляет больше неудобств. Если произойдет короткое замыкание, предохранитель сгорит и потребуется его замена. Схемы, построенные на дополнительных защитных MOSFET транзисторах, коммутаторах нагрузки или интегрированной защите, не требуют замены каких-либо компонентов, если конвертеры работают правильно.
Эти технические решения сохранят конечному пользователю время и деньги, необходимые для замены сгоревшего предохранителя. Кроме того, предохранители не срабатывают так быстро, как можно было бы ожидать, прочитав документацию. Это может привести к выходу из строя компонентов и проводников до того момента, когда сгорит предохранитель. Схемы, использующие MOSFET транзисторы, коммутаторы нагрузки и микросхемы со встроенной защитой, могут отключить нагрузку за микросекунды или быстрее, обеспечивая дополнительную безопасность и надежность для схемы. Тем не менее, решение с предохранителем может быть простым и дешевым для реализации.
Заключение
Повышающие преобразователи используются везде, но страдают от уязвимости к коротким замыканиям в цепи нагрузки. Данная статья обсуждает несколько подходов к устранению этой уязвимости, включая использование MOSFET транзисторов, коммутаторов нагрузки, микросхем со встроенной защитой и предохранителей для отключения повышающего преобразователя в случае короткого замыкания в цепи нагрузки.
Оригинал статьи
Теги
MOSFET / МОП транзисторЗащита цепейСиловая электроникаСохранить или поделиться
DC / DC Converter IC Система параметрического поиска
Параметрический поиск DC / DC Converter IC с внутренним MOSFET . Найдите 4000+ продуктов от 45+ производителей , чтобы найти преобразователи постоянного и постоянного тока малой и большой мощности для решений по управлению питанием и электроники.
| ___________________ | _______________ | _____________ | _______________________ |
| Топология | Селектор пуска | МОП-транзистор | Детали |
| ___________________ | _______________ | _____________ | _______________________ |
| DC / DC преобразователь IC | Бак | стажер | от 0. 01A – 35A |
| Повышение | стажер | Предельный ток до 11,5 А | |
| Бак-Буст | стажер | до 3А выходной ток | |
| ___________________ | _______________ | _____________ | _______________________ |
Можно найти широкий спектр преобразователей постоянного тока в постоянный.Начиная от преобразователей PFM с низким энергопотреблением / слабым током или преобразователей PFM / PWM для портативных устройств, аккумуляторов энергии и батарей, вплоть до преобразователей PWM с высокой плотностью мощности для серверных, телекоммуникационных или промышленных приложений. Также можно поискать недорогие импульсные преобразователи для бытовой электроники или импульсные регуляторы со специальной квалификацией для automotive , такие как AEC-Q100. Для регуляторов с высоким энергопотреблением, таких как от 20А + до 200А + , многофазных или многоканальных, используйте ИС контроллера постоянного / постоянного тока с внешним селектором продуктов на полевых МОП-транзисторах.
1. Детали поиска параметров для понижающего преобразователя.
В каких пределах доступны конвертеры и их можно искать:
- Входное напряжение: от 1,0 В до 100 В
- Выходное напряжение: от 0,3 В до 90 В
- Выходной ток: до ~ 35 А
Пара примерных параметров, которые можно выбрать:
- синхронные и несинхронные.
- Регулируемое / предустановленное / программируемое выходное напряжение: аналоговое через ЦАП или цифровое через 1-контактный интерфейс или интерфейс I2C или варианты с фиксированным напряжением.
- Частота переключения: фиксированная, регулируемая, предварительно выбираемая или синхронизируемая извне с соответствующими диапазонами переключения.
- Предел тока: выбираемый или регулируемый вывод.
- Пакет: CSP, SC70, SOT23 / 25/89, MSOP, SON / DFN, QFN, SO, SOIC, SOP, DIP, TO, DDPAK.
- и многие другие, такие как Softstart, регулируемый Softstart, Power Good (PG), Tracking, Automotive AEC-Q100 . ..
..2. Детали поиска параметров для повышающего преобразователя.
В каких пределах доступны конвертеры и их можно искать:
- Входное напряжение: от 0,3 В до 80 В
- Выходное напряжение: от 0,8 В до 400 В
- Типовой предел тока переключения: до ~ 11,5 A
Пара примерных параметров, которые можно выбрать:
- синхронные и несинхронные.
- Предустановленное / регулируемое / программируемое выходное напряжение: аналоговое через ЦАП или цифровое через 1-контактный интерфейс или интерфейс I2C или варианты с фиксированным напряжением.
- Частота переключения: регулируемая, фиксированная, предварительно выбираемая или синхронизируемая извне с соответствующими диапазонами переключения.
- Предел тока: выбираемый или регулируемый вывод.
- Пакет: CSP, SC70, SOT23 / 25/89, MSOP, SON / DFN, QFN, SO, SOIC, SOP, DIP, TO, DDPAK.
- и другие, такие как плавный пуск, регулируемый плавный пуск, Power Good (PG), отслеживание, автомобильный AEC-Q100 . ..
..3. Подробные сведения о поиске параметров для преобразователя Buck-Boost.
В каких пределах доступны конвертеры и их можно искать:
- Входное напряжение: от 1,1 В до 60 В
- Выходное напряжение: от 0,4 В до 40 В
- Выходной ток: до ~ 3 А
Пара примерных параметров, которые можно выбрать:
- синхронные и несинхронные.
- Предустановленное / программируемое / регулируемое выходное напряжение: аналоговое через ЦАП или цифровое через 1-контактный интерфейс или интерфейс I2C или варианты с фиксированным напряжением.
- Частота переключения: регулируемая, предварительно выбираемая, фиксированная или внешняя синхронизация с соответствующими диапазонами переключения.
- Предел тока: выбираемый или регулируемый вывод.
- Пакет: CSP, SOT23 / 25/89, MSOP, SON / DFN, QFN, SO, SOIC, SOP.
- и многие другие, такие как Softstart, регулируемый Softstart, Power Good (PG), Tracking, LBI / LBO, Automotive AEC-Q100 . ..
..Повышающие (повышающие) регуляторы | Analog Devices
Некоторые файлы cookie необходимы для безопасного входа в систему, но другие необязательны для функциональной деятельности.Сбор наших данных используется для улучшения наших продуктов и услуг. Мы рекомендуем вам принять наши файлы cookie, чтобы обеспечить максимальную производительность и функциональность нашего сайта. Для получения дополнительной информации вы можете просмотреть сведения о файлах cookie. Узнайте больше о нашей политике конфиденциальности.
Принять и продолжить Принять и продолжитьФайлы cookie, которые мы используем, можно разделить на следующие категории:
- Строго необходимые файлы cookie:
- Это файлы cookie, которые необходимы для работы аналога.com или предлагаемые конкретные функции. Они либо служат единственной цели передачи данных по сети, либо строго необходимы для предоставления онлайн-услуг, явно запрошенных вами.
- Аналитические / рабочие файлы cookie:
- Эти файлы cookie позволяют нам выполнять веб-аналитику или другие формы измерения аудитории, такие как распознавание и подсчет количества посетителей и наблюдение за тем, как посетители перемещаются по нашему веб-сайту. Это помогает нам улучшить работу веб-сайта, например, за счет того, что пользователи легко находят то, что ищут.
- Функциональные файлы cookie:
- Эти файлы cookie используются для распознавания вас, когда вы возвращаетесь на наш веб-сайт. Это позволяет нам персонализировать наш контент для вас, приветствовать вас по имени и запоминать ваши предпочтения (например, ваш выбор языка или региона). Потеря информации в этих файлах cookie может сделать наши службы менее функциональными, но не помешает работе веб-сайта.
- Целевые / профилирующие файлы cookie:
- Эти файлы cookie записывают ваше посещение нашего веб-сайта и / или использование вами услуг, страницы, которые вы посетили, и ссылки, по которым вы переходили.Мы будем использовать эту информацию, чтобы сделать веб-сайт и отображаемую на нем рекламу более соответствующими вашим интересам. Мы также можем передавать эту информацию третьим лицам с этой целью.
Это помогает нам улучшить работу веб-сайта, например, за счет того, что пользователи легко находят то, что ищут.Повышающий преобразователь – ЧИМ, DC-DC 25 В, 25 мА
% PDF-1.
4
%
1 0 объект
>
эндобдж
5 0 obj / ModDate (D: 20200
Это устройство также делает идеальный
решение для последовательного смещения большого количества белых светодиодов. Чип
Пин-код включения позволяет пользователю управлять устройством для увеличения заряда батареи
срок службы в режиме ожидания и может иметь широтно-импульсную модуляцию для белого
Светодиодные приложения. Универсальность NCP1406 позволяет
сконфигурирован не только как повышающий преобразователь, но также как инвертор и
как понижающий преобразователь.Это решение предлагается в
компактный корпус TSOP − 5. приложение / pdf
Эта схема управления
Универсальность NCP1406 позволяет ему быть
m *} zPRwV, FB1MZnVMKA [, imWm ݳ e! VDv | b48VqxkMZ “r # os9ӏa * \ N? L = AfrE) 3Ty 8) = ‘gcsbjIQXR
ڪ% ֵ4`4 hCwAD
48Z] 6A
8nW% / pXA ߀6 hWo) ~ –`HX (|Как выбрать компоненты для DCDC
Общее описание
В этом техническом информационном документе объясняется, как выбрать внешние компоненты для преобразователей постоянного тока в постоянный. Следует тщательно выбирать внешние компоненты, поскольку они сильно влияют на характеристики преобразователей постоянного тока в постоянный ток, указанные в таблице 1. Номер детали каждого внешнего компонента указан в типовых схемах применения в каталогах данных Torex или технических паспортах.
Выбор внешних компонентов
Выбор внешних компонентов для подключения к продукции TOREX сильно влияет на характеристики преобразователей постоянного тока в постоянный.
Воспользуйтесь приведенной ниже таблицей 1 в качестве справки и полностью определитесь с реальными устройствами. Для получения подробной информации о внешних компонентах, таких как номер детали и т.
Д., Обратитесь к типичным схемам применения, приведенным в листе технических данных Torex.
| КАТУШКА | CL * | SD * | ВНЕШНИЙ TR. | ВНЕШНИЙ TR. (БИПОЛЯРНЫЙ) | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| л | DCR | (МОП-транзистор) | R B | С В | ||||
| Для большего тока | Малый | Малый | Большой | Малый V F | (низкое сопротивление при включении) | Малый | Большой | |
| Для повышения эффективности | Легкая нагрузка | Большой | Малый | – | Малый I R | – | Большой | Малый |
| Тяжелая нагрузка | Большой | Малый | – | Малый V F | (Низкое сопротивление при включении) | Малый | Большой | |
| Для низкого выходного напряжения пульсаций | Большой | – | Большой | – | – | – | – | |
| Для улучшения переходного резонанса | Малый | – | Большой | – | – | – | – | |
Примечание.
При использовании силового МОП-транзистора в качестве внешнего транзистора не требуется RB или CB.
* CL: конденсатор нагрузки, SD: диод Шоттки
Катушка
Для выбора значения индуктивности обратитесь к таблице 2 ниже, где указаны значения в соответствии с частотой колебаний и выходным током (нагрузкой). Чем выше частота колебаний, тем ниже значение индуктивности и тем меньше размер катушки, которую можно выбрать. По возможности лучше использовать катушку с более низким сопротивлением постоянному току (DCR). Когда значение L становится меньше, пиковый ток (Ipeak) катушки увеличивается, и максимальный выходной ток становится максимальным при определенном значении L.Когда значение L увеличивается, потери переключающего транзистора из-за пикового тока становятся меньше, а эффективность достигает максимума при определенном значении L. Кроме того, чем больше увеличивается значение L, потери, вызванные сопротивлением постоянному току (DCR) катушки, становятся большими, что приводит к снижению эффективности.
При выборе катушки значение допустимого номинального тока является одним из важных параметров. Если ток превышает номинальное допустимое значение тока, катушка будет выделять тепло, что вызовет магнитное насыщение катушки, что приведет к значительному снижению эффективности.Если пиковый ток превысит допустимое значение, это приведет к серьезному повреждению ИС.
| НАГРУЗКА | 50 кГц | 100 кГц | 180 кГц | 300 кГц | 500 кГц |
|---|---|---|---|---|---|
| Легкая нагрузка | 330 мкГн | 220 мкГн | 100 мкГн | 47 мкГн | 22 мкГн |
| Средняя нагрузка | 220 мкГн | 100 мкГн | 47 мкГн | 22 мкГн | 10 мкГн |
| Тяжелая нагрузка | 100 мкГн | 47 мкГн | 22 мкГн | 10 мкГн | 6.8 мкГн |
[Рисунок 1] Сравнение КПД серий XC6367A и XC6368A при разных частотах колебаний, но при использовании одной и той же катушки
Серия XC6367A, VOUT = 5 В, Vin = 3,3 В
Тр.
= XP161A1355PR, SD = MA2Q737, Катушка = CR54, Cin = 220 мкФ, CL = 47 мкФ
Серия XC6368A, VOUT = 5 В, Vin = 3,3 В
Тр. = XP161A1355PR, SD = MA2Q737, Катушка = CR54, Cin = 220 мкФ, CL = 47 мкФ
В непрерывном режиме пиковый ток (I L_PEAK ) катушки можно рассчитать с помощью приведенного ниже уравнения.
Допустимое значение тока катушки должно быть больше, чем значение пикового тока. Приведенное ниже уравнение может быть адаптировано к случаю без потерь. На практике значение пикового тока больше, чем результат уравнения.
ILpeak 2 = 2 (Vout-Vin) x Iout ÷ (L x f OSC )
Пример) Vin = 3 В, Vout = 5 В, Iout = 10 мА, f OSC = 100 кГц, L = 100 мкГн
ILpeak = SQRT (2 x (5-3) x 0,01 / (100000 x 0,0001)) ≒ 63 мА
Диод
- Рекомендуется использовать диод с малым прямым напряжением (V F ), поскольку он предотвращает потери, вызванные падением прямого напряжения, и повышает эффективность.В повышающей цепи также снижается рабочее пусковое напряжение. Прямое напряжение должно быть меньше 0,6 В при пиковом значении тока катушки.
- Емкость между выводами диода должна быть небольшой, потому что, если она большая, скорость переключения замедляется, а пиковые шумы, которые возникают из-за времени включения и выключения диода, становятся большими. Когда скорость переключения снижается, потери переключения увеличиваются.
- Выберите диод с небольшим обратным током утечки (I R ).При более высоком обратном токе утечки не только снижается эффективность при малой нагрузке, но и увеличивается шум от всплесков. Обратный ток утечки имеет тенденцию быть большим при высоких температурах. Обратный ток утечки также имеет тенденцию быть большим с сильноточными диодами (низкий V F ).
- Для повышающих DC / DC преобразователей номинальный ток диода должен быть в два или три раза выше, чем пиковый ток катушки при минимальном значении входного напряжения, которое будет использоваться. Для понижающих преобразователей постоянного / постоянного тока номинальный ток должен быть в два или три раза выше, чем пиковый ток катушки при максимальном значении входного напряжения, которое будет использоваться.При управлении ЧИМ следует отметить, что значение пикового тока будет увеличиваться, поэтому следует соблюдать осторожность.
- Номинальное напряжение диода должно быть в полтора раза выше выходного напряжения для повышающих DC / DC преобразователей и в полтора раза выше входного напряжения для понижающих DC / DC преобразователей. На практике напряжение между выводами не должно превышать номинальное значение напряжения.
Емкость нагрузки (класс)
- При использовании керамического нагрузочного конденсатора для ИС Torex, совместимых с конденсаторами с низким ESR, обратите внимание на температурные характеристики.Конденсаторы, отличные от конденсаторов с характеристиками B, могут не работать нормально, поскольку электрическая емкость уменьшается в зависимости от температуры окружающей среды или характеристик смещения постоянного тока. Пожалуйста, полностью проверьте работу, если танталовые конденсаторы, OS-CON и алюминиевые электролитические конденсаторы используются с микросхемами TOREX, совместимыми с конденсаторами с низким ESR.
- При использовании танталового конденсатора используйте конденсатор с емкостью не менее 10 мФ. Для приложений, в которых требуется выходной ток более 100 мА, следует подключить танталовый конденсатор с емкостью нагрузки более 100 мФ.Значение ESR (эквивалентное последовательное сопротивление) для нагрузочного конденсатора должно составлять от 0,1 Вт до 0,5 Вт. Если конденсатор с низким ESR, такой как OS-CON, используется в качестве конденсатора нагрузки, может произойти ненормальная работа из-за неадекватной компенсации фазы. Поэтому не используйте керамические конденсаторы. Даже если танталовые, OS-CON или алюминиевые электролитические конденсаторы используются с ИС, совместимыми с такими конденсаторами, работу следует полностью проверить.
- При использовании алюминиевых электролитических конденсаторов значение емкости нагрузки должно быть в два или три раза выше, чем значение, рекомендованное в типовой схеме применения, чтобы избежать какого-либо уменьшения емкости при низкой температуре и увеличения ESR.В таких случаях, пожалуйста, подключите танталовый конденсатор на 10 мФ или более или керамический конденсатор или от 0,1 до 1,0 мФ последовательно, чтобы снизить ESR. Допустимый ток пульсации является важным параметром для алюминиевого электролитического конденсатора. Чрезмерные пульсации напряжения вызывают нагревание и сокращают срок службы ИС. (Следует выбирать пульсирующее напряжение на выходе менее 50 мВ.)
Входной конденсатор (CIN)
- Входной конденсатор выполняет роль конденсатора подавления пульсаций источника питания ИС для понижающих преобразователей постоянного тока в постоянный.Подключите конденсатор как можно ближе к микросхеме.
- Входной конденсатор должен быть подключен к повышающему DC / DC преобразователю IC, потому что конденсатор снижает влияние импеданса входного источника питания на IC. В отличие от нагрузочного конденсатора, меньшее значение ESR можно выбрать независимо от типа конденсаторов.
Внешний транзистор
Когда входное напряжение меньше 1,2 В, напряжение на затворе может быть недостаточным для включения силового полевого МОП-транзистора.В этом случае используйте биполярный транзистор. Для более высоких выходных токов следует использовать силовой полевой МОП-транзистор с более низким сопротивлением включения. Биполярный транзистор обычно имеет меньшую скорость усиления тока (hFE). Следовательно, когда биполярный транзистор используется для высокого тока, базовый ток становится высоким и эффективность уменьшается по сравнению с MOSFET.
Силовой полевой МОП-транзистор
- Выберите силовой полевой МОП-транзистор с входной емкостью (Ciss) и выходной емкостью (Coss) менее 1000 пФ.
- Следует выбрать полевой МОП-транзистор с высокой скоростью переключения. Эффективность повышается при увеличении скорости переключения. [быстрая скорость переключения: короткое время задержки включения (td (on)), время нарастания (tr), время задержки выключения (td (off))]
- Следует выбрать полевой МОП-транзистор с напряжением отсечки затвор-исток (Vgs (off)), намного меньшим, чем входное напряжение. Биполярный транзистор подходит там, где напряжение питания ниже 1,2 В. При запуске повышающих ИС преобразователя постоянного тока в источник питания необходимо подать напряжение, превышающее напряжение отсечки затвор-источник (Vgs (off)).
- Сопротивление ВКЛ (Rds (on)) между стоком и истоком силового полевого МОП-транзистора должно быть низким. Однако полевые МОП-транзисторы с чрезвычайно низким сопротивлением в открытом состоянии обычно имеют большую входную емкость (Ciss) и выходную емкость (Coss). Существует компромисс между сопротивлением включения, входной емкостью и выходной емкостью.
- Для повышающих преобразователей постоянного / постоянного тока выберите полевой МОП-транзистор с номинальным током, в два или три раза превышающим пиковый ток. Для понижающих преобразователей постоянного тока следует выбирать номинальный ток, примерно в два раза превышающий выходной ток, умноженный на понижающий коэффициент.Перед выбором проверьте форму тока и температуру полевого МОП-транзистора на реальном устройстве. Также необходимо обращать внимание на значение пикового тока, потому что пиковый ток становится высоким, особенно при управлении ЧИМ.
- Номинальное напряжение полевого МОП-транзистора для ИС повышающего преобразователя постоянного / постоянного тока должно быть в полтора раза больше, чем выходное напряжение. Номинальное напряжение для ИС понижающего преобразователя постоянного / постоянного тока должно быть в полтора раза больше, чем входное напряжение. Перед использованием проверьте фактические детали и избегайте ситуаций, когда напряжение между контактами превышает номинальное напряжение.
- Если предполагается, что все потери схемы при падении КПД потребляются транзистором, рассеиваемая мощность полевого МОП-транзистора должна быть больше потерь. Когда выходное напряжение и выходной ток высокие, полевой МОП-транзистор должен иметь достаточный запас (дополнительное покрытие), чтобы противостоять потерям электроэнергии. Убедитесь, что тепло находится в пределах рабочего диапазона температур, и, при необходимости, учитывайте рассеивание тепла.
Транзистор биполярный
- Текущий коэффициент усиления hFE следует выбирать из диапазона от 100 до 500.Имейте в виду, что биполярный транзистор, где коэффициент усиления по току чрезвычайно высок, обычно имеет небольшой базовый ток и высокий ток утечки в выключенном состоянии.
- По возможности используйте биполярный полевой МОП-транзистор с высокой скоростью переключения. Эффективность повышается при увеличении скорости переключения. Также используйте полевой МОП-транзистор с выходной емкостью коллектора (Cob) около 10 пФ. [высокая скорость переключения: короткое время включения (тонна), время падения (tf), время хранения (tstg)]
Значение базового сопротивления (R
B ) и емкости при ускорении (C B ) биполярного транзистораБазовое сопротивление (R
B ) Базовое сопротивление (RB) следует выбирать в диапазоне от 250 Ом до 2 кОм, поскольку сопротивление менее 250 Ом влияет на работу ИС.
При небольшом значении RB около 200 ~ 500 Ом выходной ток становится выше, но эффективность снижается при малых нагрузках.
При высоком значении RB около 700 Ом ~ 2 кОм выходной ток становится меньше, но эффективность увеличивается при малых нагрузках.
Значение RB рассчитывается с использованием следующих уравнений, которые основаны на значении тока коллектора ISW (IC), когда транзистор включен.
Возможны колебания скорости усиления тока hFE.Пожалуйста, рассчитайте, используя более чем трехкратное фактическое значение ISE (IC).
ISW (IC) = h FE x IB = Vout ÷ (RB + R EXTH )
RB ≦ (Vout-0.7) × h FE ÷ ISE (IC) – R EXTH
Пример) Iin = 100 мА, Vout = 5,0 В, ч FE = 200, 250 Ом ≦ RB ≦ 1,4 кОм
Конденсатор ускорения (C
B )Конденсатор ускорения (C B ) добавлен для повышения эффективности. Значение C B фиксируется значением R B и частотой колебаний (f OSC ) импульсного регулятора.Выберите значение C B , используя приведенное ниже уравнение для повышения скорости переключения и эффективности.
CB ≧ 1 ÷ (2π x RB x fosc x 0,7)
Пример) fosc = 100 кГц 、 CB = 2200pF ～ 3300pF
RB = 1 кОм,
Если значение C B значительно увеличится, скорость переключения станет выше, а ток питания станет выше. Даже если значение C B немного увеличится, изменения в скорости переключения будут иметь эффект. Пожалуйста, используйте приведенное выше уравнение для расчета.
Интегрированный пониженно-повышающий преобразователь постоянного тока в постоянный с управлением по I2C | Статья
.СТАТЬЯ
Дэйв Бейкер
Получайте ценные ресурсы прямо на свой почтовый ящик – рассылается раз в месяц
Мы ценим вашу конфиденциальность
Март, 2020 – MP8859 – это синхронный повышающий преобразователь с четырьмя переключателями. Он поддерживает широкий диапазон входного напряжения от 2.От 8 В до 22 В (при токах до 4 А) и диапазоне выходного напряжения от 1 В до 20,47 В с шагом 10 мВ (при токах до 3 А). Рабочие параметры легко настраиваются через удобный интерфейс I2C MP8859 – эти функции делают его подходящим для устройств с питанием от USB (PD и портативных устройств с батарейным питанием.
Для приложенийUSB PD обычно требуется выходное напряжение от 5 В до 20 В (например, 5/9/15/20) в зависимости от подключенного конечного устройства. Входное напряжение питания преобразователя может быть зафиксировано на уровне 12 В (например.грамм. для внутреннего порта USB PD на ноутбуке), или он может отличаться, если источником напряжения является внутренний аккумулятор (например, портативное зарядное устройство USB PD) (см. Рисунок 1) . Конечные устройства часто подключаются к USB-разъему в горячем режиме через кабель, что означает, что повышающий-понижающий преобразователь должен иметь быстрый динамический отклик, чтобы справиться с внезапным изменением нагрузки. Компенсация падения напряжения регулирует любые падения напряжения, вызванные сопротивлением кабеля USB.
Рисунок 1: Зарядное устройство USB PD
Для многих портативных устройств с батарейным питанием требуется топология постоянного / повышающего понижающего / повышающего повышающего напряжения для создания стабильного фиксированного выходного напряжения.С аккумуляторным блоком пусковое напряжение может сначала превышать выходное напряжение, а затем упасть ниже выходного напряжения по мере разряда аккумулятора.
Одним из примеров является цифровая камера, в которой преобразователь постоянного тока в постоянный должен подавать питание на двигатель оптического масштабирования. Камера должна обеспечивать постоянное напряжение при высоких мгновенных токах для быстрого масштабирования (см. Рисунок 2) . Поскольку напряжение батареи изменяется в зависимости от оставшегося заряда, повышающий-понижающий преобразователь может обеспечить надежную работу, предлагая хороший динамический отклик и плавный переход между понижающим и повышающим режимами.
MP8859 – это интегрированный повышающий понижающий преобразователь, подходящий для широкого диапазона таких приложений.
Особенности и преимущества
- Wide Диапазон входного напряжения от 2,8 до 22 В
- Диапазон выходного напряжения от 1 В до 20,47 В (5 В по умолчанию) с разрешением 10 мВ через I2C
- Выходной ток 3 А или входной ток 4 А
- Четыре полевых МОП-транзистора с низким RDS (ON) с внутренним питанием
- Частота переключения 500 кГц
- Защита от перенапряжения на выходе (OVP) с режимом икоты
- Защита от короткого замыкания на выходе (SCP) с режимом икоты
- Предупреждение о перегреве и отключение
- Интерфейс I2C с контактом ALT
- Четыре настраиваемых адреса I2C
- Одноразовая программируемая (OTP) энергонезависимая память для настроек по умолчанию
- Конфигурируемая компенсация падения напряжения в линии I2C, режим PFM / PWM, плавный пуск, защита от сверхтока (OCP)
- EN Отключение, конфигурируемый выход разряда
- Доступен в упаковке QFN-16 (3 мм x 3 мм)
- li сертифицировано, li2367: E322138 li60950-1 / li60950-1-07: E500002-A1-CB-1
Рисунок 2: Цифровая камера с увеличением
Рисунок 3: Блок-схема MP8859
Принципы работы
Устройство использует управление с постоянным временем включения (COT) в понижающем режиме и постоянное время выключения в повышающем режиме, обеспечивая быстрый переходный отклик нагрузки и плавный переход между понижающим и повышающим режимами.MP8859 обеспечивает автоматическое переключение между режимами частотно-импульсной модуляции (PFM) и широтно-импульсной модуляции (PWM) в зависимости от выходной нагрузки, либо устройство может быть установлено в режим принудительной PWM. Режим Auto-PFM / PWM помогает максимизировать эффективность при малой нагрузке, в то время как режим принудительного PWM обеспечивает наименьшую пульсацию на выходе. Настраиваемый предел постоянного тока на выходе предоставляет приложению дополнительные возможности.
На рис. 4 показана структура четырех внутренних мостов MOSFET и внешнего индуктора.Когда VIN превышает VO, преобразователь работает в понижающем режиме. Когда VIN приближается к VO, он работает в повышающем режиме, а когда VIN опускается ниже VO, он работает в повышающем режиме (см. Рисунок 5) .
Рисунок 4: Топология
Рисунок 5: Режимы работы
MP8859 имеет оценочный комплект, который включает демонстрационную плату, интерфейс связи USB-I2C и программное обеспечение с графическим интерфейсом (см. Рисунок 6) . Дополнительную информацию можно найти здесь
Рисунок 6: Оценочный комплект MP8859
MP8859 Производительность
MP8859 использует передовые полупроводниковые технологии MPS для обеспечения высокой эффективности преобразования.При входном напряжении 12 В и выходном напряжении 9 В / 1,5 А КПД достигает 97% при принудительном понижающем режиме ШИМ (см. Рисунок 7) .
Рисунок 7: Кривая эффективности (V IN = 12 В, V OUT = 5–20 В, принудительный режим PWM)
При входном напряжении 5 В и выходном напряжении 9 В / 0,5 А КПД достигает 96% в режиме принудительного усиления ШИМ (см. Рисунок 8) .
Рисунок 8: Кривая эффективности (V IN = 5 В, V OUT = 5–9 В, принудительный режим PWM)
Для обеспечения высокой стабильности выходного напряжения MP8859 может поддерживать регулировку нагрузки в пределах ± 0.10% при полной нагрузке (см. Рисунок 9) . Рисунок 9: Регулирование нагрузки в зависимости от тока нагрузки
Рисунок 9: Регулирование нагрузки в зависимости от тока нагрузки
Параметры устройства по умолчанию
Одноразовая программируемая (OTP) энергонезависимая память MP8859 хранит настройки по умолчанию для каждой из конфигурируемых опций устройства, которые загружаются во время запуска. Заводские настройки по умолчанию можно найти в таблице данных MP8859.
Изменения этих значений по умолчанию для конкретного клиента могут быть доступны по запросу и зависят от каждого случая.Свяжитесь с MPS FAE, чтобы обсудить изменения настроек по умолчанию.
Заключение
MP8859 – это универсальный повышающий преобразователь, подходящий для различных устройств USB PD или портативных аккумуляторных батарей, требующих выходных токов до 3 А. Возможность конфигурирования I2C позволяет быстро адаптировать MP8859 за счет ускорения оценки и сокращения времени разработки.
_________________________
Вам это показалось интересным? Получайте ценные ресурсы прямо на свой почтовый ящик – рассылайте их раз в месяц!
Получить техническую поддержку
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ НИЗКОЙ МОЩНОСТИ
Pico Electronics, Inc.является лидером отрасли по производству высоконадежных миниатюрных и сверхминиатюрных пассивных магнитных компонентов. От глубин океанов до поверхности Марса трансформаторы и катушки индуктивности Pico используются в самых суровых условиях. Многие трансформаторы и катушки индуктивности Pico прошли 300 термических циклов и подверглись воздействию различных экстремальных температур. Наши продукты были разработаны и предназначены для использования в аэрокосмической, оборонной, космической и коммерческой отраслях.Если конструкция требует надежности, когда важны ограничения по размеру и весу, продукты Pico Electronics – это решение.
Сквозное отверстие / одиночный и двойной выходы
Поверхностный монтаж от 0,5 x 5 x 54 дюйма
1,25 Вт
До 500 В постоянного тока
Сквозное отверстие / одиночный и двойной выходы
Поверхностный монтаж от 0,5 x 5 x 54 дюйма
1,25 Вт
От 600 до 1000 В постоянного тока
Сквозное отверстие / одиночные выходы
Крепление на поверхность от.5 дюймов x 5 дюймов x 5 дюймов
1,25 Вт
от 1500 до 5000 В постоянного тока
Один выход
Сквозное отверстие 1 “x 0,5” x 0,5 “высота
1,25 Вт
от 6000 до 10000 В постоянного тока
Одиночные выходы
Монтаж через отверстие и поверхность от 0,75 “x 0,55” x 0,40 “в высоту.
3 Вт
от 100 до 1000 В постоянного тока
Один выход
Монтаж через отверстие и поверхность от 1,1 x 0,8 x 0,4 дюйма
3 Вт
от 100 до 1500 В постоянного тока
Регулируемый, изолированный, одиночный выход, сквозное отверстие от 0.5 “высота
1 Вт
от 100 до 1000 В постоянного тока
Высокое напряжение – Программируемый – Экранированный – Защищенный от короткого замыкания, высота 0,5 дюйма.
5 Вт
от 1000 до 6000 В постоянного тока
Высокое напряжение – программируемое, изолированное до 100 Вт, высота 0,5 дюйма
100 Вт
от 100 до 500 В постоянного тока
Одиночный выход – регулируемый выход – сквозное отверстие и поверхностный монтаж от высоты 0,4 дюйма
4 Вт
100-500 В постоянного тока
Один выход – переменный выход – сквозное отверстие от.5 “высота
10 Вт
100 – 900 В постоянного тока
Один выход – переменный выход – сквозное отверстие от 0,5 дюйма до высоты
10 Вт
1000 – 5000 В постоянного тока
Один выход с регулируемым выходом, сквозное отверстие от 0,5 дюйма в высоту.
6 Вт
6,000 – 10,000 В постоянного тока
Миниатюрные преобразователи постоянного тока в постоянный ток высокой мощности / высокого напряжения: изолированные выходы до 500 В постоянного тока
Широкий диапазон входного напряжения
4.5 – 9 В постоянного тока
Регулируется; Изолированный
11 регулируемых моделей
Выход до 500 В постоянного тока
Широкий диапазон входного напряжения
9 – 18 В постоянного тока
Регулируется; Изолированный
11 регулируемых моделей
Выход до 500 В постоянного тока
Широкий диапазон входного напряжения
18 – 36 В постоянного тока
Регулируется; Изолированный
11 регулируемых моделей
Выход до 500 В постоянного тока
Широкий диапазон входного напряжения
36-72 В постоянного тока
Регулируется; Изолированный
11 регулируемых моделей
Выход до 500 В постоянного тока
Широкий диапазон входного напряжения
125 – 475 В постоянного тока
Регулируется; Изолированный
15 регулируемых моделей
до 200 В постоянного тока на выходе
Программируемые / регулируемые высоковольтные преобразователи постоянного тока в постоянный
с одним выходом
для сквозного монтажа и поверхностного монтажа от 1.1 дюйм x 0,8 дюйма x 0,4 дюйма
3 Вт от 100 до 1500 В постоянного тока
Высокое напряжение – программируемое
Экранированное – защита от короткого замыкания, высота 0,5 дюйма
5 Вт
от 1000 до 6000 В постоянного тока
Высокое напряжение – программируемое
с изолированной мощностью 100 Вт, высота 0,5 дюйма
100 Вт
от 100 до 500 В постоянного тока
Высокомощные преобразователи постоянного тока в постоянный с расширенным входом до 300 В постоянного тока на выходе
Широкое входное напряжение
от 120 до 370 В постоянного тока до 300 Вт 0.8 дюймов, высота
Регулируемый изолированный
16 регулируемых моделей
Выход от 5 до 300 В постоянного тока
Широкое входное напряжение
от 350 до 700 В постоянного тока, до 300 Вт
Регулируемый
Изолированный
16 моделей
Выход до 300 В постоянного тока
Широкое входное напряжение
От 700 до 1200 В постоянного тока, до 300 Вт
Регулируемый
Изолированный
16 моделей
Выход до 300 В постоянного тока
Широкое входное напряжение от 300 до 900 В постоянного тока до 50 Вт 0.725 дюймов высота
Регулируемый
Изолированный
Одиночный / двойной выход
17 регулируемых моделей Выход от 3,3 до 300 В постоянного тока
Высоковольтные преобразователи постоянного тока в постоянный: до 250 В, изолированный выход постоянного тока – постоянная частота постоянного тока до 75 Вт
Широкое входное напряжение 18 – 36 В постоянного тока
Выход от 3,3 до 200 В постоянного тока
Регулируемый
20 стандартных одинарных и двойных моделей
Широкое входное напряжение 36 – 72 В постоянного тока
3.Выход от 3 до 250 В постоянного тока
Регулируемый
23 Стандартные одинарные и двойные модели
Широкое входное напряжение 100 – 180 В постоянного тока
Выход от 3,3 до 250 В постоянного тока
Регулируемый
23 Стандартные одинарные и двойные модели
Широкое входное напряжение 200 – 380 В постоянного тока
Выход от 3,3 до 250 В постоянного тока
Регулируемый
23 Стандартные одинарные и двойные модели
Преобразователи постоянного тока в постоянный ток высокой мощности / высокого напряжения: изолированный выход постоянного тока до 350 В – постоянная частота постоянного тока до 100 Вт
Широкое входное напряжение 18 – 36 В постоянного тока
3.Выход от 3 до 250 В постоянного тока
Регулируемый
23 Стандартные одинарные и двойные модели
Широкое входное напряжение 36 – 72 В постоянного тока
ВЫХОД ПОСТОЯННОГО ТОКА от 3,3 до 300 В
Регулируемый
25 Стандартных одинарных и двойных моделей
Широкое входное напряжение 100 – 180 В постоянного тока
ВЫХОД ПОСТОЯННОГО ТОКА от 3,3 до 300 В
Регулируемый
25 Стандартных одинарных и двойных моделей
Широкое входное напряжение 200 – 380 В постоянного тока
3.ВЫХОД 3 до 350 В постоянного тока
Регулируемый
27 Стандартные одинарные и двойные модели
Преобразователи постоянного тока высокой мощности / высокого напряжения: изолированный выход постоянного тока до 350 В – постоянная частота постоянного тока до 300 Вт
Широкое входное напряжение 36 – 72 В постоянного тока
Выход от 3,3 до 300 В
Регулируемый
25 Стандартных одинарных и двойных моделей
Широкое входное напряжение 100 – 180 В постоянного тока
Выход от 3,3 до 350 В
Регулируемый
25 Стандартных одинарных и двойных моделей
Широкое входное напряжение 200 – 380 В постоянного тока
3.Выход от 3 до 350 В
Регулируемый
17 Стандартных одинарных и двойных моделей
Примечание по безопасности: Высоковольтные модули представляют серьезный риск травмы, если оператор не полностью осознает опасность, присущую использованию высокого напряжения в схемотехнике. Если необученный или неквалифицированный персонал не соблюдает должным образом правила обращения, проектирования или тестирования высоковольтных устройств, существует риск поражения электрическим током. При работе с высоким напряжением необходимо соблюдать все инструкции, схемы схем, а также стандартные процедуры безопасного обращения.
Что такое повышающие, повышающие и понижательно-повышающие преобразователи постоянного тока?
Понижающие, повышающие и понижательно-повышающие преобразователи постоянного тока широко используются в энергетике. поставлять конструкции, и были в течение многих лет. Они популярны благодаря своей простоте, невысокой стоимости и высокой стоимости. эффективность. Не используется трансформатор в конструкции, и поэтому нет изоляции между входным напряжением и выходное напряжение.
В этом посте я объясню различия между этими тремя преобразователями и сделаю общий обзор того, как они функционируют.(Следует отметить, что на упрощенной схеме показаны диоды и переключатели, в действительности полевые транзисторы используются в качестве синхронных выпрямителей для снижения потерь и повышения эффективности).
Понижающий преобразователь снижает напряжение и выходное напряжение ниже чем входное напряжение. См. Рисунок 1.
Рисунок 1: Понижающий преобразователь
Когда транзистор S включен, в катушке индуктивности L накапливается энергия в виде тока. течет к нагрузке, и конденсатор C заряжается.Когда S выключен, запасенная энергия в L высвобождается, и ток течет в нагрузку и циркулирует через диод D. Конденсатор C также подает энергию на нагрузку. Это повторяется на высоких частотах, более 100 000 раз в секунду. Продолжительность включения S определяет выходное напряжение.
Повышающий преобразователь увеличивает напряжение, и выходное напряжение выше входного напряжения. См. Рисунок 2.
Рисунок 2: Повышающий преобразователь
Когда транзистор S включен, ток течет через индуктивность L, через транзистор S обратно на вход.В течение этого периода энергия накапливается в индуктор. Когда транзистор S выключен, катушка индуктивности действует источник напряжения последовательно с входным напряжением. Накопленная в индукторе энергия циркулирует через диод D в нагрузку. Это заряжает конденсатор C до более высокого уровня, чем входное напряжение. Опять же, продолжительность включения S определяет выходное напряжение.
Эта топология повышающего преобразователя также используется в большинстве систем управления коэффициентом мощности (PFC). секции источников питания AC-DC.Управляющая ИС, конечно, отличается, так как ее Цель состоит в том, чтобы гарантировать, что потребляемый входной переменный ток имеет синусоидальную форму. При высоком линейном напряжении более 240 В переменного тока Входной ток постоянного тока может быть выше, чем напряжение на конденсаторе C. Это уменьшит повышающий преобразователь PFC. производительность и коэффициент мощности будут немного ухудшены.
Понижающий-повышающий преобразователь представляет собой комбинацию понижающего и повышающего преобразователя. конвертер. Выходное напряжение может быть выше или ниже входного.См. Рисунок 3.
Рисунок 3: Понижающий преобразователь
Как видите, схема более сложная и состоит из большего количества компонентов. S2, L и D2 – это повышающий преобразователь (S1 включен), а S1, L и D1 – понижающая секция (S2 выключен).
Многие производители, такие как TDK-Lambda, предлагают как повышающие, так и понижающие конвертеры.
