itthon - Fényforrások
A legegyszerűbb transzformátor nélküli impulzusfeszültség-átalakítók. Leléptető feszültségátalakító LM2596-on a kőkorszakból Impulzusszélesség moduláció - PWM

A rádióamatőr gyakorlatban gyakran szükség van különféle stabilizált feszültségek beszerzésére az eszközök táplálásához. Leggyakrabban ezeket a célokat szolgálják:

  • parametrikus stabilizátorok(zener dióda alapján az eszköz alacsony áramfelvételén);
  • lineáris stabilizátorok tranzisztoros alapon vagy LM78XX, LM317 stabilizátorok alapján. Az ilyen stabilizátorok jelenlegi képességei 1,5 amperre korlátozódnak. Ezen túlmenően ezen stabilizátorok alkalmazási körét korlátozó másik tényező a bemeneti feszültség kimeneti feszültséggé történő átalakítása nagy mennyiségű hő felszabadulásával, azaz ha a bemeneti feszültség 20 Volt, és egy stabilizátor kimeneti feszültséggel. 9 voltot használ, akkor a további 11 V hővé alakul. Ebben az esetben az IC háza meglehetősen magas hőmérsékletre melegszik fel, eltávolításához radiátor, hőpaszta, valamint nagy terhelési áramok esetén ventilátoros kényszerhűtés szükséges, amihez áram is szükséges;

  • impulzus stabilizátorok. Ezek a stabilizátorok az egyenáramú bemeneti feszültséget impulzusos oszcillációkká alakítják át, amelyek ezt követően stabilizálódnak. Ennek a stabilizátor szektornak az egyik képviselője az LM2596 IC. Lényegében ez egy impulzus-átalakító, számos üzemmóddal. Mivel az IC belső világában nincsenek lineáris folyamatok, a test hővesztesége minimális. A mikroáramkör csatlakoztatásához a szükséges céloktól függően minimális számú mellékletre van szükség. Egy tipikus kapcsolat látható az ábrán.

A rádióamatőrök és kézművesek számára a legsikeresebb megoldás ennek a mikroáramkörnek a megvalósítása állítható változatban - LM2596ADJ. Az adatlap itt megtekinthető.

A mikroáramkörök alapján a kínai népipar kész dc-dc átalakító modulok széles skáláját állítja elő, mind buck, mind boost. Az egyik ilyen ez a dc-dc leléptető modul.

A termék a következő tulajdonságokkal rendelkezik:

  • bemeneti feszültség: 4V~35V
  • Kimeneti feszültség: 1,23V ~ 30V
  • Kimeneti áram: 2A (névleges), 3A (max. hűtőbordával)
  • konverziós hatékonyság: 92%
  • kimeneti hullámosság:< 30 мВ
  • konverziós frekvencia: 150 kHz
  • hőmérséklet működési tartomány: -45 ~ + 80 C (Nagyon feltételes jelzők)
  • modul mérete: 43 * 21 * 14 mm.

A működés megkezdése előtt csak be kell állítani a szükséges kimeneti feszültséget alapjáraton, és ellenőrizni kell terhelés alatt.


Megjegyzendő, hogy a bemeneti feszültségnek legalább 1,5 V-tal nagyobbnak kell lennie, mint a kimeneti feszültség. Szükség esetén radiátor felszerelésével a chipre és kényszerhűtéssel 4,5 amperes kimeneti áram érhető el. Ez a működési mód azonban szélsőséges, és a modul alacsony költsége miatt jobb, ha több ilyet párhuzamosan használunk. Az LM78XX-hez hasonlóan ezekre a modulokra épülő bipoláris tápegységek építhetők.

Ehhez a bemeneti kondenzátor (C1, C2), LM7805 stabilizátorok (stb.) és kimeneti kondenzátorok helyett felügyelt leléptető modulokat kell telepíteni. A fenti jellemzők mellett a modul rövidzárlat- és hőmérsékletvédelemmel is rendelkezik. Amikor a mikroáramkör eléri a 125 Celsius fokos hőmérsékletet, az IC működése leáll, és csak az csökkenés után indul újra. Így nagyon-nagyon nehéz letiltani az IC modult.

Gyakorlatomban ezeket a modulokat lítium akkumulátortöltők (töltésvezérlővel együtt), rádiók, mp3 lejátszók és nagy teljesítményű, ellenállásos áramkorlátozású LED-ek táplálására használtam. Egyszóval a modul alkalmazási köre meglehetősen széles.

Összehasonlításképpen először LM7809 alapú stabilizátorról tápláltam a rádióvevőt egy transzformátoron lévő hálózati egyenirányítóval, majd az LM7809 áramkört cseréltem erre a modulra. Ennek eredményeként a hangszóró alacsony frekvenciájú háttere eltűnt. Sajnos a modul gyártója nem szerelt be védődiódát a bemenetre, hogy megakadályozza az áramkör meghibásodását a tápfeszültség megfordítása miatt, de ezt Ön is megteheti. Különösen a webhely számára - Nikolay Kondratyev, Donyeck

Beszéljétek meg a STOP CONVERTERS cikket

A kínai kereskedési platformokon egy érdekes XL4016 fokozatos feszültség-átalakító modul jelenik meg. Az áramkör lehetővé teszi a feszültség (CV) és áram (CC) szabályozással történő működést. Az áramforrás rendszerbe adása után (például szükségtelen laptop tápegység, egyenirányítós és kondenzátoros transzformátor) a modul állítható tápegységként, vagy fix kimeneti feszültségű stabilizátorként használható.

Az áramkör lehetővé teszi a maximális kimeneti áram beállítását, vagy áramforrásként (CC) történő működést. A CC üzemmód használható például LED-ek táplálására, akkumulátor töltésére (beleértve az autó akkumulátorát is), vagy egy Peltier-modul táplálására. A táblára szerelt többfordulatú potenciométerek cserélhetők nagyobbra, kényelmesebbre, fogantyúval ellátva. Az impulzusrendszer nagy hatásfokú, de nagyobb teljesítményeknél kényszerlevegő-keringetésre vagy nagyobb radiátorra lesz szükség.

DC-DC modul csatlakozási rajza

Az inverter modul megtalálható az Aliexpressen, leírása gyakran 9 A 300 W, 1,2 - 35 V paramétereket tartalmaz. Nézzük meg közelebbről ennek az átalakítónak az áramköri képességeit, és végezzünk teszteket. A hűtőbordák kettős 10A-es STPS2045 diódával és egy XL4016 inverter áramkörrel vannak felszerelve. A teljesítmény be- és kimenetek megnevezése, valamint a potenciométerek elosztása az alábbi ábrán található:

A félvezetők el vannak szigetelve a hűtőbordáktól, ami csökkenti a rövidzárlat kockázatát, de csökkentheti a hőelvezetés hatékonyságát is. A talált adatlap szerint a TO220-as csomagban lévő XL4016 áramkorlátja 8 A talán egy magasabb deklarált hatásfokú elemet használtak a modulban. A kétszínű LED színét kékről pirosra változtatja >0,8 A kimeneti áramerősséggel. A kimenet lezárása után a kimenő áramot ampermérővel CC módban 9 A-re tudtuk állítani. A LED-ek működése nagyon kényelmes és informatív. Az áramfelvétel terhelés nélkül körülbelül 15 mA.

Az elektrolit kondenzátorok meglehetősen közel helyezkednek el a radiátorokhoz, és a hőmérséklet csökkentheti az élettartamukat, míg a nagy induktivitás egyszerűen a levegőben lóg, ezért érdemes ragasztóval rögzíteni, hogy ne sérüljön meg a nyomtatott áramkör mechanikai igénybevételkor. A tábla másik oldalán egy 5V-os stabilizátor, LM358 és egy ellenállás van forrasztva, ami a kimeneti áram mérésére szolgál.

XL4016 Modul tesztek és tesztek

A kimeneti feszültség stabilitása a kimeneti áramokhoz viszonyítva kielégítő, alább látható a terhelési áramtól függően 3,3 V-ra beállított kimeneti feszültség grafikonja.

A bemeneti feszültség hatása a kimeneti feszültség beállításakor rendkívül kicsi.

Az átalakító hatásfokának függése a kimeneti áram változásától két kimeneti feszültség esetén.

A hatásfok függése a bemeneti feszültség változásától.

A kimeneti feszültség hullámzása és eltérése különböző üzemi körülmények között az alábbi oszcillogramokon látható.

Buck Converter alkalmazása

Ezt a modult játék laptop töltőjének használták, remekül működik és nem melegszik fel kritikusan. Bemenet: 29V, kimenet 19V, Imax 4A az eredeti 220V AC adapter paraméterei szerint.

A legnagyobb áramot a rádiótelefon tápegységeként működő modulból vették, ami 28 V-ot és 9 A-t produkált, ami nagyon jó.

Töltőként úgy működik, hogy egy nagy hűtőbordát adunk az XL-hez, vagy kicseréljük a készletnél nagyobb hűtőbordára, plusz egy ventilátort, amely a kondenzátorokat is hűti.

A folyamatos terhelés biztonságos áramtartománya körülbelül 7 A 32 V feletti feszültségnél, a stabilizátor nagyon forró. Az átalakító elé jó lenne egy nagy kapacitív tápegység kondenzátort elhelyezni.

Lecsökkenthető DC-DC tápfeszültség átalakító állítható kimeneti feszültséggel és állítható maximális terhelőárammal. A feszültség- és áramkorlátozás beállítása a modulra szerelt vágóellenállással történik. Maximális kimeneti áram 5A-ig.

Jellemzők

  • Bemeneti feszültség: 4-38V;
  • Kimeneti feszültség: 1,25-36V;
  • Kimeneti áram: 5A-ig, állítható;
  • Maximális kimeneti teljesítmény: 75 W;
  • Működési frekvencia: 180 KHz;
  • Konverziós hatékonyság: akár 96%;
  • Rövidzárlat elleni védelem: igen (áramhatár 8A);
  • Túlmelegedés elleni védelem: igen (túlmelegedés esetén a kimenet automatikusan kikapcsol);
  • Bemenet fordított polaritás elleni védelem: Nem;
  • Üzemi hőmérséklet: -40 és +85 °C között
  • Modul méretei, l x sz x ma: 51 x 26 x 15 mm;

Jelenlegi beállítás

Ez a modul két beállító potenciométerrel rendelkezik. Az egyik a kimeneti feszültség, a második a terhelés áramkorlátjának beállítására szolgál

Tudniillik a kimeneti áram közvetlenül nem állítható, mivel az áramerősséget CSAK a tápfeszültség és a terhelési ellenállás határozza meg Ohm törvénye szerint. Vagyis ha beállít egy bizonyos kimeneti feszültséget a modulon, akkor a terhelésben lévő áram egyenlő lesz az I = U/R értékkel, ahol R a terhelés ellenállása, U pedig a beállított kimeneti feszültség. Amikor ezen a modulon állítja be az áramerősséget, akkor nem az áramerősséget, hanem annak maximális értékét állítja be. Ha az áram meghaladja a maximális értéket, a modul elkezdi automatikusan csökkenteni a kimeneti feszültséget, hogy az áramot a megadott értékre csökkentse. Nézd meg újra a képletet. Az áramerősség befolyásolásához módosítania kell a képletben szereplő mennyiségek egyikét: vagy a tápfeszültséget, vagy a terhelés ellenállását. De a modul nem tudja befolyásolni a terhelés ellenállását az áram megváltoztatásához. Ezért a modul elkezdi csökkenteni a kimeneti feszültséget, ha az áram meghaladja a beállított értéket.

!
Ebben a házi készítésű termékben az AKA KASYAN univerzális le- és emelőfeszültség-átalakítót fog készíteni.

A szerző nemrég összeállított egy lítium akkumulátort. Ma pedig felfedi a titkot, hogy milyen célból készítette.


Itt egy új feszültségátalakító, működési módja egyciklusos.


Az átalakító kis méretű és meglehetősen nagy teljesítményű.


A hagyományos konverterek két dolog egyikét teszik. Csak növelik vagy csak csökkentik a bemenetre táplált feszültséget.
A szerző által készített változat mind növelheti,


és csökkentse a bemeneti feszültséget a kívánt értékre.


A szerző különféle szabályozott áramforrásokkal rendelkezik, amelyekkel összeszerelt házi termékeket tesztel.


Tölti az akkumulátorokat, és különféle egyéb feladatokra használja.


Nem sokkal ezelőtt megjelent egy hordozható áramforrás létrehozásának ötlete.
A probléma megfogalmazása a következő volt: a készüléknek képesnek kell lennie mindenféle hordozható kütyü töltésére.


A közönséges okostelefonoktól és táblagépektől a laptopokig és a videokamerákig, és még a szerző kedvenc TS-100 forrasztópákájának áramellátásával is megbirkózott.


Természetesen egyszerűen használhatja az univerzális töltőket hálózati adapterekkel.
De mindegyik 220V-ról működik




A szerző esetében különféle kimeneti feszültségek hordozható forrására volt szükség.


De a szerző egyiket sem találta eladásra.

Ezeknek a moduloknak a tápfeszültsége igen széles tartományban van.
Például az okostelefonoknak csak 5 V, a laptopoknak 18, néhánynak még 24 V is kell.
A szerző által gyártott akkumulátort 14,8 V kimeneti feszültségre tervezték.
Ezért olyan átalakítóra van szükség, amely képes a kezdeti feszültség növelésére és csökkentésére egyaránt.


Felhívjuk figyelmét, hogy a diagramon feltüntetett komponensek egyes értékei eltérnek a táblára szerelt értékektől.




Ezek kondenzátorok.


Az ábrán a referenciaértékek láthatók, a szerző saját problémáinak megoldására készítette el a táblát.
Először is a tömörség érdekelt.


Másodszor, a szerző teljesítmény-átalakítója lehetővé teszi 3 amperes kimeneti áram könnyű létrehozását.


AKA KASYAN semmi több nem kell.


Ennek oka, hogy a felhasznált tárolókondenzátorok kapacitása kicsi, de az áramkör akár 5 A kimeneti áram leadására is képes.

Ezért a rendszer univerzális. A paraméterek a kondenzátorok kapacitásától, az induktor, a dióda egyenirányító paramétereitől és a terepi kapcsoló jellemzőitől függenek.






Ejtsünk néhány szót a rendszerről. Ez egy egyciklusú konverter, amely az UC3843 PWM vezérlőn alapul.


Mivel az akkumulátor feszültsége valamivel magasabb, mint a mikroáramkör szabványos tápegysége, egy 12V 7812 stabilizátor került az áramkörbe a PWM vezérlő táplálására.


Ez a stabilizátor nem szerepel a fenti ábrán.
Szerelés. A tábla szerelési oldalára szerelt jumperekről.


Négy ilyen jumper van, és közülük kettő erős. Átmérőjüknek legalább egy milliméternek kell lennie!
A transzformátor, vagy inkább a fojtó egy sárga, porított vasból készült gyűrűre van feltekerve.




Ilyen gyűrűk találhatók a számítógépes tápegységek kimeneti szűrőiben.
A felhasznált mag méretei.
Külső átmérő 23,29 mm.


Belső átmérő 13,59 mm.


Vastagság 10,33 mm.


Valószínűleg a szigetelő tekercs vastagsága 0,3 mm.
A fojtó két egyenlő tekercsből áll.


Mindkét tekercs 1,2 mm átmérőjű rézhuzallal van feltekercselve.
A szerző valamivel nagyobb, 1,5-2,0 mm átmérőjű huzal használatát javasolja.


A tekercsben tíz fordulat van, mindkét vezetéket egyszerre, ugyanabba az irányba tekercseljük.


A fojtószelep felszerelése előtt zárja le a jumpereket nylon szalaggal.


Az áramkör funkcionalitása az induktor megfelelő felszerelésében rejlik.




A tekercskapcsokat helyesen kell forrasztani.


Egyszerűen szerelje be a fojtószelepet a képen látható módon.








Teljesítményű N-csatornás térhatású tranzisztor, szinte bármelyik kisfeszültségű megteszi.


A tranzisztor árama nem kisebb, mint 30A.


A szerző IRFZ44N tranzisztort használt.


A kimeneti egyenirányító egy YG805C kettős dióda TO220-as csomagban.




Fontos, hogy Schottky diódákat használjunk, mivel minimális feszültségesést (0,3 V versus 0,7) adnak a csomópontban, ami befolyásolja a veszteségeket és a fűtést. A hírhedt számítógépes tápegységekben is könnyen megtalálhatóak.


Blokkokban a kimeneti egyenirányítóban helyezkednek el.


Az egyik esetben két dióda van, amelyek a szerzői áramkörben párhuzamosak az átmenő áram növelése érdekében.
Az átalakító stabilizált és van visszacsatolás.

A kimeneti feszültséget az R3 ellenállás állítja be


A könnyebb kezelhetőség érdekében külső változó ellenállásra cserélhető.


Az átalakító rövidzárlat elleni védelemmel is rendelkezik. Az R10 ellenállást áramérzékelőként használják.


Ez egy kis ellenállású sönt, és minél nagyobb az ellenállása, annál kisebb a védelmi válaszáram. A sínek oldalára SMD opció van telepítve.


Ha nincs szükség rövidzárlat elleni védelemre, akkor ezt az egységet egyszerűen kizárjuk.


Több védelem. Az áramkör bemenetén 10A-es biztosíték található.


Az akkumulátorvezérlő kártyán egyébként már van rövidzárlat elleni védelem.


Nagyon kívánatos az alacsony belső ellenállású áramkörben használt kondenzátorok alkalmazása.




A stabilizátor, a térhatású tranzisztor és a dióda egyenirányító egy alumínium radiátorra van rögzítve hajlított lemez formájában.




Ügyeljen arra, hogy a tranzisztor és a stabilizátor szubsztrátját műanyag perselyekkel és hővezető szigetelőbetétekkel szigetelje el a radiátortól. Ne feledkezzünk meg a termopasztáról sem. Az áramkörbe szerelt dióda pedig már szigetelt házzal rendelkezik.

A DC/DC átalakítókat széles körben használják különféle elektronikus berendezések táplálására. Használják számítástechnikai eszközökben, kommunikációs eszközökben, különféle vezérlő- és automatizálási áramkörökben stb.

Transzformátor tápegységek

A hagyományos transzformátoros tápegységekben a táphálózat feszültségét transzformátor segítségével alakítják át, leggyakrabban csökkentik a kívánt értékre. A csökkentett feszültséget egy kondenzátorszűrő simítja ki. Szükség esetén az egyenirányító után félvezető stabilizátort kell beépíteni.

A transzformátor tápegységei általában lineáris stabilizátorokkal vannak felszerelve. Az ilyen stabilizátoroknak legalább két előnye van: alacsony költség és kevés alkatrész a kábelkötegben. Ezeket az előnyöket azonban az alacsony hatásfok csökkenti, mivel a bemeneti feszültség jelentős részét a vezérlőtranzisztor fűtésére használják, ami teljesen elfogadhatatlan a hordozható elektronikus eszközök táplálására.

DC/DC átalakítók

Ha a berendezést galvanikus cellák vagy akkumulátorok táplálják, akkor a feszültség megfelelő szintre átalakítása csak DC/DC konverterekkel lehetséges.

Az ötlet meglehetősen egyszerű: az egyenfeszültséget váltakozó feszültséggé alakítják át, általában több tíz vagy akár több száz kilohertzes frekvenciával, növelik (csökkentik), majd egyenirányítják és a terhelésre táplálják. Az ilyen átalakítókat gyakran impulzus-átalakítóknak nevezik.

Példa erre az 1,5 V-ról 5 V-ra növelt konverter, amely csak egy számítógép USB kimeneti feszültsége. Hasonló kis teljesítményű konvertert árulnak az Aliexpressen.

Rizs. 1. 1.5V/5V átalakító

Az impulzus-átalakítók azért jók, mert nagy hatásfokkal rendelkeznek, 60...90% között mozog. Az impulzusátalakítók másik előnye a bemeneti feszültségek széles skálája: a bemeneti feszültség lehet alacsonyabb, mint a kimeneti feszültség, vagy sokkal magasabb is lehet. Általában a DC/DC átalakítók több csoportra oszthatók.

A konverterek osztályozása

Leeresztés, angol terminológiával step-down vagy bak

Ezeknek az átalakítóknak a kimeneti feszültsége általában alacsonyabb, mint a bemeneti feszültség: a vezérlőtranzisztor jelentős fűtési vesztesége nélkül csak néhány voltos feszültséget kaphat 12...50 V bemeneti feszültség mellett. Az ilyen konverterek kimeneti árama a terhelési igénytől függ, ami viszont meghatározza az átalakító áramköri felépítését.

A fokozatos átalakító másik angol neve a chopper. Ennek a szónak az egyik fordítási lehetősége a megszakító. A szakirodalomban a fokozatmentes átalakítót néha „choppernek” is nevezik. Egyelőre emlékezzünk csak erre a kifejezésre.

Növekvő, angol terminológiában step-up vagy boost

Ezen konverterek kimeneti feszültsége nagyobb, mint a bemeneti feszültség. Például 5V-os bemeneti feszültségnél a kimeneti feszültség akár 30V is lehet, ennek zökkenőmentes szabályozása, stabilizálása lehetséges. Az erősítő konvertereket gyakran boostereknek nevezik.

Univerzális konverterek - SEPIC

Ezeknek a konvertereknek a kimeneti feszültsége adott szinten marad, ha a bemeneti feszültség magasabb vagy alacsonyabb, mint a bemeneti feszültség. Olyan esetekben ajánlott, amikor a bemeneti feszültség jelentős határok között változhat. Például egy autóban az akkumulátor feszültsége 9...14V-on belül változhat, de stabil 12V-os feszültséget kell elérni.

Invertáló konverterek

Ezeknek a konvertereknek az a fő funkciója, hogy az áramforráshoz képest fordított polaritású kimeneti feszültséget állítsanak elő. Nagyon kényelmes olyan esetekben, amikor például bipoláris áramra van szükség.

Az említett konverterek mindegyike lehet stabilizált vagy nem stabilizált, a kimeneti feszültség galvanikusan csatlakoztatható a bemeneti feszültséghez, vagy galvanikus feszültségleválasztással rendelkezik. Minden attól függ, hogy melyik eszközben használják az átalakítót.

A DC/DC konverterekkel kapcsolatos további történethez való továbblépéshez legalább általánosságban meg kell értenie az elméletet.

Leléptető átalakító chopper - bakkonverter

Működési diagramja az alábbi ábrán látható. A vezetékeken lévő nyilak mutatják az áramok irányát.

2. ábra. A chopper stabilizátor működési diagramja

Az Uin bemeneti feszültséget a bemeneti szűrő - Cin kondenzátor - táplálják. A VT tranzisztor kulcselemként működik, amely nagyfrekvenciás áramkapcsolást végez. Bármelyik lehet. A feltüntetett részeken kívül az áramkör tartalmaz egy VD kisülési diódát és egy kimeneti szűrőt - LCout, amelyből a feszültség az Rн terhelésre kerül.

Könnyen belátható, hogy a terhelés sorba van kötve a VT és L elemekkel. Ezért az áramkör szekvenciális. Hogyan jön létre a feszültségesés?

Impulzusszélesség moduláció - PWM

A vezérlőáramkör téglalap alakú impulzusokat állít elő állandó frekvenciával vagy állandó periódussal, ami lényegében ugyanaz. Ezeket az impulzusokat a 3. ábra mutatja.

3. ábra. Vezérlő impulzusok

Itt t az impulzus ideje, a tranzisztor nyitva van, t a szünetidő, és a tranzisztor zárva van. A ti/T arányt munkaciklusnak nevezzük, D betűvel jelöljük és %%-ban vagy egyszerűen számokban fejezzük ki. Például, ha D egyenlő 50%-kal, akkor kiderül, hogy D=0,5.

Így D 0 és 1 között változhat. D=1 értéknél a kulcstranzisztor teljes vezetési állapotban van, D=0 esetén pedig levágott állapotban, egyszerűen fogalmazva, zárt. Nem nehéz kitalálni, hogy D=50%-nál a kimeneti feszültség egyenlő lesz a bemenet felével.

Nyilvánvaló, hogy a kimeneti feszültség szabályozása a t vezérlőimpulzus szélességének változtatásával, sőt, a D együttható változtatásával történik. Ezt a szabályozási elvet (PWM) nevezzük. Szinte minden kapcsolóüzemű tápegységben a PWM segítségével stabilizáljuk a kimeneti feszültséget.

A 2. és 6. ábrán látható diagramokon a PWM „Vezérlő áramkör” feliratú téglalapokban van „rejtve”, amely néhány további funkciót is ellát. Ez lehet például a kimeneti feszültség lágy indítása, távbekapcsolás vagy az átalakító rövidzárvédelme.

Általánosságban elmondható, hogy az átalakítók olyan széles körben elterjedtek, hogy az elektronikai alkatrészek gyártói minden alkalomra elkezdték gyártani a PWM vezérlőket. A választék akkora, hogy felsorolásához egy egész könyvre lenne szükség. Ezért eszébe sem jut senkinek, hogy diszkrét elemekből, vagy ahogy szokták mondani „laza” formában összeállítani az átalakítókat.

Sőt, kész alacsony fogyasztású konverterek megvásárolhatók az Aliexpressen vagy az Ebay-en alacsony áron. Ebben az esetben az amatőr kivitelben történő telepítéshez elegendő a bemeneti és kimeneti vezetékeket a táblához forrasztani, és beállítani a szükséges kimeneti feszültséget.

De térjünk vissza a 3. ábrához. Ebben az esetben a D együttható határozza meg, hogy meddig lesz nyitva (1. fázis) vagy zárva (2. fázis). Ennél a két fázisnál az áramkör két rajzon ábrázolható. Az ábrákon NEM MUTATJA azokat az elemeket, amelyeket ebben a fázisban nem használnak.

4. ábra. 1. fázis

Amikor a tranzisztor nyitva van, az áramforrás (galvanikus cella, akkumulátor, egyenirányító) árama áthalad az L induktív fojtótekercsen, az Rн terhelésen és a Cout töltőkondenzátoron. Ugyanakkor az áram átfolyik a terhelésen, a Cout kondenzátor és az L tekercs energiát halmoz fel. Az iL áram FOKOZATOSAN NÖVEKEDIK, az induktor induktivitásának hatására. Ezt a fázist pumpálásnak nevezik.

Miután a terhelési feszültség eléri a beállított értéket (amelyet a vezérlőkészülék beállításai határoznak meg), a VT tranzisztor bezárul, és a készülék a második fázisba lép - a kisülési fázisba. Az ábrán látható zárt tranzisztor egyáltalán nem látható, mintha nem is létezne. De ez csak azt jelenti, hogy a tranzisztor zárva van.

5. ábra. 2. fázis

Amikor a VT tranzisztor zárva van, az induktorban nincs energia utánpótlás, mivel az áramforrás ki van kapcsolva. Az L induktivitás megakadályozza az induktor tekercsén átfolyó áram (önindukció) nagyságának és irányának változását.

Ezért az áram nem tud leállni azonnal, és a „diódaterhelés” áramkörön keresztül záródik. Emiatt a VD diódát kisülési diódának nevezik. Általában ez egy nagy sebességű Schottky-dióda. A 2. fázis szabályozási periódusa után az áramkör átvált az 1. fázisra, és a folyamat újra megismétlődik. A vizsgált áramkör kimenetén a maximális feszültség megegyezhet a bemenettel, és semmi több. A bemenetnél nagyobb kimeneti feszültség eléréséhez boost konvertereket használnak.

Egyelőre csak az induktivitás mértékére kell emlékeztetnünk, amely meghatározza a szaggató két üzemmódját. Ha az induktivitás nem elegendő, az átalakító megszakító áram módban fog működni, ami teljesen elfogadhatatlan a tápegységek számára.

Ha az induktivitás elég nagy, akkor a működés folyamatos áramú üzemmódban történik, ami lehetővé teszi, hogy a kimeneti szűrők segítségével állandó feszültséget kapjunk elfogadható hullámosság mellett. A Boost konverterek, amelyekről az alábbiakban lesz szó, szintén folyamatos áram üzemmódban működnek.

A hatékonyság enyhén növelése érdekében a VD kisülési diódát MOSFET tranzisztorra cseréljük, amelyet a megfelelő pillanatban kinyit a vezérlő áramkör. Az ilyen konvertereket szinkronnak nevezzük. Használatuk akkor indokolt, ha az átalakító teljesítménye elég nagy.

Növelje vagy fokozza a konvertereket

A boost konvertereket főként alacsony feszültségű tápellátásra használják, például két vagy három akkumulátorról, és egyes tervezési alkatrészek 12...15V feszültséget igényelnek alacsony áramfelvétel mellett. Elég gyakran a boost konvertert röviden és egyértelműen „fokozó” szónak nevezik.

6. ábra. A boost konverter működési diagramja

Az Uin bemeneti feszültség a Cin bemeneti szűrőre kerül, és a sorba kapcsolt L és VT kapcsolótranzisztorra kerül. A tekercs és a tranzisztor lefolyója közötti csatlakozási ponthoz VD dióda van csatlakoztatva. Az Rн terhelés és a Cout söntkondenzátor a dióda másik kivezetésére csatlakozik.

A VT tranzisztort egy vezérlőáramkör vezérli, amely stabil frekvenciájú vezérlőjelet állít elő, beállítható D munkaciklussal, ahogyan azt a szaggató áramkör leírásánál fentebb leírtuk (3. ábra). A VD dióda a megfelelő időben blokkolja a kulcstranzisztor terhelését.

Nyitott kulcstranzisztor esetén az L tekercs jobb oldali kimenete a diagram szerint az Uin tápforrás negatív pólusára van kötve. Az áramforrásból növekvő áram (az induktivitás hatására) átfolyik a tekercsen és a nyitott tranzisztoron, és az energia felhalmozódik a tekercsben.

Ekkor a VD dióda blokkolja a terhelési és kimeneti kondenzátort a kapcsolóáramkörből, megakadályozva ezzel a kimeneti kondenzátor kisülését a nyitott tranzisztoron keresztül. A terhelést ebben a pillanatban a Cout kondenzátorban felhalmozott energia táplálja. Természetesen a kimeneti kondenzátor feszültsége csökken.

Amint a kimeneti feszültség valamivel a beállított érték alá csökken (amelyet a vezérlő áramkör beállításai határoznak meg), a VT kulcstranzisztor zár, és az induktorban tárolt energia a VD diódán keresztül újratölti a Cout kondenzátort, amely feszültség alá helyezi a Betöltés. Ebben az esetben az L tekercs önindukciós emf-je hozzáadódik a bemeneti feszültséghez és átkerül a terhelésre, ezért a kimeneti feszültség nagyobb, mint a bemeneti feszültség.

Amikor a kimeneti feszültség eléri a beállított stabilizációs szintet, a vezérlő áramkör kinyitja a VT tranzisztort, és a folyamat megismétlődik az energiatárolási fázistól.

Univerzális konverterek - SEPIC (egyvégű primer induktoros konverter vagy konverter aszimmetrikusan terhelt primer induktivitású).

Az ilyen konvertereket főként akkor használják, ha a terhelés jelentéktelen teljesítményű, és a bemeneti feszültség a kimeneti feszültséghez képest felfelé vagy lefelé változik.

7. ábra. A SEPIC konverter működési diagramja

Nagyon hasonló a 6. ábrán látható erősítő konverter áramköréhez, de további elemekkel: C1 kondenzátor és L2 tekercs. Ezek az elemek biztosítják az átalakító működését feszültségcsökkentési módban.

A SEPIC konvertereket olyan alkalmazásokban használják, ahol a bemeneti feszültség nagymértékben változik. Példa erre a 4V-35V-1,23V-32V Boost Buck Voltage Step Up/Down átalakító szabályozó. Ezen a néven árulják a konvertert a kínai üzletekben, melynek áramköre a 8. ábrán látható (kattintson az ábrára a nagyításhoz).

8. ábra. A SEPIC konverter sematikus diagramja

A 9. ábra a tábla megjelenését mutatja a fő elemek megjelölésével.

9. ábra. A SEPIC konverter megjelenése

Az ábrán a 7. ábra szerinti fő részek láthatók. Vegye figyelembe, hogy két L1 L2 tekercs van. E funkció alapján megállapíthatja, hogy ez egy SEPIC konverter.

A kártya bemeneti feszültsége 4…35V között lehet. Ebben az esetben a kimeneti feszültség 1,23…32V között állítható. Az átalakító működési frekvenciája 500 KHz Kis méretű, 50 x 25 x 12 mm-es tábla akár 25 W teljesítményt biztosít. Maximális kimeneti áram 3A-ig.

De itt egy megjegyzést kell tenni. Ha a kimeneti feszültség 10 V-ra van állítva, akkor a kimeneti áram nem lehet nagyobb, mint 2,5 A (25 W). 5 V kimeneti feszültség és 3 A maximális áramerősség mellett a teljesítmény csak 15 W lesz. A legfontosabb dolog itt az, hogy ne vigyük túlzásba: vagy ne lépje túl a maximálisan megengedett teljesítményt, vagy ne lépje túl a megengedett áramkorlátokat.

 


Olvas:



Táncolj egy nővel egy álomban

Táncolj egy nővel egy álomban

Loff álomkönyve szerint a tánc erőteljes pszichológiai és spirituális felszabadítást ad az embernek. Sok primitív kultúrában a táncot szentnek tekintik...

Miért álmodozhat arról, hogy egy sráccal táncol?

Miért álmodozhat arról, hogy egy sráccal táncol?

A 21. század álomértelmezése A tánc egy álomban azt jelenti, amit az álmodozó álmodik. A tánc azt jelenti, hogy a rugalmasság segít az üzleti életben, a keringő azt jelenti, hogy a pillanatban élsz,...

A halál tarot jelentése a kapcsolatokban

A halál tarot jelentése a kapcsolatokban

Alapvető jelentések Pozitív: átalakulás. Negatívum: korlátozás. Kulcsszavak: küszöb, hirtelen vagy váratlan változás,...

Pálcák lovagja: jelentése (Tarot)

Pálcák lovagja: jelentése (Tarot)

A bot lovagja – Kisebb Arkánum Az asztrológia szerint a bot lovagja a Mars bolygónak felel meg szenvedélyével. A bolygó a Kosban lakik – valójában...

feed-image RSS