توضیح مفصل اصل مدار تقویت کننده و طراحی

صفحه اصلی اخبار برجسته روزانه توضیح مفصل اصل مدار تقویت کننده و طراحی

2022-03-30 224

Logo.png ویرایش

مدار بوست یک مدار تقویت کننده DC سوئیچینگ است که می تواند ولتاژ خروجی را بالاتر از ولتاژ ورودی کند. این یک روش متداول طراحی مدار در طراحی مدارهای الکترونیکی است. این مقاله به معرفی اصل اولیه تقویت و طراحی پارامترهای مدار می پردازد.

ابتدا باید بدانیم:

خازن ها تغییر ولتاژ، عبور فرکانس بالا، بلوک فرکانس پایین، عبور AC، بلوک DC را مسدود می کنند.

سلف تغییر جریان را مسدود می کند، فرکانس پایین را عبور می دهد، فرکانس بالا را مسدود می کند، DC را عبور می دهد، AC را مسدود می کند.

شکل 1 نمودار شماتیک مدار بوست سوئیچ تقویت کننده

با فرض خاموش بودن سوئیچ (تریود یا تیوب MOS) برای مدت طولانی، تمام اجزا در حالت ایده آل هستند و ولتاژ خازن برابر با ولتاژ ورودی است.

این مدار در دو بخش شارژ و دشارژ توضیح داده خواهد شد.

فرآیند شارژ

در طول شارژ، سوئیچ بسته است (تریود روشن است)، و مدار معادل آن در شکل 2 نشان داده شده است. کلید (تریود) با یک سیم جایگزین می شود. در این زمان، ولتاژ ورودی از طریق سلف جریان می یابد. از تخلیه خازن دیود به زمین جلوگیری کنید. از آنجایی که ورودی جریان مستقیم است، جریان روی سلف به صورت خطی در یک نسبت مشخص افزایش مییابد که مربوط به اندوکتانس است. با افزایش جریان سلف مقداری انرژی در سلف ذخیره می شود.

فرآیند تخلیه

همانطور که در شکل نشان داده شده است، این مدار معادل زمانی است که کلید خاموش است (تریود خاموش است). هنگامی که سوئیچ خاموش است (تریود خاموش است)، جریان عبوری از سلف بلافاصله 0 نمی شود، اما به دلیل ویژگی های نگه داشتن جریان سلف، به آرامی از مقدار در پایان شارژ به 0 تغییر می کند. . مدار اصلی قطع شده است، بنابراین سلف را فقط می توان از طریق مدار جدید تخلیه کرد، یعنی سلف شروع به شارژ خازن می کند و ولتاژ دو طرف خازن افزایش می یابد. در این زمان، ولتاژ از قبل از ولتاژ ورودی بالاتر است و بوست به پایان می رسد.در مورد آن، فرآیند تقویت فرآیند انتقال انرژی یک سلف است. هنگام شارژ، سلف انرژی را جذب می کند و در هنگام تخلیه، سلف انرژی آزاد می کند. اگر ظرفیت خازنی به اندازه کافی بزرگ باشد، می توان جریان پیوسته را در ترمینال خروجی در حین تخلیه حفظ کرد. اگر این فرآیند خاموش و روشن تکرار شود، می توان ولتاژی بالاتر از ولتاژ ورودی در سرتاسر خازن به دست آورد.

فرآیند تقویت boostCircuit

در اینجا چند مکمل آورده شده است.:

با ولتاژ AA کم، گلوگاه قدرت و کارایی مدار تقویت کننده فلای بک در لوله سوئیچینگ، لوله یکسو کننده و سایر تلفات (از جمله اندوکتانس) قرار دارد.سلفهایی با آهنرباهای خیلی کوچک (نمیتوانند انرژی مناسب را ذخیره کنند) و قطر سیم خیلی نازک (جریان پالس بالا منجر به اتلاف زیاد سیم میشود) قابل استفاده نیستند.اکثر یکسو کننده ها از Schottky استفاده می کنند که مانند بقیه است. هنگامی که ولتاژ خروجی 3.3 ولت است، تلفات یکسو کننده حدود 10٪ است.سوئیچ، کلید در اینجا است، قرار دادن مقدار زیادی از به اندازه کافی به اشباع، افت ولتاژ هدایت باید کوچک باشد، کلید موفقیت است. در مجموع فقط یک ولت وجود دارد و اگر لوله ها بیش از حد مصرف شود، برق از آن خارج نمی شود. از آنجا که افت ولتاژ برخی از لوله ها نباید از 0.2--0.3 ولت بیشتر شود، در صورتی که تنها یک لوله نتواند این کار را انجام دهد، بسیاری از لوله ها به صورت موازی متصل می شوند.حداکثر جریان چقدر است؟ بیایید آن را 1A بنامیم اگر ساده است، اما بیشتر از این است. به دلیل راندمان پایین، از 1.5 آمپر فراتر خواهد رفت که مقدار متوسط است. در طول منبع تغذیه نیم سیکل 3A است و شکل موج واقعی جریان 0 تا 6A است. بنابراین، پیشنهاد میشود که دو لوله به نامهای 5A و 3A با هم ترکیب شوند تا به سختی از عهده آن برآیند.هیچ یک از تراشه های آماده با لوله های جریان بالا فوق الذکر یکپارچه نمی شوند، بنابراین پیشنهاد می شود مدار زمین برای مقابله با مدار خارجی کافی باشد.این مطالب تکمیلی دانشی است که در کتاب درسی موجود نیست، اما می توان آنها را با مطالب کتاب درسی مقایسه و تأیید کرد.هنگامی که سوئیچ روشن می شود، منبع تغذیه یک حلقه از طریق لوله سلف-سوئیچ تشکیل می دهد و جریان به ذخیره انرژی مغناطیسی در سلف تبدیل می شود. هنگامی که کلید خاموش می شود، انرژی مغناطیسی در سلف به انرژی الکتریکی تبدیل می شود که در انتهای سلف منفی و راست مثبت می شود. این ولتاژ در انتهای مثبت منبع تغذیه قرار می گیرد و یک حلقه از طریق بار دیود برای تکمیل عملکرد تقویت کننده تشکیل می شود. در این حالت، برای بهبود راندمان تبدیل، باید از سه جنبه شروع کنیم: کاهش امپدانس مدار در هنگام روشن شدن لوله سوئیچ تا حد امکان، به طوری که انرژی الکتریکی تا حد امکان به انرژی مغناطیسی تبدیل شود. ; امپدانس مدار بار را تا حد امکان کاهش دهید تا انرژی مغناطیسی تا حد امکان به انرژی الکتریکی تبدیل شود و تلفات مدار کمترین باشد. مصرف مدار کنترل را تا حد امکان کاهش دهید، زیرا مصرف مدار کنترل به یک معنا برای تبدیل هدر می رود و نمی توان آن را به انرژی روی بار تبدیل کرد.

BoostDesign پارامترهای مدار

برای مدار بوست، حالت پیوسته جریان سلف با حالت ناپیوسته جریان سلف بسیار متفاوت است. ولتاژ خروجی حالت ناپیوسته با ولتاژ ورودی، اندوکتانس، مقاومت بار، سیکل کار و فرکانس سوئیچینگ مرتبط است. ولتاژ خروجی حالت پیوسته فقط به ولتاژ ورودی و چرخه وظیفه بستگی دارد.

انتخاب خازن فیلتر خروجی

در منبع تغذیه سوئیچینگ، عملکرد خازن خروجی ذخیره انرژی و حفظ ولتاژ ثابت است.انتخاب خازن مدار Boost عمدتاً برای کنترل ریپل خروجی در محدوده مشخص شده است.برای مدار بوست، امپدانس خازن و جریان خروجی ریپل ولتاژ خروجی را تعیین می کند.امپدانس خازن از سه بخش تشکیل شده است، یعنی اندوکتانس سری معادل (ESL)، مقاومت سری معادل (ESR) و مقدار ظرفیت (C).در حالت پیوسته جریان سلف، ظرفیت خازن به جریان خروجی، فرکانس سوئیچینگ و ریپل خروجی مورد انتظار بستگی دارد. وقتی MOSFET روشن میشود، خازن فیلتر خروجی کل جریان بار را تأمین میکند.

اندوکتانس

در منبع تغذیه سوئیچینگ، وظیفه سلف ذخیره انرژی است.عملکرد سلف حفظ جریان ثابت یا محدود کردن تغییر جریان در سلف است.در مدار بوست، معمولاً از انتخاب یک اندوکتانس مناسب برای محدود کردن جریان ریپلی که از آن عبور میکند استفاده میشود.جریان ریپل سلف با ولتاژ ورودی و زمان روشن شدن MOSFET متناسب و با اندوکتانس نسبت معکوس دارد. اندوکتانس نقطه کار حالت پیوسته و حالت ناپیوسته را تعیین می کند.در انتخاب سلف علاوه بر اندوکتانس سلف باید به حداکثر جریان DC یا پیک و حداکثر فرکانس کاری نیز توجه شود.اگر جریان سلف از جریان نامی خود بیشتر شود یا فرکانس کاری از حداکثر فرکانس کاری خود بیشتر شود، منجر به اشباع و گرم شدن بیش از حد سلف می شود.

ماسفت

در تغییر DC/DC با توان پایین، PowerMOSFET رایجترین سوئیچ قدرت مورد استفاده است. هزینه MOSFET نسبتاً کم و فرکانس کاری آن نسبتاً بالاست.MOSFET در طراحی عمدتاً با توجه به تلفات هدایت و تلفات سوئیچینگ آن انتخاب میشود.ماسفت باید RDS(ON) مقاومت در حالت روشن به اندازه کافی کم و Qg بار گیت نسبتاً کمی داشته باشد.

این مقاله از شبکه سازماندهی شده است.لطفاً در صورت وجود مسائل مربوط به حق چاپ به موقع با ما تماس بگیرید.

قبلی

Slkor به پیروزی دیگری دست یافت! تعداد بازدید ویدیوهای علمی محبوب آن در TikTok از مرز یک میلیون نفر گذشت

بعدی

مدیر کل، سونگ شی‌کیانگ، جوایزی را به لین یوان‌فانگ، برترین فروشنده، و تیم دراگون-تایگر، اولین دپارتمان فروش اسلکور، اهدا کرد.