Güçlendirici devre prensibini artırın ve tasarımın ayrıntılı açıklaması

Ana Sayfa Haberler Günlük Öne Çıkanlar Güçlendirici devre prensibini artırın ve tasarımın ayrıntılı açıklaması

2022-03-30 224

Yükseltme devresi, çıkış voltajını giriş voltajından daha yüksek hale getirebilen anahtarlamalı bir DC yükseltme devresidir. Elektronik devre tasarımında yaygın olarak kullanılan bir devre tasarım yöntemidir. Bu makale, yükseltmenin temel prensibini ve devre parametrelerinin tasarımını tanıtacaktır.

Öncelikle şunu bilmemiz gerekiyor:

Kondansatörler voltaj değişimini bloke eder, yüksek frekansı geçirir, düşük frekansı bloke eder, AC'yi geçirir, DC'yi bloke eder.

İndüktör akım değişimini bloke eder, düşük frekansı geçirir, yüksek frekansı bloke eder, DC'yi geçirir, AC'yi bloke eder.;

şekil 1 yükseltme anahtarı yükseltme devresinin şematik diyagramı

Anahtarın (triyot veya MOS tüpü) uzun süre kapalı olduğunu varsayarsak, tüm bileşenler ideal durumdadır ve kapasitör voltajı giriş voltajına eşittir.

Bu devre şarj ve deşarj olmak üzere iki kısımda anlatılacaktır.

şarj işlemi

Şarj sırasında anahtar kapatılır (triyot açılır) ve eşdeğer devre Şekil 2'de gösterilmektedir. Anahtarın (triyot) yerini bir tel alır. Bu sırada giriş voltajı indüktörden akar. Diyot kapasitörünün toprağa boşalmasını önleyin. Giriş doğru akım olduğu için indüktör üzerindeki akım, endüktansa bağlı olarak belirli bir oranda doğrusal olarak artar. İndüktör akımı arttıkça, indüktörde bir miktar enerji depolanır.

Deşarj süreci

Şekilde gösterildiği gibi bu, anahtar kapatıldığında (triyot kapatıldığında) eşdeğer devredir. Anahtar kapatıldığında (triyot kapatıldığında), indüktörden akan akım hemen 0 olmayacak, ancak indüktörün akım tutma özellikleri nedeniyle şarjın sonundaki değerden 0'a yavaş yavaş değişecektir. . Orijinal devrenin bağlantısı kesilmiş olduğundan, indüktör yalnızca yeni devre üzerinden deşarj edilebilir, yani indüktör, kondansatörü şarj etmeye başlar ve kondansatör üzerindeki voltaj yükselir. Şu anda voltaj zaten giriş voltajından daha yüksek ve yükseltme bitti.Bundan bahsetmişken, güçlendirme işlemi bir indüktörün enerji transfer işlemidir. Şarj sırasında indüktör enerjiyi emer ve boşalırken indüktör enerjiyi serbest bırakır. Kapasitans yeterince büyükse, deşarj sırasında çıkış terminalinde sürekli bir akım korunabilir. Bu açma-kapama işlemi tekrarlanırsa kapasitör genelinde giriş geriliminden daha yüksek bir gerilim elde edilebilir.

boostCircuit güçlendirme işlemi

İşte bazı takviyeler.:

Düşük AA voltajında, geri dönüş yükseltme devresinin güç ve verimliliğindeki darboğaz, anahtarlama tüpünde, doğrultucu tüpte ve diğer kayıplarda (endüktans dahil) yatmaktadır.Mıknatısları çok küçük olan (uygun enerjiyi depolayamayan) ve tel çapı çok ince olan (yüksek darbe akımı büyük tel kaybına yol açacaktır) indüktörler kullanılamaz.Çoğu redresör, diğer herkesle aynı olan Schottky'yi kullanır. Çıkış voltajı 3.3V olduğunda doğrultucu kaybı yaklaşık %10'dur.Anahtarın anahtarı burada, doygunluğa yeterince büyük miktarda koyun, iletimdeki voltaj düşüşünün küçük olması gerekir, başarının anahtarıdır. Toplamda sadece bir volt vardır ve tüpler çok fazla tüketilirse elektrik çıkmayacaktır. Maksimum akım seçildiğinde bazı tüplerin voltaj düşüşünün 0.2-0.3V'u geçmemesi gerektiğinden, yalnızca bir tüp bunu yapamıyorsa birçok tüp paralel olarak bağlanacaktır.Maksimum akım nedir? Basitse 1A diyelim ama bundan daha fazlası var. Verimliliğin düşük olması nedeniyle ortalama değer olan 1.5A'yı aşacaktır. Yarım döngü güç kaynağı sırasında 3A'dır ve gerçek akım dalga biçimi 0 ila 6A'dır. Bu nedenle 5A ve 3A olarak adlandırılan iki borunun zorlukla başa çıkabilmek için bir araya getirilmesi öneriliyor.Hazır çiplerin hiçbiri yukarıda belirtilen yüksek akım tüplerine entegre edilmediğinden, toprak devresinin yabancı devreyle başa çıkmak için yeterli olduğu öne sürülüyor.Bu tamamlayıcı içerikler ders kitabında bulunmayan ancak ders kitabındaki içeriklerle karşılaştırılıp doğrulanabilen bilgilerdir.Anahtar açıldığında, güç kaynağı indüktör-anahtar tüpü boyunca bir döngü oluşturur ve akım, indüktördeki manyetik enerji deposuna dönüştürülür; Anahtar kapatıldığında indüktördeki manyetik enerji, indüktör ucunda sol negatif ve sağ pozitif olmak üzere elektrik enerjisine dönüştürülür. Bu voltaj, güç kaynağının pozitif ucuna bindirilir ve yükseltme fonksiyonunu tamamlamak için diyot yükü boyunca bir döngü oluşturulur. Bu durumda, dönüşüm verimliliğini artırmak için üç açıdan başlamalıyız: Anahtar tüpü açıldığında devrenin empedansını mümkün olduğunca azaltmak, böylece elektrik enerjisinin mümkün olduğunca manyetik enerjiye dönüştürülebilmesini sağlamak. ; Yük devresinin empedansını mümkün olduğu kadar azaltın, böylece manyetik enerji mümkün olduğu kadar elektrik enerjisine dönüştürülebilir ve devre kaybı en düşük olur; Kontrol devresinin tüketimini mümkün olduğu kadar azaltın, çünkü kontrol devresinin tüketimi bir anlamda dönüşüm açısından israf olur ve yükte enerjiye dönüştürülemez.

Devre parametrelerinin BoostDesign'ı

Yükseltme devresi için, indüktör akımının sürekli modu, indüktör akımının süreksiz modundan çok farklıdır. Süreksiz modun çıkış voltajı, giriş voltajı, endüktans, yük direnci, görev döngüsü ve anahtarlama frekansı ile ilgilidir. Sürekli modun çıkış voltajı yalnızca giriş voltajına ve görev döngüsüne bağlıdır.

Çıkış Filtre Kapasitörünün seçimi

Güç kaynağının değiştirilmesinde çıkış kapasitörünün işlevi enerjiyi depolamak ve sabit bir voltajı korumaktır.Yükseltme devresinin kapasitör seçimi esas olarak çıkış dalgalanmasını belirtilen aralıkta kontrol etmek içindir.Yükseltme devresi için, kapasitörün empedansı ve çıkış akımı, çıkış voltajı dalgalanmasını belirler.Kapasitörün empedansı, eşdeğer seri endüktans (ESL), eşdeğer seri direnç (ESR) ve kapasitans değeri (C) olmak üzere üç bölümden oluşur.İndüktör akımı sürekli modunda kapasitans, çıkış akımına, anahtarlama frekansına ve beklenen çıkış dalgalanmasına bağlıdır. MOSFET açıldığında çıkış filtre kondansatörü tüm yük akımını sağlar.

indüktans

Güç kaynağının değiştirilmesinde indüktörün işlevi enerji depolamaktır.İndüktörün işlevi sabit bir akımı korumak veya indüktördeki akım değişimini sınırlamaktır.Yükseltme devresinde, uygun bir endüktansın seçilmesi genellikle içinden akan dalgalanma akımını sınırlamak için kullanılır.İndüktörün dalgalanma akımı, giriş voltajı ve MOSFET'in açılma süresi ile orantılı, endüktans ile ters orantılıdır. Endüktans, sürekli modun ve süreksiz modun çalışma noktasını belirler.İndüktör seçiminde endüktansın yanı sıra maksimum DC veya tepe akımı ve maksimum çalışma frekansına da dikkat edilmelidir.İndüktörün akımının nominal akımını aşması veya çalışma frekansının maksimum çalışma frekansını aşması, indüktörün doymasına ve aşırı ısınmasına yol açacaktır.

MOSFET

Düşük güçlü DC/DC değişiminde PowerMOSFET en sık kullanılan güç anahtarıdır. MOSFET'in maliyeti nispeten düşük ve çalışma frekansı nispeten yüksektir.MOSFET tasarımda esas olarak iletim kaybı ve anahtarlama kaybı dikkate alınarak seçilmiştir.MOSFET'in yeterince düşük bir direnç RDS(ON)'sine ve nispeten düşük bir geçit yükü Qg'ye sahip olması gerekir.

Bu makale ağ üzerinden düzenlenmiştir.，Telif hakkı sorunları varsa lütfen zamanında bizimle iletişime geçin.

Slkor bir zafer daha kazandı! TikTok'taki popüler bilim videolarının izlenme sayısı 1 milyonu geçti.

Genel Müdür Song Shiqiang, en yüksek satış performansı gösteren Lin Yuanfang'a ve Slkor'un Birinci Satış Departmanı olan Ejderha-Kaplan Ekibine ödüllerini takdim etti.