Հավանաբար շատերն են հիշում իմ էպոսը տնական լաբորատոր սնուցման հետ։
Բայց ինձ բազմիցս հարցրեցին նման բան, միայն ավելի պարզ և էժան:
Այս վերանայման մեջ ես որոշեցի ցույց տալ այլընտրանք պարզ կարգավորվող էլեկտրամատակարարմանը:
Ներս եկեք, հուսով եմ, որ ձեզ դուր կգա:
Ես երկար հետաձգեցի այս ակնարկը, հետո ժամանակ չկար, այդ տրամադրությունը, բայց հիմա ձեռքերս հասել են դրան։
Այս էլեկտրամատակարարումն ունի մի փոքր տարբեր բնութագրեր, քան.
Էներգամատակարարման հիմքը կլինի թվային կառավարվող DC-DC բաք փոխարկիչի տախտակը:
Բայց ամեն ինչ իր ժամանակն ունի, և այժմ իրականում մի քանի ստանդարտ լուսանկար:
Թաշկինակը եկավ փոքրիկ տուփի մեջ, ոչ ավելի, քան մեկ տուփ ծխախոտ: 
Ներսում, երկու տոպրակի մեջ (պզուկաձև և հակաստատիկ) այս տեսության իրական հերոսուհին էր՝ փոխարկիչի տախտակը։ 
Տախտակն ունի բավականին պարզ դիզայն, հոսանքի բաժին և պրոցեսորով փոքր տախտակ (այս տախտակը նման է մեկ այլ, պակաս հզոր փոխարկիչի տախտակին), կառավարման կոճակներ և ցուցիչ։ 
Այս տախտակի առանձնահատկությունները
Մուտքային լարումը - 6-32 Վոլտ
Ելքային լարումը - 0-30 Վոլտ
Ելքային հոսանք - 0-8 Ամպեր
Լարման կարգավորման/ցուցադրման նվազագույն դիսկրետությունը 0,01 վոլտ է
Տեղադրման / հոսանքի ցուցադրման նվազագույն դիսկրետությունը - 0,001 Ամպեր
Բացի այդ, այս տախտակը կարող է չափել հզորությունը, որը տրվում է բեռին և հզորությանը:
Հրահանգներում նշված փոխակերպման հաճախականությունը 150 ԿՀց է, ըստ վերահսկիչի տվյալների թերթիկի՝ 300 ԿՀց, չափվածը՝ մոտ 270 ԿՀց, ինչը նկատելիորեն մոտ է տվյալների աղյուսակում նշված պարամետրին:
Հիմնական տախտակը պարունակում է էներգիայի տարրեր, PWM կարգավորիչ, հոսանքի դիոդ և խեղդուկ, ֆիլտրի կոնդենսատորներ (470 μF x 50 վոլտ), PWM տրամաբանական և գործառնական ուժեղացուցիչի հոսանքի կարգավորիչ, գործառնական ուժեղացուցիչներ, ընթացիկ շունտ, ինչպես նաև մուտքային և ելք: տերմինալային բլոկներ. 
Հետևում գործնականում ոչինչ չկա, միայն մի քանի հոսանքի գծեր: 
Լրացուցիչ տախտակն ունի պրոցեսոր, տրամաբանական չիպսեր, 3,3 վոլտ լարման կայունացուցիչ՝ տախտակի սնուցման համար, ցուցիչ և կառավարման կոճակներ։
Պրոցեսոր -
Տրամաբանություն - 2 հատ
Էլեկտրաէներգիայի կայունացուցիչ - 
Էլեկտրական տախտակի վրա տեղադրված են 2 օպերացիոն ուժեղացուցիչներ (նույն օպամպերը կան ZXY60xx-ում)
Ինքնին adj տախտակի PWM էներգիայի վերահսկիչ 
Միկրոսխումը գործում է որպես հզորության PWM կարգավորիչ: Ըստ տվյալների թերթիկի՝ սա 12 Ամպերանոց PWM կարգավորիչ է, ուստի այստեղ այն չի աշխատում ամբողջ հզորությամբ, ինչը լավ նորություն է: Այնուամենայնիվ, արժե հաշվի առնել, որ ավելի լավ է չգերազանցել մուտքային լարումը, դա կարող է նաև վտանգավոր լինել:
Տախտակի նկարագրությունը ցույց է տալիս առավելագույն մուտքային լարումը 32 վոլտ, կարգավորիչի սահմանաչափը 35 վոլտ է:
Ավելի հզոր փոխարկիչներում օգտագործվում է ցածր հոսանքի կարգավորիչ, որը կառավարում է հզոր դաշտային ազդեցության տրանզիստորը, այստեղ այս ամենը կատարվում է մեկ հզոր PWM վերահսկիչի կողմից:
Ներողություն եմ խնդրում լուսանկարների համար, ինձ չի հաջողվել հասնել լավ որակի։ 
Ինտերնետում իմ գտած հրահանգները նկարագրում են, թե ինչպես մուտք գործել ծառայության ռեժիմ, որտեղ կարող եք փոխել որոշ պարամետրեր: Սպասարկման ռեժիմ մուտք գործելու համար անհրաժեշտ է սնուցել OK կոճակը սեղմելիս, 0-2 թվերը հաջորդաբար կփոխանցվեն էկրանին, կարգավորումը փոխելու համար պետք է բաց թողնեք կոճակը, մինչ համապատասխան թիվը ցուցադրվի:
0 - Միացնել ավտոմատ լարման մատակարարումը ելքին, երբ հոսանք է կիրառվում տախտակի վրա:
1 - Ընդլայնված ռեժիմի ակտիվացում, որը ցուցադրում է ոչ միայն հոսանքը և լարումը, այլև բեռին և ելքային հզորությանը փոխանցված հզորությունը:
2 - Էկրանի կամ ձեռնարկի վրա չափումների ցուցադրման ավտոմատ թվարկում:
Նաև հրահանգներում կա կարգավորումները հիշելու օրինակ, քանի որ տախտակը կարող է սահմանել հոսանքի և լարման սահմանաչափը, և կա կարգավորումների հիշողություն, բայց ես չեմ բարձրացել այս ջունգլիներում:
Ես նույնպես չեմ դիպչել տախտակի վրա տեղադրված UART միակցիչի կոնտակտներին, քանի որ նույնիսկ եթե այնտեղ ինչ-որ բան կա, ես դեռ չեմ գտել այս տախտակի ծրագիրը:
Ամփոփում.
կողմ.
1. Բավականին հարուստ առանձնահատկություններ՝ հոսանքի և լարման կարգավորում և չափում, հզորության և հզորության չափում, ինչպես նաև ելքային լարման ավտոմատ մատակարարման ռեժիմի առկայություն:
2. Ելքային լարման և հոսանքի տիրույթը բավարար է սիրողական ծրագրերի մեծ մասի համար:
3. Աշխատանքն այնքան էլ լավ չէ, բայց առանց ակնհայտ թերությունների։
4. Բաղադրիչները տեղադրվում են լուսանցքով, PWM 12 ամպերի համար 8 հայտարարված լարման դեպքում, կոնդենսատորներ 50 վոլտ մուտքի և ելքի համար, հայտարարված 32 վոլտում:
Մինուսներ
1. Էկրանը շատ անհարմար է պատրաստված, այն կարող է ցուցադրել միայն 1 պարամետր, օրինակ.
0.000 - Ընթացիկ
00.00 - Լարման
P00.0 - Հզորություն
C00.0 - հզորություն:
Վերջին երկու պարամետրերի դեպքում կետը լողացող կետ է:
2. Ելնելով առաջին կետից՝ բավականին անհարմար հսկողությունից, valcoder-ը իսկապես չէր խանգարի։
Իմ կարծիքը.
Բավականին արժանապատիվ տախտակ պարզ կարգավորվող էլեկտրամատակարարում կառուցելու համար, բայց ավելի լավ է և ավելի հեշտ է օգտագործել պատրաստի սնուցման աղբյուրը:
Հավանեց ակնարկը
+123
+268
Մուտքային լարումներ մինչև 61 Վ, ելքային լարումներ՝ 0,6 Վ, ելքային հոսանքներ մինչև 4 Ա, հաճախականությունը արտաքին համաժամացման և կարգավորելու հնարավորություն, ինչպես նաև ընթացիկ սահմանաչափը կարգավորելու, փափուկ մեկնարկի ժամանակը կարգավորելու, համապարփակ բեռնվածության պաշտպանություն, լայն աշխատանքային ջերմաստիճանի միջակայք - ժամանակակից աղբյուրների սնուցման բոլոր այս հատկանիշները հասանելի են DC/DC փոխարկիչների նոր տեսականիով, որոնք արտադրվում են .
Այս պահին STMicro-ի կողմից արտադրված անջատիչ կարգավորիչների միկրոսխեմաների շրջանակը (Նկար 1) թույլ է տալիս ստեղծել սնուցման աղբյուրներ (PS) մինչև 61 Վ մուտքային լարումներով և մինչև 4 Ա ելքային հոսանքներով:
Լարման փոխակերպման խնդիրը միշտ չէ, որ հեշտ է: Յուրաքանչյուր կոնկրետ սարք ունի իր պահանջները լարման կարգավորիչի համար: Երբեմն գինը (սպառողական էլեկտրոնիկա), չափը (շարժական էլեկտրոնիկա), արդյունավետությունը (մարտկոցով աշխատող սարքեր) կամ նույնիսկ արտադրանքի մշակման արագությունը մեծ դեր են խաղում: Այս պահանջները հաճախ հակասում են միմյանց: Այս պատճառով չկա իդեալական և ունիվերսալ լարման փոխարկիչ:
Ներկայումս օգտագործվում են փոխարկիչների մի քանի տեսակներ՝ գծային (լարման կայունացուցիչներ), իմպուլսային DC / DC փոխարկիչներ, լիցքավորման փոխանցման սխեմաներ և նույնիսկ գալվանական մեկուսիչների վրա հիմնված էլեկտրամատակարարումներ:
Այնուամենայնիվ, գծային լարման կարգավորիչները և աստիճանական անջատիչ DC/DC փոխարկիչները մնում են ամենատարածվածը: Այս սխեմաների գործունեության հիմնական տարբերությունը կարելի է տեսնել անունից: Առաջին դեպքում հոսանքի անջատիչը գործում է գծային ռեժիմով, երկրորդում՝ առանցքային ռեժիմով: Այս սխեմաների հիմնական առավելությունները, թերությունները և կիրառման ոլորտները ներկայացված են ստորև:
Գծային լարման կարգավորիչի առանձնահատկությունները
Գծային լարման կարգավորիչի աշխատանքի սկզբունքը հայտնի է: Դասական μA723 ինտեգրված կայունացուցիչը մշակվել է դեռևս 1967 թվականին R. Widlar-ի կողմից: Չնայած այն հանգամանքին, որ այդ ժամանակից ի վեր էլեկտրոնիկան շատ առաջ է գնացել, շահագործման սկզբունքները գրեթե անփոփոխ են մնացել:
Գծային լարման կարգավորիչի ստանդարտ սխեման բաղկացած է մի շարք հիմնական տարրերից (Նկար 2)՝ ուժային տրանզիստոր VT1, հղման լարման աղբյուր (ION), փոխհատուցման հետադարձ կապ գործառնական ուժեղացուցիչի վրա (op-amp): Ժամանակակից կարգավորիչները կարող են պարունակել լրացուցիչ ֆունկցիոնալ բլոկներ՝ պաշտպանության սխեմաներ (գերտաքացումից, գերհոսանքից), էներգիայի կառավարման սխեմաներ և այլն։
Նման կայունացուցիչների շահագործման սկզբունքը բավականին պարզ է. Op-amp-ի հետադարձ կապի սխեման համեմատում է հղման լարման արժեքը R1 / R2 ելքային բաժանարարի լարման հետ: Op-amp-ի ելքում ձևավորվում է անհամապատասխանություն, որը որոշում է VT1 ուժային տրանզիստորի դարպասի աղբյուրի լարումը: Տրանզիստորն աշխատում է գծային ռեժիմով՝ որքան բարձր է լարումը օպերատորի ելքի վրա, այնքան ցածր է դարպասի աղբյուրի լարումը և այնքան մեծ է VT1 դիմադրությունը:
Այս միացումը թույլ է տալիս փոխհատուցել մուտքային լարման բոլոր փոփոխությունները: Իսկապես, ենթադրենք, որ Uin մուտքային լարումը մեծացել է։ Սա կառաջացնի հետևյալ փոփոխությունների շղթան. Uin ավելացել → Uout-ը կավելանա → լարումը բաժանարար R1/R2-ում կաճի → op-amp-ի ելքային լարումը կբարձրանա → դարպասի աղբյուրի լարումը կնվազի → VT1 դիմադրությունը մեծացնել → Uout-ը կնվազի:
Արդյունքում, երբ մուտքային լարումը փոխվում է, ելքային լարումը փոքր-ինչ փոխվում է:
Երբ ելքային լարումը նվազում է, լարման արժեքների հակադարձ փոփոխություններ են տեղի ունենում:
Buck DC / DC փոխարկիչի առանձնահատկությունները
Դասական DC/DC բաք փոխարկիչի պարզեցված դիագրամը (I տիպի փոխարկիչ, բաք-փոխարկիչ, աստիճանաբար ներքև փոխարկիչ) բաղկացած է մի քանի հիմնական տարրերից (Նկար 3)՝ հոսանքի տրանզիստոր VT1, կառավարման միացում (CS), ֆիլտր (Lf-Cf): ), հակադարձ դիոդ VD1:
Ի տարբերություն գծային կարգավորիչի սխեմայի, տրանզիստոր VT1-ը գործում է առանցքային ռեժիմում:
Շղթայի շահագործման ցիկլը բաղկացած է երկու փուլից՝ պոմպի փուլ և լիցքաթափման փուլ (Նկար 4…5):
Պոմպի փուլում տրանզիստոր VT1-ը բաց է, և հոսանքը հոսում է դրա միջով (Նկար 4): Էներգիան պահվում է Lf կծիկի և Cf կոնդենսատորի մեջ:
Լիցքաթափման փուլում տրանզիստորը փակ է, դրա միջով հոսանք չի անցնում: Coil Lf-ը գործում է որպես ընթացիկ աղբյուր: VD1-ը դիոդ է, որն անհրաժեշտ է հակառակ հոսանքի համար:
Երկու փուլերում էլ բեռի վրա կիրառվում է լարում, որը հավասար է կոնդենսատորի վրայի լարմանը Cf.
Վերոնշյալ միացումն ապահովում է ելքային լարման կարգավորումը, երբ իմպուլսի տևողությունը փոխվում է.
Uout = Uin × (ti/T)
Եթե ինդուկտիվության արժեքը փոքր է, ապա ինդուկտիվության միջով լիցքաթափման հոսանքը ժամանակ ունի հասնելու զրոյի: Այս ռեժիմը կոչվում է ընդհատվող ընթացիկ ռեժիմ: Այն բնութագրվում է կոնդենսատորի վրա հոսանքի և լարման ալիքների աճով, ինչը հանգեցնում է ելքային լարման որակի վատթարացման և շղթայի աղմուկի ավելացման: Այդ պատճառով ընդհատվող ընթացիկ ռեժիմը հազվադեպ է օգտագործվում:
Գոյություն ունի փոխարկիչի մի տեսակ, որում «անարդյունավետ» VD1 դիոդը փոխարինվում է տրանզիստորով։ Այս տրանզիստորը բացվում է հակաֆազային VT1 հիմնական տրանզիստորի հետ: Նման փոխարկիչը կոչվում է սինխրոն և ունի ավելի բարձր արդյունավետություն:
Լարման փոխակերպման սխեմաների առավելություններն ու թերությունները
Եթե վերը նշված սխեմաներից մեկը բացարձակ գերազանցություն ունենար, ապա երկրորդը ապահով կերպով կմոռացվեր։ Սակայն դա տեղի չի ունենում։ Սա նշանակում է, որ երկու սխեմաներն էլ ունեն առավելություններ և թերություններ: Սխեմաների վերլուծությունը պետք է իրականացվի ըստ չափանիշների լայն շրջանակի (Աղյուսակ 1):
Աղյուսակ 1. Լարման կարգավորիչի սխեմաների առավելություններն ու թերությունները
| Բնութագրական | Գծային կարգավորիչ | Անցեք DC/DC փոխարկիչը |
| Տիպիկ մուտքային լարման միջակայք, Վ | մինչև 30 | մինչև 100 |
| Տիպիկ ելքային հոսանքի տիրույթ | հարյուրավոր մԱ | միավորներ Ա |
| արդյունավետությունը | կարճ | բարձր |
| Ելքային լարման կարգավորման ճշգրտությունը | միավոր % | միավոր % |
| Ելքային լարման կայունություն | բարձր | միջին |
| Ստեղծված աղմուկ | կարճ | բարձր |
| Շղթայի իրականացման բարդությունը | ցածր | բարձր |
| PCB տոպոլոգիայի բարդությունը | ցածր | բարձր |
| Գին | ցածր | բարձր |
Էլեկտրական բնութագրեր. Ցանկացած փոխարկիչի համար հիմնական բնութագրերն են արդյունավետությունը, բեռնվածության հոսանքը, մուտքային և ելքային լարման տիրույթը:
Գծային կարգավորիչների արդյունավետության արժեքը փոքր է և հակադարձ համեմատական մուտքային լարման հետ (Նկար 6): Դա պայմանավորված է նրանով, որ բոլոր «լրացուցիչ» լարման կաթիլները գծային ռեժիմով աշխատող տրանզիստորի վրա: Տրանզիստորի հզորությունը թողարկվում է ջերմության տեսքով: Ցածր արդյունավետությունը հանգեցնում է նրան, որ գծային կարգավորիչի մուտքային լարումների և ելքային հոսանքների միջակայքը համեմատաբար փոքր է` մինչև 30 Վ և մինչև 1 Ա:
Անջատիչ կարգավորիչի արդյունավետությունը շատ ավելի բարձր է և ավելի քիչ կախված մուտքային լարումից: Միևնույն ժամանակ, 60 Վ-ից ավելի մուտքային լարումները և 1 Ա-ից ավելի բեռնվածքի հոսանքները հազվադեպ չեն:
Եթե օգտագործվում է սինխրոն փոխարկիչի սխեման, որի դեպքում անարդյունավետ ազատ պտտվող դիոդը փոխարինվում է տրանզիստորով, ապա արդյունավետությունը կլինի էլ ավելի բարձր:
Ելքային լարման ճշգրտություն և կայունություն: Գծային կայունացուցիչները կարող են ունենալ չափազանց բարձր ճշգրտություն և պարամետրերի կայունություն (տոկոսի մասնաբաժիններ): Ելքային լարման կախվածությունը մուտքային լարման փոփոխությունից և բեռի հոսանքից չի գերազանցում մի քանի տոկոսը։
Անջատիչ կարգավորիչը, ըստ գործողության սկզբունքի, սկզբում ունի նույն սխալի աղբյուրները, ինչ գծային կարգավորիչը: Բացի այդ, հոսող հոսանքի մեծությունը կարող է զգալիորեն ազդել ելքային լարման շեղման վրա:
Աղմուկի բնութագրերը. Գծային կարգավորիչն ունի չափավոր աղմուկի բնութագրիչ: Կան ցածր աղմուկի ճշգրտության կարգավորիչներ, որոնք օգտագործվում են բարձր ճշգրտության չափման տեխնոլոգիայում:
Անջատիչ կարգավորիչը ինքնին միջամտության հզոր աղբյուր է, քանի որ հոսանքի տրանզիստորը գործում է առանցքային ռեժիմում: Ստեղծված միջամտությունը բաժանված է հաղորդիչ (փոխանցվում է էլեկտրահաղորդման գծերի միջոցով) և ինդուկտիվ (փոխանցվում է ոչ հաղորդիչ լրատվամիջոցների միջոցով):
Անցկացված միջամտությունը վերացվում է ցածր անցումային զտիչներով: Որքան բարձր է փոխարկիչի գործառնական հաճախականությունը, այնքան ավելի հեշտ է ազատվել միջամտությունից: Չափիչ սխեմաներում անջատիչ կարգավորիչը հաճախ օգտագործվում է գծային կայունացուցիչի հետ միասին: Այս դեպքում միջամտության մակարդակը զգալիորեն նվազում է:
Ինդուկտիվ միջամտության վնասակար հետևանքներից ազատվելը շատ ավելի դժվար է: Այս միջամտությունը տեղի է ունենում ինդուկտորում և փոխանցվում է օդի և ոչ հաղորդիչ միջավայրի միջոցով: Դրանք վերացնելու համար օգտագործվում են պաշտպանված ինդուկտացիաներ, պտույտներ տորոիդային միջուկի վրա: Տախտակը դնելիս օգտագործվում է պինդ գրունտային բազմանկյուն լցոն և/կամ նույնիսկ հողի առանձին շերտ մեկուսացված է բազմաշերտ տախտակների մեջ: Բացի այդ, զարկերակային փոխարկիչն ինքնին առավելագույնս հեռացվում է չափիչ սխեմաներից:
Գործառնական բնութագրերը. Շղթայի իրականացման պարզության և PCB դասավորության տեսանկյունից գծային կարգավորիչները չափազանց պարզ են: Բացի ինքնին ինտեգրված կարգավորիչից, պահանջվում է ընդամենը մի քանի կոնդենսատոր:
Անջատիչ փոխարկիչը կպահանջի առնվազն արտաքին L-C ֆիլտր: Որոշ դեպքերում անհրաժեշտ է արտաքին ուժային տրանզիստոր և արտաքին թռիչքային դիոդ: Սա հանգեցնում է հաշվարկների և մոդելավորման անհրաժեշտության, իսկ տպագիր տպատախտակի տոպոլոգիան շատ ավելի բարդ է դառնում: Տախտակի լրացուցիչ բարդություն է առաջանում EMC-ի պահանջի պատճառով:
Գին. Ակնհայտ է, որ արտաքին բաղադրիչների մեծ քանակի պատճառով զարկերակային փոխարկիչը մեծ արժեք կունենա:
Որպես եզրակացություն, հնարավոր է որոշել կիրառման նախընտրելի ոլորտները երկու տեսակի փոխարկիչների համար.
- գծային կարգավորիչները կարող են կիրառվել ցածր հզորության ցածր լարման սխեմաներում՝ բարձր ճշգրտությամբ, կայունությամբ և ցածր աղմուկի պահանջներով: Օրինակ կարող են լինել չափման և ճշգրիտ սխեմաները: Բացի այդ, վերջնական լուծման փոքր չափերը և ցածր արժեքը կարող են իդեալական լինել շարժական էլեկտրոնիկայի և բյուջետային սարքերի համար:
- Անջատիչ կարգավորիչները իդեալական են ավտոմոբիլային, արդյունաբերական և սպառողական էլեկտրոնիկայի բարձր հզորության ցածր և բարձր լարման սխեմաների համար: Բարձր արդյունավետությունը հաճախ անվիճելի է դարձնում DC/DC-ի օգտագործումը շարժական և մարտկոցով աշխատող սարքերի համար:
Երբեմն անհրաժեշտ է դառնում օգտագործել գծային կարգավորիչներ բարձր մուտքային լարման ժամանակ: Նման դեպքերում կարող եք օգտագործել STMicroelectronics-ի արտադրած կայունացուցիչները, որոնք ունեն 18 Վ-ից ավելի աշխատանքային լարումներ (Աղյուսակ 2):
Աղյուսակ 2. STMicroelectronics Բարձր մուտքային լարման գծային կարգավորիչներ
| Անուն | Նկարագրություն | Ուին մաքս, Վ | Ու դուրս նոմ, Վ | Իութ նոմ, Ա | Սեփական աշնանը, մեջ |
| 35 | 5, 6, 8, 9, 10, 12, 15 | 0.5 | 2 | ||
| 500 մԱ ճշգրիտ կարգավորիչ | 40 | 24 | 0.5 | 2 | |
| 2 Կարգավորիչ | 35 | 0.225 | 2 | 2 | |
| , | Կարգավորելի կարգավորիչ | 40 | – | 0.1; 0.5; 1.5 | 2 |
| 3 Կարգավորիչ | 20 | – | 3 | 2 | |
| 150 մԱ ճշգրիտ կարգավորիչ | 40 | – | 0.15 | 3 | |
| KFxx | 20 | 2.5: 8 | 0.5 | 0.4 | |
| Չափազանց ցածր ինքնաթափման կարգավորիչ | 20 | 2.7: 12 | 0.25 | 0.4 | |
| 5A Կարգավորիչ ցածր ինքնաթողումով և կարգավորելի ելքային լարմամբ | 30 | – | 1.5; 3; 5 | 1.3 | |
| lexx | Չափազանց ցածր ինքնաթափման կարգավորիչ | 20 | 3; 3.3; 4.5; 5; 8 | 0.1 | 0.2 |
| Չափազանց ցածր ինքնաթափման կարգավորիչ | 20 | 3.3; 5 | 0.1 | 0.2 | |
| Չափազանց ցածր ինքնաթափման կարգավորիչ | 40 | 3.3; 5 | 0.1 | 0.25 | |
| 85 մԱ կարգավորիչ ցածր ինքնաթափմամբ | 24 | 2.5: 3.3 | 0.085 | 0.5 | |
| Ճշգրիտ բացասական լարման կարգավորիչ | -35 | -5; -8; -12; -15 | 1.5 | 1.1; 1.4 | |
| Բացասական լարման կարգավորիչ | -35 | -5; -8; -12; -15 | 0.1 | 1.7 | |
| Կարգավորելի բացասական լարման կարգավորիչ | -40 | – | 1.5 | 2 |
Եթե որոշում կայացվի իմպուլսային IP կառուցելու մասին, ապա պետք է ընտրվի համապատասխան փոխարկիչ չիպ: Ընտրությունը կատարվում է հաշվի առնելով մի շարք հիմնական պարամետրեր.
Իջեցվող իմպուլսային DC/DC փոխարկիչների հիմնական բնութագրերը
Մենք թվարկում ենք իմպուլսային փոխարկիչների հիմնական պարամետրերը:
Մուտքային լարման միջակայք (V): Ցավոք, միշտ կա սահմանափակում ոչ միայն առավելագույն, այլեւ նվազագույն մուտքային լարման վրա: Այս պարամետրերի արժեքը միշտ ընտրվում է որոշակի լուսանցքով:
Ելքային լարման միջակայք (V): Իմպուլսի նվազագույն և առավելագույն տևողության սահմանափակման պատճառով ելքային լարման արժեքների շրջանակը սահմանափակ է:
Առավելագույն ելքային հոսանքը (A): Այս պարամետրը սահմանափակվում է մի շարք գործոններով՝ առավելագույն թույլատրելի էներգիայի սպառումը, հոսանքի անջատիչների դիմադրության վերջնական արժեքը և այլն:
Փոխարկիչի աշխատանքային հաճախականությունը (կՀց): Որքան բարձր է փոխակերպման հաճախականությունը, այնքան ավելի հեշտ է զտել ելքային լարումը: Սա թույլ է տալիս զբաղվել միջամտությամբ և նվազեցնել արտաքին L-C ֆիլտրի տարրերի արժեքները, ինչը հանգեցնում է ելքային հոսանքների ավելացման և չափի նվազման: Այնուամենայնիվ, փոխակերպման հաճախականության աճը մեծացնում է հոսանքի անջատիչների միացման կորուստները և մեծացնում միջամտության ինդուկտիվ բաղադրիչը, որն ակնհայտորեն անցանկալի է:
Արդյունավետությունը (%) արդյունավետության անբաժանելի ցուցիչ է և տրված է տարբեր լարումների և հոսանքների գրաֆիկների տեսքով։
Այլ պարամետրերը (ներկառուցված հոսանքի անջատիչների ալիքի դիմադրությունը (mΩ), ինքնասպառման հոսանքը (μA), գործի ջերմային դիմադրությունը և այլն) պակաս կարևոր են, բայց դրանք նույնպես պետք է հաշվի առնվեն:
STMicroelectronics-ի կողմից արտադրված նոր փոխարկիչներն ունեն բարձր մուտքային լարում և արդյունավետություն, և դրանց պարամետրերը կարելի է հաշվարկել eDesignSuite անվճար ծրագրի միջոցով:
DC/DC գծի միացում ST Microelectronics-ից
DC/DC STMicroelectronics-ի պորտֆոլիոն անընդհատ ընդլայնվում է: Նոր փոխարկիչի չիպերն ունեն մուտքային լարման ընդլայնված միջակայք մինչև 61 Վ ( / ), բարձր ելքային հոսանքներ, ելքային լարումներ 0,6 Վ ( / / )-ից (աղյուսակ 3):
Աղյուսակ 3. Նոր DC/DC STMicroelectronics
| Բնութագրերը | Անուն | |||||||
| L7987; L7987L | ||||||||
| Շրջանակ | VFQFPN-10L | HSOP-8; VFQFPN-8L; SO8 | HSOP-8; VFQFPN-8L; SO8 | HTSSOP16 | VFQFPN-10L; HSOP 8 | VFQFPN-10L; HSOP 8 | HSOP 8 | HTSSOP 16 |
| Մուտքային լարումը Uin, V | 4.0…18 | 4.0…18 | 4.0…18 | 4…38 | 4.5…38 | 4.5…38 | 4.5…38 | 4.5…61 |
| Ելքային հոսանքը, Ա | 4 | 3 | 4 | 2 | 2 | 3 | 3 | 2 (L7987L); 3 (L7987) |
| Ելքային լարման միջակայք, Վ | 0,8…0,88×Uin | 0.8…Ուին | 0.8…Ուին | 0.85…Ուին | 0.6…Ուին | 0.6…Ուին | 0.6…Ուին | 0.8…Ուին |
| Աշխատանքային հաճախականություն, կՀց | 500 | 850 | 850 | 250…2000 | 250…1000 | 250…1000 | 250…1000 | 250…1500 |
| Արտաքին հաճախականության համաժամացում (առավելագույնը), կՀց | Ոչ | Ոչ | Ոչ | 2000 | 1000 | 1000 | 1000 | 1500 |
| Գործառույթներ | Հարթ մեկնարկ; ընթացիկ գերբեռնվածության պաշտպանություն; պաշտպանություն գերտաքացումից | |||||||
| Լրացուցիչ գործառույթներ | ՄԻԱՑՆԵԼ; PGOOD | ՄԻԱՑՆԵԼ | LNM; LCM; ԱՐԳԵԼԵԼ; գերլարման պաշտպանություն | ՄԻԱՑՆԵԼ | PGOOD; պաշտպանություն լարման անկումից; անջատման հոսանքի ճշգրտում | |||
| Չիպի աշխատանքային ջերմաստիճանի միջակայք, °C | -40…150 | |||||||
Անջատիչ փոխարկիչի բոլոր նոր չիպերն ունեն փափուկ մեկնարկի, գերհոսանքից պաշտպանության և գերջերմաստիճանից պաշտպանվելու գործառույթներ:
Սկսնակ ռադիոսիրողական արհեստանոցում ամենապահանջված սարքերից մեկը կարգավորվող սնուցման աղբյուրն է: Ես արդեն խոսեցի այն մասին, թե ինչպես ինքնուրույն հավաքել կարգավորվող էներգիայի մատակարարումը MC34063 չիպի վրա: Բայց այն ունի նաև սահմանափակումներ և թերություններ: Նախ, դա ուժ է: Երկրորդ, ելքային լարման ցուցման բացակայությունը:
Այստեղ ես կխոսեմ այն մասին, թե ինչպես կարելի է հավաքել կարգավորվող էլեկտրամատակարարում 1.2 - 32 վոլտ և առավելագույն ելքային հոսանք մինչև 4 ամպեր նվազագույն ժամանակ և ջանք գործադրելով:
Դա անելու համար մեզ անհրաժեշտ է երկու շատ կարևոր տարր.
Մինչեւ ~25...26 վոլտ ելքային լարման տրանսֆորմատոր։ Ինչպես վերցնել այն և որտեղ գտնել այն, ես կպատմեմ հետագա;
Պատրաստի մոդուլ՝ ներկառուցված IC-ի վրա հիմնված վոլտմետրով կարգավորվող DC-DC փոխարկիչի համար XL4015.
Ամենատարածված և էժան մոդուլները, որոնք հիմնված են միկրոսխեմաների վրա XL4015և LM2956: Ամենաէժան տարբերակը մոդուլն է առանց թվային վոլտմետրի: Ինձ համար ես գնեցի նման DC-DC փոխարկիչների մի քանի տարբերակ, բայց ամենից շատ ինձ դուր եկավ XL4015 չիպի վրա հիմնված մոդուլը ներկառուցված վոլտմետրով: Նրա մասին և կքննարկվի:
Ահա թե ինչպես է այն նայում. Ես գնել եմ այն Aliexpress-ում, ահա հղումը: Որոնման միջոցով կարող եք ընտրել ճիշտը գնի և փոփոխությունների համար:
Տախտակի հակառակ կողմը և կողային տեսքը:
Մոդուլի հիմնական բնութագրերը.
Չմոռանանք, որ արտադրողները սիրում են գերագնահատել իրենց արտադրանքի բնութագրերը։ Դատելով ակնարկներից, այս DC-DC մոդուլի ամենաօպտիմալ օգտագործումը մինչև 30 վոլտ մուտքային լարման և մինչև 2 ամպերի ընթացիկ սպառման հետ աշխատելն է:
DC-DC մոդուլի կառավարում:
DC-DC մոդուլի տպագիր տպատախտակի վրա կան երկու կառավարման կոճակներ և ելքային լարման կարգավորիչ՝ սովորական բազմաշրջադարձ փոփոխական ռեզիստոր:
Կոճակի կարճ սեղմում 1 անջատում/միացնում է վոլտմետրի ցուցիչը: Մի տեսակ մթնեցնող: Հարմար է, երբ սնուցվում է մարտկոցով:
Կարճ սեղմեք կոճակը 2 դուք կարող եք փոխել վոլտմետրի շահագործման ռեժիմը, մասնավորապես, ցուցիչի վրա մուտքային կամ ելքային լարման ցուցադրում: Երբ օգտագործվում է մարտկոցի հետ համատեղ, դուք կարող եք վերահսկել մարտկոցի լարումը և կանխել խորը լիցքաթափումը:
Վոլտմետրերի ցուցումների չափորոշում:
Նախ, օգտագործեք կոճակը 2՝ ընտրելու համար, թե որ լարումը ցուցադրվի վոլտմետրի էկրանին (մուտք կամ ելք): Այնուհետեւ, մուլտիմետրով, մենք չափում ենք DC լարումը (մուտքային կամ ելքային) տերմինալներում: Եթե այն տարբերվում է վոլտմետրի կողմից ցուցադրվող լարման արժեքից, ապա մենք սկսում ենք տրամաչափումը:
2-րդ կոճակին սեղմում ենք 3-4 վայրկյան։ Ցուցադրումը պետք է անջատվի: Մենք բաց ենք թողնում կոճակը: Այս դեպքում էկրանի վրա ցուցումները կհայտնվեն և կսկսեն թարթել:
Այնուհետև, կարճ սեղմելով 1 և 2 կոճակները, մենք նվազեցնում կամ ավելացնում ենք ցուցադրվող լարման արժեքը 0,1 Վ քայլերով: Եթե Ձեզ անհրաժեշտ է մեծացնել ցուցումները, օրինակ, 12,0 Վ-ից մինչև 12,5 Վ, ապա սեղմեք կոճակը 2-ը 5 անգամ, իսկ եթե Ձեզ անհրաժեշտ է 12 Վ-ից իջեցնել մինչև 11,5 Վ, ապա, համապատասխանաբար, սեղմեք 1 կոճակը 5 անգամ:
Կալիբրացիայի ավարտից հետո սեղմեք կոճակը 2-ը 5 վայրկյան: Այս դեպքում վոլտմետրի էկրանի ցուցումները կդադարեն թարթել. տրամաչափումն ավարտված է: Դուք նույնպես ոչինչ չեք կարող անել, և 10 վայրկյան հետո վոլտմետրն ինքնին դուրս կգա տրամաչափման ռեժիմից:
Էներգամատակարարումը հավաքելու համար, բացի ինքնին DC / DC մոդուլից, մեզ անհրաժեշտ է տրանսֆորմատոր, ինչպես նաև փոքր միացում՝ դիոդային կամուրջ և զտիչ:
Ահա դիագրամը, որը մենք պետք է հավաքենք:
(Նկարը սեղմելի է: Սեղմելով այն կբացվի նոր պատուհանում)
Ես կխոսեմ T1 տրանսֆորմատորի մասին մի փոքր ուշ, բայց հիմա եկեք զբաղվենք VD1-VD4 դիոդային կամրջով և C1 ֆիլտրով: Ես կանվանեմ շղթայի այս հատվածը ուղղիչ. Ստորև նկարում `դրա հավաքման համար անհրաժեշտ մասերը:
Ես գծեցի ապագա տպագիր հետքերի դասավորությունը տախտակի վրա տպագիր տպատախտակների համար նախատեսված մարկերով: Մինչ այդ ես տախտակի վրա տարրերի գտնվելու վայրի ուրվագիծ եմ արել, միացնող հաղորդիչները տարածել։ Այնուհետեւ, ըստ կաղապարի, նա նշել է հորատման տեղերը աշխատանքային մասի վրա։ Թթու դնելուց առաջ փորված է երկաթի քլորիդով, քանի որ եթե թթու դնելուց հետո փորեք, անցքերի շուրջը կարող են մնան խազեր և հեշտությամբ վնասեն անցքերի մոտ գտնվող եզրերը:
Այնուհետև փորագրելուց հետո չորացրեց մշակված մասը, սպիտակ ոգով լվացեց լաքի պաշտպանիչ շերտը մարկերից։ Դրանից հետո նա նորից լվաց ու չորացրեց մշակման կտորը, մաքրեց պղնձե հետքերը նուրբ հղկաթուղթով և բոլոր հետքերը թիթեղեցրեց զոդով։ Ահա թե ինչ եղավ.
Մի քիչ սխալ հաշվարկների մասին. Քանի որ նա ամեն ինչ անում էր արագ ու ծնկաչոք, ուրեմն, իհարկե, առանց «ջամբի» չէր։ Նախ, ես տախտակը դարձրի երկկողմանի, բայց դա անհրաժեշտ չէր։ Փաստն այն է, որ անցքերը մետաղացված չեն, և այնուհետև նույն միակցիչը նման երկկողմանի տպագիր տպատախտակի մեջ զոդելը հեշտ գործ չէ: Մի կողմից, դուք կարող եք առանց խնդիրների զոդել կոնտակտները, բայց տախտակի մյուս կողմում չեք կարող: Այսպիսով, ես հոգնեցի:
Ավարտված ուղղիչ:
Էլեկտրաէներգիայի անջատիչի փոխարեն SA1-ը ժամանակավորապես զոդել է jumper-ը: Տեղադրեցի մուտքային և ելքային միակցիչներ, ինչպես նաև տրանսֆորմատորի միացման միակցիչ։ Միակցիչները տեղադրեցի մոդուլյարության և օգտագործման հեշտության հիման վրա, որպեսզի այսուհետ հնարավոր լինի արագ և առանց զոդման միացնել ուղղիչ սարքը տարբեր DC-DC մոդուլներով:
Որպես ապահովիչ FU1 օգտագործվում է պատրաստի պահակով։ Շատ հարմարավետ։ Իսկ կենդանի կոնտակտները ծածկված են, իսկ ապահովիչը առանց զոդման փոխարինելը խնդիր չէ։ Տեսականորեն ցանկացած դիզայնի և բնակարանի տեսակի ապահովիչը հարմար է:
Որպես դիոդային կամուրջ (VD1 - VD4), ես օգտագործեցի RS407 հավաքը 4 ամպերի առավելագույն առաջընթաց հոսանքի համար: RS407 դիոդային կամրջի անալոգներն են՝ KBL10, KBL410: Դիոդային կամուրջը կարող է հավաքվել նաև առանձին ուղղիչ դիոդներից:
Այստեղ պետք է հասկանալ, որ կարգավորվող DC-DC մոդուլն ինքնին նախատեսված է 5 ամպերի առավելագույն հոսանքի համար, բայց այն կարող է դիմակայել այդպիսի հոսանքի միայն այն դեպքում, եթե ռադիատորը տեղադրված է XL4015 չիպի վրա, այո, և SS54 դիոդի համար, որը տախտակի վրա է, հոսանքը 5 Ա է - առավելագույնը!
Բացի այդ, եկեք չմոռանանք, որ արտադրողները հակված են գերագնահատել իրենց արտադրանքի հնարավորությունները և ծառայության ժամկետը նման բեռների տակ: Հետևաբար, ինքս ինձ համար որոշեցի, որ նման մոդուլը կարող է բեռնվել մինչև 1 - 2 ամպեր հոսանքով: Խոսքը մշտական, երկարաժամկետ ծանրաբեռնվածության մասին է, այլ ոչ թե պարբերական (իմպուլսային):
Այս սցենարում դիոդային կամուրջը կարող է ընտրվել 3-4 ամպերի ուղիղ հոսանքի համար: Սա պետք է լինի ավելի քան բավարար: Հիշեցնեմ, որ եթե դիոդային կամուրջ եք հավաքում առանձին դիոդներից, ապա կամուրջը կազմող դիոդներից յուրաքանչյուրը պետք է դիմակայի առավելագույն ընթացիկ սպառմանը: Մեր դեպքում սա 3-4 ամպեր է: Բավականին հարմար են դիոդներ 1N5401 - 1N5408 (3A), KD257A (3A) և այլն:
Նաև հավաքման համար ձեզ հարկավոր է 470 - 2200 միկրոֆարադ հզորությամբ էլեկտրոլիտիկ C1 կոնդենսատոր: Ավելի լավ է կոնդենսատոր ընտրել 63 Վ աշխատանքային լարման համար, քանի որ DC-DC փոխարկիչի առավելագույն մուտքային լարումը կարող է լինել մինչև 36 Վ, կամ նույնիսկ 38 ... 40 Վ: Հետևաբար, ավելի խելամիտ է կոնդենսատորը դնել 63 Վ լարման վրա: Վերապահված և հուսալի:
Այստեղ, կրկին, արժե հասկանալ, որ ամեն ինչ կախված է նրանից, թե ինչ լարում կունենաք DC-DC մոդուլի մուտքի մոտ: Եթե, օրինակ, դուք նախատեսում եք մոդուլն օգտագործել 12 վոլտ LED ժապավենը սնուցելու համար, և մոդուլի DC-DC մուտքը կունենա ընդամենը 16 վոլտ, ապա էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորը կարող է մատակարարվել 25 վոլտ և ավելի աշխատանքային լարմամբ: .
Ես սահմանեցի այն առավելագույնը, քանի որ ես նախատեսում էի օգտագործել այս մոդուլը և հավաքված ուղղիչը տարբեր տրանսֆորմատորներով, որոնք ունեն տարբեր ելքային լարումներ: Հետևաբար, որպեսզի ամեն անգամ կոնդենսատորը նորից չզոդեմ, այն դրեցի 63 Վ-ի վրա։
Որպես T1 տրանսֆորմատոր, հարմար է երկու ոլորուն ունեցող ցանցի ցանկացած տրանսֆորմատոր: Առաջնային ոլորուն (Ⅰ) ցանցն է և պետք է նախագծված լինի 220 Վ փոփոխական լարման համար, երկրորդական ոլորունը (Ⅱ) պետք է արտադրի ոչ ավելի, քան 25 ~ 26 վոլտ լարում:
Եթե վերցնում եք տրանսֆորմատոր, որի ելքը կլինի ավելի քան 26 վոլտ փոփոխական լարման, ապա ուղղիչից հետո լարումը կարող է արդեն ավելի քան 36 վոլտ լինել։ Եվ, ինչպես գիտենք, DC-DC փոխարկիչ մոդուլը նախատեսված է մինչև 36 վոլտ մուտքային լարման համար: Արժե նաև հաշվի առնել այն պահը, որ 220 Վ կենցաղային էլեկտրական ցանցում երբեմն փոքր-ինչ գերլարում է լինում։ Դրա պատճառով, թեկուզ կարճ ժամանակով, ուղղիչի ելքի վրա կարող է ձևավորվել լարման բավականին զգալի «ցատկ», որը կգերազանցի մեր մոդուլի համար թույլատրելի 38 ... 40 վոլտ լարումը:
Ելքային լարման մոտավոր հաշվարկ Դուք դուրսդիոդային ուղղիչից և կոնդենսատորի ֆիլտրից հետո.
U դուրս \u003d (U T1 - (V F * 2)) * 1.41.
AC լարումը տրանսֆորմատորի T1 երկրորդական ոլորման վրա (Ⅱ) - U T1;
Լարման անկում ( Առաջնային լարման անկում ) ուղղիչ դիոդների վրա - Վ Ֆ. Քանի որ դիոդային կամրջում հոսանք է հոսում երկու դիոդի միջով յուրաքանչյուր կիսաշրջանում, ապա Վ Ֆբազմապատկել 2-ով: Դիոդների հավաքման դեպքում նույնը ճիշտ է:
Այսպիսով, տվյալների աղյուսակում RS407-ի համար ես գտա այս տողը. Առավելագույն առաջնային լարման անկումմեկ կամրջի տարրի 3.0A գագաթնակետին- 1 վոլտ. Սա նշանակում է, որ եթե 3 ամպերի ուղիղ հոսանք հոսում է կամրջի դիոդներից որևէ մեկի միջով, ապա դրա վրա կկորչի 1 վոլտ լարումը ( մեկ կամրջի տարրի համար - կամրջի յուրաքանչյուր տարրի համար): Այսինքն՝ մենք վերցնում ենք արժեքը Վ Ֆ= 1V և, ինչպես առանձին դիոդների դեպքում, մենք բազմապատկում ենք արժեքը Վ Ֆերկուսով, քանի որ յուրաքանչյուր կիսաշրջանում հոսանքը հոսում է դիոդային հավաքի երկու տարրերով:
Ընդհանրապես, ուղեղներդ չխոթելու համար օգտակար է դա իմանալ Վ Ֆուղղիչ դիոդների համար սովորաբար մոտ 0,5 վոլտ է: Բայց սա փոքր ուղիղ հոսանքով է։ Քանի որ այն մեծանում է, լարման անկումը նույնպես մեծանում է: Վ Ֆդիոդի p-n հանգույցում: Ինչպես տեսնում ենք, արժեքը Վ Ֆ RS407 հավաքման դիոդների համար 3A ուղղակի հոսանքով, այն արդեն 1Վ է:
Քանի որ շտկված (պուլսացիոն) լարման գագաթնակետային արժեքը հատկացվում է էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատոր C1-ին, վերջնական լարումը, որը մենք ստանում ենք դիոդային կամրջից հետո ( U T1 - (Վ Ֆ*2)) պետք է բազմապատկվի 2-ի քառակուսի արմատով, մասնավորապես √2 ~ 1.41 .
Այսպիսով, այս պարզ բանաձեւով մենք կարող ենք որոշել ելքային լարումը ֆիլտրի ելքում: Այժմ մնում է հարմար տրանսֆորմատոր գտնելը։
Որպես տրանսֆորմատոր ես օգտագործել եմ ուժային զրահապատ տրանսֆորմատոր TP114-163M:
Ցավոք սրտի, ես դրա վերաբերյալ ստույգ տվյալներ չգտա։ Երկրորդական ոլորուն առանց բեռի ելքային լարումը ~ 19,4 Վ է: Այս տրանսֆորմատորի մոտավոր հզորությունը ~ 7 Վտ է: Հաշվված է .
Բացի այդ, ես որոշեցի համեմատել ստացված տվյալները շարքի տրանսֆորմատորների պարամետրերի հետ TP114(TP114-1, TP114-2,...,TP114-12): Այս տրանսֆորմատորների առավելագույն ելքային հզորությունը 13,2 Վտ է: TP114-163M տրանսֆորմատորի համար պարամետրերի առումով ամենահարմարն էր ՏՊ114-12. Պարապ ռեժիմում երկրորդական ոլորուն լարումը 19,4 Վ է, իսկ բեռի տակ՝ 16 Վ։ Գնահատված բեռնվածքի հոսանք - 0.82A:
Նաև իմ տրամադրության տակ էր ևս մեկ տրանսֆորմատոր՝ նույնպես TP114 սերիայի: Ահա մեկը.
Դատելով ելքային լարումից (~ 22,3 Վ) և 9M լակոնիկ մակնշումից՝ սա տրանսֆորմատորի փոփոխություն է։ ՏՊ114-9. TP114-9 պարամետրերը հետևյալն են՝ անվանական լարումը - 18V; գնահատված բեռնվածքի հոսանք - 0.73A:
Առաջին տրանսֆորմատորի հիման վրա ( TP114-163M) Ես կկարողանամ սարքել 1.2 ... 24 վոլտ կարգավորվող սնուցման աղբյուր, բայց սա առանց բեռի։ Հասկանալի է, որ երբ բեռը (ընթացիկ սպառողը) միացված է, տրանսֆորմատորի ելքի լարումը կնվազի, իսկ արդյունքում առաջացող լարումը DC-DC փոխարկիչի ելքում նույնպես կնվազի մի քանի վոլտով: Ուստի այս կետը պետք է հաշվի առնել և նկատի ունենալ:
Երկրորդ տրանսֆորմատորի հիման վրա ( ՏՊ114-9) դուք արդեն կստանաք 1.2 ... 28 վոլտ լարման կարգավորվող սնուցման աղբյուր։ Այն նաև բեռնաթափված է:
ելքային հոսանքի մասին.Արտադրողը նշում է, որ DC-DC փոխարկիչի առավելագույն ելքային հոսանքը 5 Ա է: Դատելով ակնարկներից, առավելագույնը 2 Ա. Բայց, ինչպես տեսնում եք, ինձ հաջողվեց գտնել բավականին ցածր հզորության տրանսֆորմատորներ։ Հետևաբար, ես դժվար թե կարողանամ քամել նույնիսկ 2 ամպեր, չնայած ամեն ինչ կախված է DC-DC մոդուլի ելքային լարումից: Որքան փոքր է, այնքան ավելի շատ հոսանք կարելի է ձեռք բերել:
Ցածր էներգիայի ցանկացած «պիկապ»-ի համար այս էլեկտրամատակարարումը հարմար է պայթյունով: Ահա «ծիծաղող գնդակի» սնուցման աղբյուրը՝ 9 Վ լարման և մոտ 100 մԱ հոսանքի։
Եվ սա արդեն սնուցում է մոտ 1 մետր երկարությամբ 12 վոլտ LED ժապավենը:
Կա նաև այս DC-DC փոխարկիչի թեթև Lite տարբերակը, որը նույնպես հավաքված է XL4015E1 չիպի վրա:
Տարբերությունը միայն ներկառուցված վոլտմետրի բացակայությունն է:
Պարամետրերը նման են՝ մուտքային լարումը 4...38Վ, առավելագույն հոսանքը 5Ա (խորհուրդ է տրվում ոչ ավելի, քան 4,5Ա): Իրատեսական է օգտագործել մինչև 30 Վ մուտքային լարման դեպքում, 30 Վ փոքրի դեպքում: Բեռի հոսանքը ոչ ավելի, քան 2 ... 2.5A: Եթե այն ավելի ուժեղ եք բեռնում, այն նկատելիորեն տաքանում է, և, բնականաբար, ծառայության ժամկետը և հուսալիությունը նվազում են:
DC/DC փոխարկիչները լայնորեն օգտագործվում են տարբեր էլեկտրոնային սարքավորումների սնուցման համար: Դրանք օգտագործվում են համակարգչային տեխնիկայի սարքերում, կապի սարքերում, տարբեր կառավարման և ավտոմատացման սխեմաներում և այլն։
Տրանսֆորմատորային սնուցման աղբյուրներ
Ավանդական տրանսֆորմատորային սնուցման սարքերում ցանցի լարումը փոխակերպվում է տրանսֆորմատորի միջոցով, առավել հաճախ իջեցված, ցանկալի արժեքին: Նվազեցված լարումը և հարթեցվեց կոնդենսատորի ֆիլտրով: Անհրաժեշտության դեպքում ուղղիչից հետո տեղադրվում է կիսահաղորդչային կայունացուցիչ:
Տրանսֆորմատորային սնուցման սարքերը սովորաբար հագեցված են գծային կայունացուցիչներով: Նման կայունացուցիչներն ունեն առնվազն երկու առավելություն՝ սա էժան է և զրահի մեջ փոքր քանակությամբ մասեր: Բայց այս առավելությունները սպառվում են ցածր արդյունավետությամբ, քանի որ մուտքային լարման զգալի մասը օգտագործվում է հսկիչ տրանզիստորը տաքացնելու համար, ինչը լիովին անընդունելի է շարժական էլեկտրոնային սարքերի սնուցման համար:
DC/DC փոխարկիչներ
Եթե սարքավորումները սնուցվում են գալվանական բջիջներով կամ մարտկոցներով, ապա լարման փոխարկումը ցանկալի մակարդակին հնարավոր է միայն DC/DC փոխարկիչների օգնությամբ:
Գաղափարը բավականին պարզ է. DC լարումը փոխակերպվում է AC-ի, սովորաբար մի քանի տասնյակ կամ նույնիսկ հարյուրավոր կիլոհերց հաճախականությամբ, բարձրանում (իջնում է), այնուհետև ուղղվում և սնվում է բեռի մեջ: Նման կերպափոխիչները հաճախ կոչվում են իմպուլսային փոխարկիչներ:
Օրինակ՝ խթանող փոխարկիչը 1,5 Վ-ից մինչև 5 Վ, պարզապես համակարգչի USB-ի ելքային լարումը: Նմանատիպ ցածր էներգիայի փոխարկիչ վաճառվում է Aliexpress- ում:
Բրինձ. 1. Փոխարկիչ 1.5V / 5V
Զարկերակային փոխարկիչները լավն են, քանի որ ունեն բարձր արդյունավետություն՝ 60..90%-ի սահմաններում: Իմպուլսային փոխարկիչների մեկ այլ առավելություն է մուտքային լարման լայն շրջանակը. մուտքային լարումը կարող է լինել ավելի ցածր, քան ելքային լարումը կամ շատ ավելի բարձր: Ընդհանուր առմամբ, DC / DC փոխարկիչները կարելի է բաժանել մի քանի խմբերի.
Փոխարկիչների դասակարգում
Իջեցում, անգլերեն տերմինաբանությամբ՝ իջնել կամ բաք
Այս փոխարկիչների ելքային լարումը, որպես կանոն, ավելի ցածր է, քան մուտքային լարումը. առանց կարգավորող տրանզիստորի ջեռուցման համար հատուկ կորուստների, դուք կարող եք ստանալ ընդամենը մի քանի վոլտ լարում 12 ... 50 Վ մուտքային լարման դեպքում: Նման կերպափոխիչների ելքային հոսանքը կախված է բեռի կարիքներից, որն իր հերթին որոշում է փոխարկիչի շղթայի դիզայնը:
Մեկ այլ անգլերեն անուն chopper buck փոխարկիչի համար: Այս բառի թարգմանություններից մեկը կոտրիչ է: Տեխնիկական գրականության մեջ բաք փոխարկիչը երբեմն կոչվում է «հատակ»: Առայժմ պարզապես հիշեք այս տերմինը:
Աճող, անգլերեն տերմինաբանության մեջ քայլ կամ խթանում
Այս կերպափոխիչների ելքային լարումը ավելի բարձր է, քան մուտքային լարումը: Օրինակ, 5 Վ մուտքային լարման դեպքում ելքում կարելի է ստանալ մինչև 30 Վ լարում, և հնարավոր է դրա սահուն կարգավորումն ու կայունացումը։ Բավականին հաճախ խթանող փոխարկիչները կոչվում են ուժեղացուցիչներ:
Ունիվերսալ փոխարկիչներ - SEPIC
Այս կերպափոխիչների ելքային լարումը պահվում է տվյալ մակարդակի վրա, երբ մուտքային լարումը կա՛մ ավելի բարձր է, կա՛մ ավելի ցածր, քան մուտքային լարումը: Խորհուրդ է տրվում այն դեպքերում, երբ մուտքային լարումը կարող է զգալիորեն տարբերվել: Օրինակ, մեքենայում մարտկոցի լարումը կարող է տատանվել 9 ... 14 Վ-ի միջև, և պահանջվում է 12 Վ կայուն լարում:
Inverting կերպափոխիչներ - inverting converter
Այս կերպափոխիչների հիմնական գործառույթը էներգիայի աղբյուրի նկատմամբ հակադարձ բևեռականության ելքային լարման ձեռքբերումն է: Շատ հարմար է այն դեպքերում, երբ երկբևեռ հզորություն է պահանջվում, օրինակ.
Նշված բոլոր փոխարկիչները կարող են կայունացվել կամ անկայուն լինել, ելքային լարումը կարող է գալվանական կերպով միացված լինել մուտքային լարմանը կամ ունենալ գալվանական լարման մեկուսացում։ Ամեն ինչ կախված է կոնկրետ սարքից, որում կօգտագործվի փոխարկիչը:
DC / DC փոխարկիչների մասին հետագա պատմությանը անցնելու համար դուք պետք է առնվազն հասկանաք տեսությունը ընդհանուր տերմիններով:
Chopper buck փոխարկիչ - բաք տեսակի փոխարկիչ
Դրա ֆունկցիոնալ դիագրամը ներկայացված է ստորև բերված նկարում: Լարերի վրայի սլաքները ցույց են տալիս հոսանքների ուղղությունը:
Նկ.2. Հատիչ կայունացուցիչի ֆունկցիոնալ դիագրամ
Uin մուտքային լարումը կիրառվում է մուտքային ֆիլտրի վրա՝ կոնդենսատոր Cin: Տրանզիստոր VT-ն օգտագործվում է որպես հիմնական տարր, այն կատարում է բարձր հաճախականության հոսանքի միացում։ Դա կարող է լինել կամ. Բացի այս մանրամասներից, շղթան պարունակում է լիցքաթափման դիոդ VD և ելքային զտիչ՝ LCout, որից լարումը մատակարարվում է բեռին Rn:
Հեշտ է տեսնել, որ բեռը սերիական միացված է VT և L տարրերի հետ, հետևաբար, միացումը հաջորդական է: Ինչպե՞ս է տեղի ունենում լարման անկումը:
Pulse Width Modulation - PWM
Հսկիչ սխեման առաջացնում է ուղղանկյուն իմպուլսներ՝ հաստատուն հաճախականությամբ կամ հաստատուն պարբերությամբ, որն ըստ էության նույն բանն է։ Այս իմպուլսները ներկայացված են Նկար 3-ում:
Նկ.3. Վերահսկել իմպուլսները
Այստեղ t-ն իմպուլսի ժամանակն է, տրանզիստորը բաց է, tp-ը դադարի ժամանակն է, տրանզիստորը փակ է: Ti/T հարաբերակցությունը կոչվում է աշխատանքային ցիկլի աշխատանքային ցիկլ, որը նշվում է D տառով և արտահայտվում է %%-ով կամ պարզապես թվերով։ Օրինակ, երբ D-ն հավասար է 50%-ի, ստացվում է, որ D=0.5:
Այսպիսով, D-ն կարող է տատանվել 0-ից մինչև 1: D=1 արժեքով բանալի տրանզիստորը գտնվում է լրիվ հաղորդման վիճակում, իսկ D=0-ի դեպքում՝ անջատված վիճակում, պարզ ասած՝ փակ է: Հեշտ է կռահել, որ D=50% դեպքում ելքային լարումը հավասար կլինի մուտքային լարման կեսին։
Միանգամայն ակնհայտ է, որ ելքային լարման կարգավորումը տեղի է ունենում կառավարման իմպուլսի t լայնությունը փոխելով և, փաստորեն, D գործակիցը փոխելով։ Կարգավորման այս սկզբունքը կոչվում է (PWM)։ Գրեթե բոլոր անջատիչ սնուցման սարքերում PWM-ի օգնությամբ է, որ կայունացվում է ելքային լարումը:
Նկար 2-ում և 6-ում ցուցադրված սխեմաներում PWM-ը «թաքնված է» «Control Circuit» պիտակավորված տուփերում, որն իրականացնում է որոշ լրացուցիչ գործառույթներ: Օրինակ, դա կարող է լինել ելքային լարման մեղմ մեկնարկ, հեռակառավարվող ակտիվացում կամ փոխարկիչի պաշտպանություն կարճ միացումից:
Ընդհանուր առմամբ, փոխարկիչները այնքան լայնորեն օգտագործվում են, որ էլեկտրոնային բաղադրիչների արտադրողները սկսել են PWM կարգավորիչների արտադրությունը բոլոր առիթների համար: Տեսականին այնքան մեծ է, որ միայն դրանք թվարկելու համար կպահանջվի մի ամբողջ գիրք: Հետևաբար, ոչ մեկի մտքով չի անցնում կոնվերտորներ հավաքել դիսկրետ տարրերի վրա կամ ինչպես հաճախ ասում են «չամրացված» տերմիններով։
Ավելին, պատրաստի փոքր էներգիայի փոխարկիչները կարելի է գնել Aliexpress-ում կամ Ebay-ում փոքր գնով։ Միևնույն ժամանակ, սիրողական ձևավորման մեջ տեղադրելու համար բավական է լարերը զոդել մուտքին և ելքը տախտակին և սահմանել անհրաժեշտ ելքային լարումը:
Բայց վերադառնանք մեր Նկար 3-ին: Այս դեպքում D գործակիցը որոշում է, թե որքան ժամանակ է այն բաց (փուլ 1) կամ փակ (փուլ 2): Այս երկու փուլերի համար շղթան կարող է ներկայացվել երկու թվով: Նկարները ՉԵՆ ՑՈՒՑԱԴՐՈՒՄ այն տարրերը, որոնք չեն օգտագործվում այս փուլում:
Նկ.4. Փուլ 1
Երբ տրանզիստորը բաց է, հոսանքը հոսանքի աղբյուրից (գալվանական բջիջ, մարտկոց, ուղղիչ) անցնում է ինդուկտիվ խեղդիչ L, բեռի Rn և լիցքավորման կոնդենսատոր Cout-ով: Այս դեպքում բեռի միջով հոսում է հոսանք, Cout կոնդենսատորը և L ինդուկտորը կուտակում են էներգիա։ Ներկայիս iL-ն Աստիճանաբար ԱՃՈՒՄ Է ինդուկտորի ինդուկտիվության ազդեցության պատճառով: Այս փուլը կոչվում է պոմպային:
Այն բանից հետո, երբ բեռի վրա լարումը հասնում է կանխորոշված արժեքի (որոշվում է հսկիչ սարքի կարգավորումով), տրանզիստոր VT-ն փակվում է, և սարքը անցնում է երկրորդ փուլին` լիցքաթափման փուլին: Փակ տրանզիստորը նկարում ընդհանրապես ցուցադրված չէ, կարծես այն գոյություն չունի։ Բայց սա միայն նշանակում է, որ տրանզիստորը փակ է:
Նկ.5. Փուլ 2
Երբ VT տրանզիստորը փակ է, ինդուկտորում էներգիայի լիցքավորում չկա, քանի որ էլեկտրամատակարարումն անջատված է: Ինդուկտիվությունը L-ն հակված է կանխելու ինդուկտորի ոլորուն միջով հոսող հոսանքի մեծության և ուղղության փոփոխությունը (ինքնաինդուկցիա):
Հետևաբար, հոսանքը չի կարող ակնթարթորեն կանգ առնել և փակվում է «դիոդային բեռի» շղթայի միջոցով: Դրա պատճառով VD դիոդը կոչվում էր լիցքաթափման դիոդ: Որպես կանոն, սա բարձր արագությամբ Schottky դիոդ է: Վերահսկիչ ժամանակաշրջանից հետո, փուլ 2, միացումն անցնում է 1-ին փուլին, գործընթացը կրկնվում է նորից: Դիտարկվող շղթայի ելքի առավելագույն լարումը կարող է հավասար լինել մուտքին, և ոչ ավելին: Boost կերպափոխիչներն օգտագործվում են մուտքային լարումից ավելի ելքային լարում ստանալու համար:
Առայժմ անհրաժեշտ է միայն հիշել ինդուկտիվության իրական արժեքը, որը որոշում է ճոփերի երկու աշխատանքային ռեժիմները: Անբավարար ինդուկտիվությամբ փոխարկիչը կգործի ընդհատվող հոսանքների ռեժիմով, ինչը լիովին անընդունելի է էլեկտրամատակարարման համար:
Եթե ինդուկտիվությունը բավականաչափ մեծ է, ապա գործողությունը տեղի է ունենում շարունակական հոսանքների ռեժիմում, ինչը թույլ է տալիս օգտագործել ելքային ֆիլտրեր՝ ալիքի ընդունելի մակարդակով կայուն լարում ստանալու համար: Boost կերպափոխիչները նույնպես աշխատում են շարունակական ընթացիկ ռեժիմում, որը կքննարկվի ստորև:
Արդյունավետության որոշակի բարձրացման համար VD-ի լիցքաթափման դիոդը փոխարինվում է MOSFET տրանզիստորով, որը ճիշտ ժամանակին բացվում է կառավարման միացումով: Նման փոխարկիչները կոչվում են համաժամանակյա: Նրանց օգտագործումը արդարացված է, եթե փոխարկիչի հզորությունը բավականաչափ մեծ է:
Բարձրացնող կամ խթանող փոխարկիչներ
Բարձրացնող փոխարկիչները հիմնականում օգտագործվում են ցածր լարման էլեկտրամատակարարման համար, օրինակ, երկու կամ երեք մարտկոցներից, և որոշ նախագծային բաղադրիչներ պահանջում են 12 ... 15 Վ լարում ցածր հոսանքի սպառմամբ: Շատ հաճախ, խթանող փոխարկիչը համառոտ և հստակ կոչվում է «booster» բառը:
Նկ.6. Բարձրացնող փոխարկիչի ֆունկցիոնալ դիագրամ
Մուտքային լարումը Uin սնվում է մուտքային ֆիլտրի Cin-ին և սնվում է շարքով միացված L-ին և անջատիչ տրանզիստորի VT-ին: VD դիոդը միացված է կծիկի միացման կետին և տրանզիստորի արտահոսքին: Բեռը Rl-ը և շունտային կոնդենսատորը Cout-ը միացված են դիոդի մյուս տերմինալին:
Տրանզիստոր VT-ն կառավարվում է հսկիչ սխեմայով, որը ստեղծում է կայուն հաճախականության վերահսկման ազդանշան D կարգավորելի աշխատանքային ցիկլով, ճիշտ այնպես, ինչպես նկարագրված է մի փոքր ավելի բարձր, երբ նկարագրում է դիպչի սխեման (նկ. 3): Diode VD-ը ճիշտ ժամանակին արգելափակում է բեռը առանցքային տրանզիստորից:
Երբ առանցքային տրանզիստորը բաց է, կծիկի L-ի ելքը, ճիշտ ըստ սխեմայի, միացված է Uin հոսանքի աղբյուրի բացասական բևեռին։ Աճող հոսանքը (ազդում է ինդուկտիվության ազդեցության վրա) էներգիայի աղբյուրից հոսում է կծիկի և բաց տրանզիստորի միջով, էներգիան կուտակվում է կծիկի մեջ։
Այս պահին VD դիոդը արգելափակում է բեռը և ելքային կոնդենսատորը միացման միացումից, դրանով իսկ կանխելով ելքային կոնդենսատորի լիցքաթափումը բաց տրանզիստորի միջոցով: Բեռը այս պահին սնուցվում է Cout կոնդենսատորում պահվող էներգիայով: Բնականաբար, ելքային կոնդենսատորի վրա լարումը նվազում է:
Հենց որ ելքային լարումը դառնում է նշվածից մի փոքր ցածր (որոշվում է կառավարման միացման պարամետրերով), առանցքային տրանզիստոր VT փակվում է, և ինդուկտորում պահվող էներգիան լիցքավորում է կոնդենսատորը Cout-ը VD դիոդի միջոցով, որը սնուցում է բեռը: . Այս դեպքում կծիկի L-ի ինքնաինդուկցիոն EMF-ն ավելացվում է մուտքային լարմանը և փոխանցվում բեռին, հետևաբար ելքային լարումն ավելի մեծ է, քան մուտքային լարումը։
Երբ ելքային լարումը հասնում է սահմանված կայունացման մակարդակին, կառավարման միացումը բացում է տրանզիստորի VT-ը, և գործընթացը կրկնվում է էներգիայի կուտակման փուլից:
Ունիվերսալ փոխարկիչներ - SEPIC (միակողմանի առաջնային ինդուկտորային փոխարկիչ կամ ասիմետրիկ բեռնված առաջնային ինդուկտորով փոխարկիչ):
Նման կերպափոխիչները հիմնականում օգտագործվում են այն դեպքում, երբ բեռը քիչ հզորություն ունի, և մուտքային լարումը փոխվում է ելքային լարման համեմատ վեր կամ վար:
Նկ.7. SEPIC փոխարկիչի ֆունկցիոնալ դիագրամ
Այն շատ նման է Նկար 6-ում ներկայացված խթանող փոխարկիչի միացմանը, բայց ունի լրացուցիչ տարրեր՝ կոնդենսատոր C1 և կծիկ L2: Հենց այս տարրերն են ապահովում փոխարկիչի աշխատանքը լարման նվազեցման ռեժիմում:
SEPIC փոխարկիչները օգտագործվում են այն դեպքերում, երբ մուտքային լարումը տատանվում է լայն տիրույթում: Օրինակ՝ 4V-35V-ից 1.23V-32V Boost Buck Voltage Step Up/Down Converter Regulator-ը: Հենց այս անվան տակ է, որ չինական խանութներում վաճառվում է փոխարկիչ, որի շղթան ներկայացված է Նկար 8-ում (սեղմեք նկարի վրա՝ մեծացնելու համար)։
Նկ.8. SEPIC փոխարկիչի սխեմատիկ դիագրամ
Նկար 9-ը ցույց է տալիս տախտակի տեսքը հիմնական տարրերի նշանակմամբ:
Նկ.9. SEPIC փոխարկիչի տեսքը
Նկարը ցույց է տալիս հիմնական մասերը ըստ նկար 7-ի: Ուշադրություն դարձրեք L1 L2 երկու պարույրների առկայությանը: Այս նշանով դուք կարող եք որոշել, որ սա SEPIC փոխարկիչ է:
Տախտակի մուտքային լարումը կարող է լինել 4 ... 35 Վ-ի սահմաններում: Այս դեպքում ելքային լարումը կարող է կարգավորվել 1,23 ... 32 Վ-ի սահմաններում: Փոխարկիչի աշխատանքային հաճախականությունը 500 կՀց է, փոքր չափսերով՝ 50 x 25 x 12 մմ, տախտակն ապահովում է մինչև 25 վտ հզորություն: Առավելագույն ելքային հոսանքը մինչև 3A:
Բայց այստեղ պետք է նկատողություն անել. Եթե ելքային լարումը դրված է 10 Վ-ի վրա, ապա ելքային հոսանքը չի կարող ավելի բարձր լինել 2,5 Ա-ից (25 Վտ): 5 Վ ելքային լարման և 3Ա առավելագույն հոսանքի դեպքում հզորությունը կկազմի ընդամենը 15 Վտ: Այստեղ գլխավորն այն չէ, որ չափն անցնի՝ կա՛մ չգերազանցել առավելագույն թույլատրելի հզորությունը, կա՛մ դուրս չգալ թույլատրելի հոսանքին:
Թոնի Արմսթրոնգ Թարգմանություն՝ Պավել Բաշմակով [էլփոստը պաշտպանված է]Վլադիմիր Ռենտյուկ կայք
Ներածություն
Հեռահաղորդակցության սարքավորումներ արտադրողների տեխնիկական քաղաքականությունը, որպես պատասխան շուկայի պահանջներին, ուղղված է նրանց համակարգերի թողունակության և արդյունավետության անընդհատ բարձրացմանը, ինչպես նաև դրանց ֆունկցիոնալության և ընդհանուր տեխնիկական բնութագրերի բարելավմանը: Միևնույն ժամանակ, արդիական են մնում արտադրված համակարգերի ընդհանուր էներգիայի սպառման կրճատման խնդիրները։ Օրինակ, տիպիկ խնդիրն է նվազեցնել ընդհանուր էներգիայի սպառումը` վերահղելով աշխատանքային հոսքը և տեղափոխելով ծանրաբեռնվածությունը թերօգտագործված սերվերների վրա, թույլ տալով, որ ներկայումս ազատված որոշ սերվերներ անջատվեն: Այս պահանջները բավարարելու համար անհրաժեշտ է իմանալ վերջնական օգտագործողի սարքավորումների էներգիայի սպառումը: Այսպիսով, ճիշտ նախագծված DPSM (թվային էներգիայի կառավարման համակարգ) համակարգը կարող է օգտվողին տրամադրել էներգիայի սպառման վերաբերյալ տվյալներ, որոնք օգնում են իրականացնել խելացի կամ, ինչպես ասում են, «խելացի» լուծումներ ընդհանուր էներգիայի սպառումը կառավարելու համար:
DPSM տեխնոլոգիայի օգտագործման հիմնական առավելությունն ու առավելությունը զարգացման ծախսերի կրճատումն է և վերջնական արտադրանքի շուկա դուրս գալու ժամանակը կրճատելը: Բարդ բազմաբուսային համակարգերը կարող են արդյունավետ ստեղծվել՝ օգտագործելով համապարփակ զարգացման միջավայր՝ ինտուիտիվ գրաֆիկական ինտերֆեյսով (GUI - գրաֆիկական ինտերֆեյս): Բացի այդ, նման համակարգերը պարզեցնում են սարքի փորձարկումն ու վրիպազերծումը, ինչը հնարավորություն է տալիս փոփոխություններ կատարել ուղղակիորեն գրաֆիկական ինտերֆեյսի միջոցով՝ զոդման ցատկերների փոխարեն: Մյուս առավելությունը էներգահամակարգի խափանումների կանխատեսումն է և կանխարգելիչ միջոցառումների ներդրումը, ինչը հնարավոր է դառնում իրական ժամանակի հեռաչափության տվյալների առկայության շնորհիվ: Այստեղ, հավանաբար, առանձնահատուկ նշանակություն ունի այն, որ թվային կառավարվող DC/DC փոխարկիչները դիզայներներին թույլ են տալիս նախագծել «կանաչ» էներգահամակարգեր, որոնք ապահովում են իրենց անհրաժեշտ արդյունավետությունը՝ նվազագույն էներգիայի սպառմամբ բեռնման կետերում: Ավելին, օգուտներն արդեն կան նման համակարգերի տեղադրման մակարդակում՝ նվազեցնելով ենթակառուցվածքի ծախսերը և համակարգի օգտագործման ընդհանուր արժեքը արտադրանքի ողջ կյանքի ընթացքում:
Հեռահաղորդակցության համակարգերի մեծ մասը սնուցվում է 48 Վ ռելսով, որն այնուհետև սովորաբար իջեցվում է ավտոբուսի միջանկյալ լարման, սովորաբար 12 Վ-ից մինչև 3,3 Վ տիրույթում, որն ուղղակիորեն սնուցում է համակարգի դարակաշարերի քարտերը: Այնուամենայնիվ, տախտակների վրա գտնվող օժանդակ սխեմաների կամ միկրոսխեմաների մեծ մասը պետք է աշխատեն 1-ից 3,3 Վ-ից պակաս լարման դեպքում, տասնյակ միլիամպերից մինչև հարյուրավոր ամպեր հոսանքներում: Արդյունքում, POL (Point-of-Load) տեխնոլոգիայում օգտագործվող DC/DC փոխարկիչները պետք է նվազեցնեն միջանկյալ ավտոբուսի լարումը մինչև այդ օժանդակ սխեմաների կամ միկրոչիպերի պահանջվող լարման: Այս ավտոբուսները շատ խիստ պահանջներ ունեն հաջորդականության, լարման ճշգրտության, լուսանցքների և հսկողության համար (սովորաբար օգտագործում են վերահսկողի գործառույթը):
Հեռահաղորդակցության համակարգերում կան մինչև հիսուն տարբեր POL ավտոբուսներ, և համակարգի նախագծողներին անհրաժեշտ է այս ավտոբուսները կառավարելու հեշտ միջոց՝ ինչպես ելքային լարման, այնպես էլ դրանց ընդգրկման հաջորդականության (կարգի) և առավելագույն մակարդակի հետ կապված։ թույլատրելի բեռի հոսանք. Օրինակ, որոշ պրոցեսորներ պահանջում են, որ իրենց I/O պորտերը սնուցվեն նախքան հիմնական միջուկի լարումը կիրառելը: Այլ լուծումները, մասնավորապես DSP-ն (անգլերեն DSP - Digital Signal Processor, digital signal processor), նախատեսում են դրա հիմնական լարման մատակարարումը նույնիսկ նախքան լարման հասնելը I/O պորտերին: Հոսանքն անջատելիս նաև լարումների թուլացման որոշակի ընթացակարգի պահպանումը նախապայման է։ Էլեկտրաէներգիայի կառավարման դիզայնը պարզեցնելու համար համակարգի նախագծողին անհրաժեշտ է հեշտ ճանապարհ՝ կատարել բոլոր անհրաժեշտ փոփոխությունները՝ համակարգի աշխատանքը օպտիմալացնելու համար՝ միաժամանակ պահպանելով իր DC/DC փոխարկիչներից յուրաքանչյուրի հատուկ պահանջվող կոնֆիգուրացիան:
Բացի այդ, տախտակների վրա բոլոր բազմաթիվ հոսանքի ռելսերի պահանջները միաժամանակ բավարարելու և հենց տախտակների տարածքը նվազեցնելու համար համակարգի դիզայներները պետք է ունենան համեմատաբար պարզ լարման փոխարկիչներ, քանի որ 2 մմ-ից ավելի լարման փոխարկիչները չեն կարող լինել: տեղադրված է տախտակների հետևի մասում, ինչը պայմանավորված է տեղադրման խտությամբ, եթե այն աշխատում է դարակաշարերի մեջ: Հետևաբար, մասնագետներին իսկապես անհրաժեշտ է նման ամբողջական էլեկտրամատակարարում փոքր ձևի գործոնով:
Լուծում
μՄոդուլընկերությունները ներկայացնում են ամբողջական ավարտված, այսպես կոչված, համակարգ փաթեթում՝ SiP (անգլերեն SiP - System in a Package): Նման կառուցվածքի օգտագործումը նվազագույնի է հասցնում նախագծման ժամանակը և թույլ է տալիս նվազեցնել տպագիր տպատախտակների տարածքը և ավելացնել դասավորության խտությունը:
DC/DC տեսակի փոխարկիչներ μՄոդուլէներգիայի կառավարման ամբողջական լուծում է ինտեգրված կարգավորիչով, ուժային տրանզիստորներով, մուտքային և ելքային կոնդենսատորներով, փոխհատուցման սխեմաներով և ինդուկտորներով (խեղդիչներ), որոնք տեղակայված են կոմպակտ BGA կամ LGA մակերեսային մոնտաժային փաթեթներում: DC/DC փոխարկիչներով նախագծումը, ինչպիսիք են μModules-ը, կարող է զգալիորեն նվազեցնել R&D ժամանակը: Այսպիսով, նախագծման գործընթացն ավարտելու համար պահանջվող ժամանակը, կախված դիզայնի բարդությունից, կարող է կրճատվել մինչև 50%: μModule ընտանիքը ծրագրավորողին ազատում է բաղադրիչների ընտրության, օպտիմալացման և սարքի նախատիպերի ծանր բեռից՝ նվազեցնելով ընդհանուր համակարգի զարգացման և անսարքությունների վերացման ժամանակը և, ի վերջո, արագացնելով շուկա դուրս գալու ժամանակը:
DC/DC փոխարկիչների վրա հիմնված լուծումներ μՄոդուլընկերությունից գծային տեխնոլոգիա,նախագծված է կոմպակտ, IC-ի նման ձևի գործոնով, որն ինտեգրում է բոլոր հիմնական բաղադրիչները և սովորաբար օգտագործվում է դիսկրետ բաղադրիչների, ազդանշանային սխեմաների և մեկուսացված նախագծման սնուցման աղբյուրները փոխարինելու համար: Ընկերության կողմից մանրակրկիտ վերահսկողության և խիստ փորձարկումների շնորհիվ Գծային տեխնոլոգիաԸնտանիքի DC/DC փոխարկիչներ μՄոդուլՆրանք առանձնանում են բարձր հուսալիությամբ, և հասանելի ապրանքների լայն տեսականի հեշտացնում է դրանց ընտրությունը հատուկ տպագիր տպատախտակի վրա փոխարկիչների դիզայնի և տեղադրման համար:
Ապրանքի ընտանիք μՄոդուլընդգրկում է հավելվածների ամենալայն շրջանակը՝ ներառյալ PoL մոդուլները, լիցքավորիչները, LED դրայվերները, էներգիայի կառավարման IC-ները (Digital Controlled PMBus Power Supplies) և մեկուսացված փոխարկիչները: Գծային փոխարկիչներ μՄոդուլՆախագծված էներգիայի օգտագործման համար՝ դուք կարող եք նվազեցնել նախագծման ժամանակը և լուծել տարածության սահմանափակումները՝ միաժամանակ ապահովելով բարձր արդյունավետություն, հուսալիություն և որոշ ապրանքների համար ցածր ճառագայթման EMI լուծումներ, որոնք համապատասխանում են EN55022 դասի B պահանջներին:
Բրինձ. 1. μModule միջակայքի ցածր պրոֆիլային աղբյուրները (բարձրությունը 2 մմ-ից պակաս) կարող են տեղադրվել PCB-ի երկու կողմերում:
Քանի որ համակարգի աճող բարդության պատճառով նրա բոլոր բաղկացուցիչ կառուցվածքային տարրերը պարզվում է, որ ցրված են, և նախագծման ցիկլերն իրենք հնարավորինս կարճ են, առաջին պլան է մղվում ընդհանուր առմամբ նման համակարգի մտավոր սեփականության հարցը: Սա հաճախ նշանակում է, որ էներգահամակարգի զարգացումը չի կարող հետ մնալ և սպասել նախագծման ամբողջ ցիկլը ավարտելուն: Քիչ ժամանակի և շատ սահմանափակ ռեսուրսների առկայության դեպքում էներգահամակարգերի նախագծողները հաճախ բախվում են ամենահետևողական և բարձր արդյունավետ էներգահամակարգ ստեղծելու խնդրին՝ միաժամանակ գրավելով նվազագույն PCB տարածք: Հենց նման խնդիրներ լուծելու համար ստեղծվել են μModule գծի սնուցման սարքեր՝ համատեղելով իմպուլսային փոխարկիչի բարձր արդյունավետությունը և LDO-ի օգտագործման հեշտությունը:
Կոկիկ դիզայն, PCB-ի ճիշտ դասավորություն, բաղադրիչների մանրակրկիտ ընտրություն. այս ամենը անբաժանելի և ժամանակատար խնդիր է արդյունավետ էներգահամակարգի նախագծման համար: Երբ ժամանակը չափազանց սահմանափակ է կամ նման համակարգեր ստեղծելու բավարար փորձ չկա, μModule գծից պատրաստի մոդուլային սնուցման սարքերը կօգնեն խնայել ձեր ժամանակը և վերացնել ծրագրի հետաձգման ռիսկը:
Որպես օրինակ, եկեք վերցնենք գերկոմպակտ իմպուլսային DC / DC լարման կարգավորիչ. Սա երկալիքով 2,5Ա մեկ ալիքով/մեկ ալիքով 5A բաք կարգավորիչ է միկրո-մոդուլային դիզայնով փոքր, գերբարակ 6,25 մմ x 6,25 մմ x 1,82 մմ LGA փաթեթում: Այս աղբյուրի պրոֆիլը համարժեք է 1206 փաթեթի ստանդարտ կերամիկական կոնդենսատորի պրոֆիլին, որը թույլ է տալիս տեղադրել այս աղբյուրը տպագիր տպատախտակի և՛ վերին, և՛ ներքևի կողմերում՝ զգալիորեն նվազեցնելով ոտնահետքը, ինչը հատկապես կարևոր է PCIe ֆորմատի տախտակներ և միջանկյալ միացման տեսակներ (նկ. 1) ):
Ընտանիքի DC/DC փոխարկիչներ μՄոդուլընկերություններ Գծային տեխնոլոգիանաև լուծում են, որն ապահովում է և՛ բարձր ելքային հզորություն, և՛ DPSM ֆունկցիոնալությունը միաժամանակ:
Աղյուսակ. Գծային տեխնոլոգիայի ցածր պրոֆիլի մոդուլային DC/DC սնուցման աղբյուրների ցանկ
Քանի որ ընտանիքի շատ լարման կայունացուցիչներ μՄոդուլբարձր հոսանքի բեռների համար կարելի է զուգահեռ միացնել, և հոսանքների բաշխման մեջ համապատասխանության բարձր ճշգրտությամբ (միմյանցից 1% անվանական շեղման սահմաններում), դա նվազեցնում է թեժ կետերի վտանգը: Բացի այդ, բավական է, որ միացված լարման կարգավորիչներից միայն մեկը μՄոդուլապահովում է DPSM ֆունկցիոնալությունը իրականացնելու հնարավորություն, և հենց նա է կարողանում ապահովել ամբողջական թվային ինտերֆեյս, նույնիսկ եթե զուգահեռ միացված μModule-ի մյուս սարքերը չեն կարողանում իրականացնել DPSM ֆունկցիան: Նկ. 2-ը ցույց է տալիս 180 A լուծման սխեման, գումարած PoL տեխնոլոգիայի համար DPSM ֆունկցիայի իրականացումը: Այս լուծումը հիմնված է մեկ մոդուլի վրա LTM4677(μմոդուլի լարման կարգավորիչ DPSM գործառույթով մինչև 36 Ա) միացված է երեք LTM4650-ի հետ զուգահեռ (μմոդուլի լարման կարգավորիչներ մինչև 50 Ա առանց DPSM ֆունկցիայի):
Բրինձ. 2. Մեկ LTM4677 DPSM μModule-ի և երեք LTM4650 μModule ընտանիքի լարման կարգավորիչների համադրությունը թույլ է տալիս 1 Վ ելքային լարումով և 186 Ա հոսանքով էլեկտրամատակարարում իրականացնել մուտքային միջանկյալ ավտոբուսից 12 Վ անվանական մուտքային լարմամբ:
Եզրակացություն
DPSM հնարավորությունների և չափազանց բարակ պրոֆիլների շնորհիվ էլեկտրամատակարարման դիզայներները կարող են հեշտությամբ բավարարել այսօրվա կապի համակարգերի նախագծման պահանջները և ապահովել բարձր 1V ելքային հզորություն՝ սնուցելու վերջին ենթա20 նմ ASIC-ները, GPU միջուկները և FPGA-ները: Երբ տեղադրվում է PCB-ի վրա, LTM4622-ը օպտիմալ օգտագործում է տարածքը PCB-ի ներքևի մասում՝ իր ծայրահեղ բարակ պրոֆիլով: Իհարկե, նման լուծումը զգալիորեն չի խնայում տախտակի թանկարժեք տարածքը, սակայն այն նվազեցնում է ընդհանուր հովացման պահանջները՝ ավելի մեծ արդյունավետության շնորհիվ:
Եզրափակելով, ես կցանկանայի հիշեցնել ձեզ, որ μModule ընտանիքի լարման կարգավորիչների օգտագործումը իմաստ ունի այն տարածքներում, որտեղ այն զգալիորեն նվազեցնում է վրիպազերծման ժամանակը և օգնում է ավելի արդյունավետ օգտագործել PCB տարածքը: Արդյունքը կրճատվում է ենթակառուցվածքի ծախսերը, ինչպես նաև վերջնական արտադրանքի ողջ կյանքի ընթացքում ընդհանուր սեփականության իրավունքը:
Նմուշներ և վրիպազերծման գործիքներ կարող եք պահանջել այստեղ
