Ndoshta shumë kujtojnë epikën time me një furnizim me energji laboratorike të bërë në shtëpi.
Por mua më pyetën vazhdimisht diçka të ngjashme, vetëm më të thjeshtë dhe më të lirë.
Në këtë përmbledhje, vendosa të tregoj një version alternativ të një furnizimi me energji të thjeshtë të rregulluar.
Ejani, shpresoj se do të jetë interesante.
E shtyva këtë përmbledhje për një kohë të gjatë, atëherë nuk kishte kohë për atë gjendje, por tani duart e mia arritën tek ai.
Ky furnizim me energji elektrike ka karakteristika pak më të ndryshme sesa.
Baza e furnizimit me energji elektrike do të jetë një bord i konvertuesit të kontrolluar digjital DC-DC.
Por gjithçka ka kohën e vet, dhe tani ka në fakt disa fotografi standarde.
Një shami erdhi në një kuti të vogël, jo shumë më të madhe se një pako cigare. 
Brenda, në dy çanta (me puçra dhe antistatikë) ishte heroina aktuale e këtij rishikimi, bordi i konvertuesit. 
Bordi ka një dizajn mjaft të thjeshtë, një seksion të energjisë dhe një bord të vogël me një procesor (kjo tabelë është e ngjashme me një bord nga një konvertues tjetër, më pak i fuqishëm), butona kontrolli dhe një tregues. 
Karakteristikat e këtij bordi
Tensioni i hyrjes - 6-32 Volt
Tensioni i daljes - 0-30 Volt
Rryma e daljes - 0-8 Amper
Diskretiteti minimal i vendosjes \ tensionit të shfaqjes - 0.01 Volt
Diskretiteti minimal i cilësimit \ shfaqjes së rrymës - 0.001 Amper
Gjithashtu, ky bord është në gjendje të masë kapacitetin, i cili i jepet ngarkesës dhe fuqisë.
Frekuenca e konvertimit e treguar në udhëzime është 150KHz, sipas fletës së të dhënave të kontrolluesit - 300KHz, e matur - rreth 270KHz, e cila është shumë më afër parametrit të specifikuar në fletën e të dhënave.
Bordi kryesor përmban elementë të energjisë, një kontrollues PWM, një diodë dhe një mbytje, kondensatorë filtri (470mkF x 50 Volt), një kontrollues të furnizimit me energji PWM për përforcues logjikë dhe operacionalë, amplifikatorë operacionalë, një shunt aktual, si dhe hyrje dhe blloqe terminale dalëse. 
Praktikisht nuk ka asgjë prapa, vetëm disa gjurmë energjie. 
Bordi shtesë përmban një procesor, patate të skuqura logjike, një stabilizues 3.3 Volt për fuqizimin e bordit, një tregues dhe butona kontrolli.
Procesor -
Logjika - 2 copë
Stabilizuesi i fuqisë - 
Janë 2 amplifikatorë operacionalë të instaluar në tabelën e energjisë (i njëjti opamp është instaluar edhe në ZXY60xx)
Bordi i kontrolluesit të fuqisë PWM vetë adj 
Një mikroqark vepron si një kontrollues fuqie PWM. Sipas fletës së të dhënave, ky është një kontrollues PWM 12 Ampere, kështu që këtu nuk funksionon me forcë të plotë, që është një lajm i mirë. Sidoqoftë, vlen të merret parasysh se është më mirë të mos tejkaloni tensionin e hyrjes, gjithashtu mund të jetë i rrezikshëm.
Në përshkrimin për tabelën, voltazhi maksimal i hyrjes është 32 volt, maksimumi për kontrolluesin është 35 volt.
Në konvertuesit më të fuqishëm, përdoret një kontrollues me rrymë të ulët që kontrollon një tranzistor të fuqishëm me efekt fushor, këtu e gjithë kjo bëhet nga një kontrollues i fuqishëm PWM.
Ju kërkoj falje për fotot, nuk arrita të marr një cilësi të mirë. 
Udhëzimet që gjeta në internet përshkruajnë se si të futeni në modalitetin e shërbimit, ku mund të ndryshoni disa parametra. Për të hyrë në modalitetin e shërbimit, duhet të ndizni fuqinë ndërsa shtypet butoni OK, numrat 0-2 do të ndizen në mënyrë të njëpasnjëshme në ekran, për të ndryshuar cilësimin, duhet të lëshoni butonin ndërsa shifra përkatëse është shfaqet.
0 - Mundëson furnizimin automatik të tensionit në dalje kur fuqia aplikohet në tabelë.
1 - Mundësimi i mënyrës së zgjeruar, e cila shfaq jo vetëm rrymën dhe tensionin, por edhe kapacitetin e dhënë ngarkesës dhe fuqisë dalëse.
2 - Përsëritja automatike e shfaqjes së matjeve në ekran ose manual.
Ekziston gjithashtu një shembull i memorizimit të cilësimeve në udhëzimet, pasi bordi mund të vendosë kufirin për vendosjen e rrymës dhe tensionit dhe ka një kujtesë të cilësimeve, por unë nuk u ngjita në këtë xhungël.
Unë gjithashtu nuk i preka kunjat për lidhësin UART në tabelë, sepse edhe nëse ka diçka atje, unë ende nuk mund ta gjej programin për këtë tabelë.
Përmbledhje.
pro.
1. Mundësi mjaft të pasura - instalimi dhe matja e rrymës dhe tensionit, matja e kapacitetit dhe fuqisë, si dhe prania e një mënyre të furnizimit automatik të tensionit në dalje.
2. Tensioni i daljes dhe diapazoni aktual është i mjaftueshëm për shumicën e aplikimeve amatore.
3. Mjeshtëria nuk është aq e mirë, por pa të meta të dukshme.
4. Komponentët janë instaluar me një diferencë, PWM në 12 Amper në 8 të deklaruar, kondensatorët në 50 Volt në hyrje dhe dalje, në 32 Volt të deklaruar.
Minuset
1. Ekrani është bërë shumë i papërshtatshëm, mund të shfaqë vetëm 1 parametër, për shembull -
0.000 - Rryma
00.00 - Tensioni
P00.0 - Fuqia
C00.0 - Kapaciteti.
Në rastin e dy parametrave të fundit, pika po lundron.
2. Bazuar në pikën e parë, kontrolli është mjaft i papërshtatshëm, çelësi nuk do të jetë në rrugën e duhur.
Mendimi im.
Një bord mjaft i mirë për ndërtimin e një furnizimi me energji të rregulluar të thjeshtë, por një furnizim me energji elektrike është më i mirë dhe më i lehtë për t'u përdorur një lloj i gatshëm.
Më pëlqeu rishikimi
+123
+268
Tensionet e hyrjes deri në 61 V, tensionet e daljes nga 0.6 V, rrymat e daljes deri në 4 A, mundësia e sinkronizimit të jashtëm dhe rregullimi i frekuencës, si dhe rregullimi i rrymës kufizuese, rregullimi i kohës së fillimit të butë, mbrojtja komplekse e ngarkesës, a diapazoni i gjerë i temperaturës së funksionimit - të gjitha këto karakteristika të furnizimit me energji moderne janë të arritshme me një linjë të re të konvertuesve DC / DC të prodhuar.
Për momentin, nomenklatura e mikroqarqeve për ndërrimin e rregullatorëve të prodhuar nga STMicro (Figura 1) ju lejon të krijoni furnizime me energji elektrike (PS) me tensione hyrëse deri në 61 V dhe rryma dalëse deri në 4 A.
Detyra e konvertimit të tensionit nuk është gjithmonë e lehtë. Çdo pajisje specifike ka kërkesat e veta për rregullatorin e tensionit. Ndonjëherë çmimi (elektronika e konsumit), madhësia (elektronika portative), efikasiteti (pajisjet me bateri), apo edhe shpejtësia e zhvillimit të produktit luajnë një rol të madh. Këto kërkesa shpesh kundërshtojnë njëra -tjetrën. Për këtë arsye, nuk ka konvertues të përsosur dhe universal të tensionit.
Aktualisht, përdoren disa lloje të konvertuesve: linearë (stabilizues të tensionit), ndërrues të konvertuesve DC / DC, qarqe të transferimit të ngarkesës, madje edhe furnizime me energji të bazuar në izolatorët galvanikë.
Sidoqoftë, më të zakonshmet janë rregullatorët linearë të tensionit dhe konvertuesit e ndërrimit të rrymës DC / DC. Dallimi kryesor në funksionimin e këtyre skemave mund të shihet nga emri. Në rastin e parë, çelësi i energjisë funksionon në një mënyrë lineare, në të dytin - në një mënyrë kryesore. Përparësitë kryesore, disavantazhet dhe fushat e zbatimit të këtyre skemave janë dhënë më poshtë.
Karakteristikat e rregullatorit linear të tensionit
Parimi i funksionimit të një rregullatori linear të tensionit është i njohur. Stabilizuesi klasik i integruar μA723 u zhvillua në vitin 1967 nga R. Widlar. Përkundër faktit se elektronika ka shkuar shumë përpara që atëherë, parimet e funksionimit kanë mbetur praktikisht të pandryshuara.
Një qark standard i rregullatorit linear të tensionit përbëhet nga një numër elementësh bazë (Figura 2): një transistor fuqie VT1, një burim tensioni referues (RV), një qark reagimi kompensues në një përforcues operacional (OA). Rregullatorët modernë mund të përmbajnë blloqe funksionale shtesë: qarqe mbrojtëse (mbinxehje, mbingarkesë), qarqe të kontrollit të energjisë, etj.
Parimi i funksionimit të stabilizuesve të tillë është mjaft i thjeshtë. Qarku i reagimit op-amp krahason tensionin referues me tensionin e ndarësit të daljes R1 / R2. Në daljen e op-amp, formohet një mospërputhje, e cila përcakton tensionin "burim porta" të transistorit të fuqisë VT1. Transistori funksionon në një mënyrë lineare: sa më i lartë të jetë tensioni në daljen e op-amp, aq më i ulët është tensioni i burimit të portës dhe aq më e madhe është rezistenca VT1.
Ky qark ju lejon të kompensoni të gjitha ndryshimet në tensionin e hyrjes. Në të vërtetë, supozoni se tensioni i hyrjes Uin është rritur. Kjo do të shkaktojë zinxhirin e mëposhtëm të ndryshimeve: Uin do të rritet out Uout do të rritet voltage tensioni në ndarësin R1 / R2 do të rritet voltage tensioni i daljes së op-amp do të rritet voltage tensioni i burimit të portës do të ulet resistance rezistenca e VT1 do të rritet out Uout do të ulet.
Si rezultat, kur tensioni i hyrjes ndryshon, tensioni i daljes ndryshon pak.
Me një ulje të tensionit të daljes, ndodhin ndryshime të kundërta në vlerat e tensionit.
Karakteristikat e konvertuesit të drejtpërdrejtë DC / DC
Një diagram i thjeshtuar i një konvertuesi klasik të rrëzimit DC / DC (konvertuesi i tipit I, konvertuesi, konvertuesi hap poshtë) përbëhet nga disa elementë kryesorë (Figura 3): një transistor fuqie VT1, një qark kontrolli (CS), një filtër (Lph-Cf), diodë e kundërt VD1.
Ndryshe nga qarku rregullator linear, transistori VT1 funksionon në një mënyrë kryesore.
Cikli i qarkut përbëhet nga dy faza: faza e pompimit dhe faza e shkarkimit (Figurat 4 ... 5).
Në fazën e pompimit, tranzistori VT1 është i hapur dhe rryma rrjedh përmes tij (Figura 4). Energjia ruhet në spiralen Lf dhe kondensatorin Cf.
Në fazën e shkarkimit, tranzistori është i mbyllur, asnjë rrymë nuk kalon nëpër të. Spiralja Lph vepron si një burim aktual. VD1 është një diodë që kërkohet për rrjedhën e kundërt të rrymës.
Në të dyja fazat, një tension zbatohet në ngarkesën e barabartë me tensionin në kondensatorin Cf.
Qarku i mësipërm siguron rregullimin e tensionit të daljes kur ndryshoni kohëzgjatjen e pulsit:
Uout = Uin ti (ti / T)
Nëse vlera e induktancës është e vogël, rryma e shkarkimit përmes induktancës ka kohë të arrijë në zero. Kjo mënyrë quhet modaliteti aktual me ndërprerje. Karakterizohet nga një rritje e rrymës dhe valës së valëzimit nëpër kondensator, gjë që çon në një përkeqësim të cilësisë së tensionit të daljes dhe një rritje të zhurmës së qarkut. Për këtë arsye, mënyra aktuale me ndërprerje përdoret rrallë.
Ekziston një ndryshim i qarkut të konvertuesit në të cilin dioda "joefektive" VD1 zëvendësohet nga një tranzistor. Ky tranzistor hapet në antifazë me transistorin kryesor VT1. Një konvertues i tillë quhet sinkron dhe ka një efikasitet më të lartë.
Avantazhet dhe disavantazhet e qarqeve të konvertimit të tensionit
Nëse njëra nga skemat e mësipërme do të kishte epërsi absolute, atëherë e dyta do të ishte harruar në mënyrë të sigurt. Megjithatë, kjo nuk ndodh. Kjo do të thotë që të dy skemat kanë avantazhe dhe disavantazhe. Analiza e skemave duhet të bëhet sipas një game të gjerë kriteresh (Tabela 1).
Tabela 1. Avantazhet dhe disavantazhet e qarqeve të rregullatorit të tensionit
| Karakteristike | Rregullator linear | Konvertuesi i dollarit DC / DC |
| Gama tipike e tensionit të hyrjes, V | deri ne 30 | deri në 100 |
| Gama tipike e rrymave dalëse | qindra ma | njësitë A |
| Efikasiteti | i shkurtër | e lartë |
| Saktësia e vendosjes së tensionit dalës | njësi% | njësi% |
| Stabiliteti i tensionit të daljes | e lartë | mesatare |
| Zhurmë e gjeneruar | i shkurtër | e lartë |
| Kompleksiteti i zbatimit të qarkut | i ulët | e lartë |
| Kompleksiteti i topologjisë PCB | i ulët | e lartë |
| Çmimi | i ulët | e lartë |
Karakteristikat elektrike. Për çdo konvertues, karakteristikat kryesore janë efikasiteti, rryma e ngarkesës, diapazoni i tensionit hyrës dhe dalës.
Vlera e efikasitetit për rregullatorët linearë është e vogël dhe në përpjesëtim të kundërt me tensionin hyrës (Figura 6). Kjo është për shkak të faktit se i gjithë tensioni "i tepërt" bie në të gjithë transistorin që funksionon në një mënyrë lineare. Fuqia e tranzistorit lëshohet si nxehtësi. Efikasiteti i ulët çon në faktin se diapazoni i tensioneve të hyrjes dhe rrymave dalëse të rregullatorit linear është relativisht i vogël: deri në 30 V dhe deri në 1 A.
Efikasiteti i rregullatorit të kalimit është shumë më i lartë dhe varet më pak nga tensioni i hyrjes. Në të njëjtën kohë, tensionet hyrëse prej më shumë se 60 V dhe rrymat e ngarkesës më shumë se 1 A nuk janë të rralla.
Nëse përdoret një qark konvertues sinkron, në të cilin një diodë joefektive e kthimit zëvendësohet nga një tranzistor, atëherë efikasiteti do të jetë edhe më i lartë.
Saktësia dhe qëndrueshmëria e tensionit të daljes. Stabilizuesit linearë mund të kenë saktësi jashtëzakonisht të lartë dhe qëndrueshmëri parametrash (fraksione prej një përqindje). Varësia e tensionit të daljes nga ndryshimi i tensionit të hyrjes dhe nga rryma e ngarkesës nuk kalon disa përqind.
Rregullatori i kalimit, sipas parimit të funksionimit, fillimisht ka të njëjtat burime gabimi si rregullatori linear. Përveç kësaj, devijimi i tensionit të daljes mund të ndikohet ndjeshëm nga sasia e rrymës që rrjedh.
Karakteristikat e zhurmës. Rregullatori linear ka një karakteristikë të moderuar të zhurmës. Ekzistojnë rregullatorë me precizion të ulët të zhurmës që përdoren në teknologjinë e matjes me precizion të lartë.
Rregullatori i kalimit në vetvete është një burim i fuqishëm ndërhyrjeje, pasi transistori i energjisë funksionon në një mënyrë kryesore. Çrregullimet e krijuara ndahen në përçuese (transmetohen përmes linjave të energjisë) dhe induktive (transmetohen përmes mediave jo përçuese).
Zhurma e kryer eliminohet duke përdorur filtra me kalim të ulët. Sa më e lartë të jetë frekuenca e funksionimit të inverterit, aq më e lehtë është të heqësh qafe zhurmën. Në qarqet matëse, një rregullator kalimi përdoret shpesh në lidhje me një stabilizues linear. Në këtë rast, niveli i ndërhyrjes zvogëlohet ndjeshëm.
Të heqësh qafe efektet e dëmshme të ndërhyrjes induktive është shumë më e vështirë. Kjo ndërhyrje ndodh në induktorin dhe transmetohet përmes ajrit dhe mediave jo përçuese. Për t'i eleminuar ato, përdoren induktorë të mbrojtur, mbështjellje në një bërthamë toroidale. Kur vendosni tabelën, një tokë e fortë mbushet me një poligon dhe / ose madje një shtresë e veçantë toke zgjidhet në dërrasat me shumë shtresa. Përveç kësaj, vetë konvertuesi i pulsit hiqet sa më shumë që të jetë e mundur nga qarqet matëse.
Karakteristikat operacionale. Nga pikëpamja e thjeshtësisë së zbatimit të qarkut dhe paraqitjes së PCB, rregullatorët linearë janë jashtëzakonisht të thjeshtë. Përveç vetë stabilizatorit integral, kërkohen vetëm disa kondensatorë.
Konvertuesi i ndërrimit do të kërkojë të paktën një filtër të jashtëm L-C. Në disa raste, kërkohet një transistor i jashtëm i energjisë dhe një diodë e jashtme e kthimit. Kjo çon në nevojën për llogaritjet dhe simulimet, dhe topologjia e bordit të qarkut të shtypur është dukshëm e komplikuar. Një ndërlikim shtesë i bordit vjen nga kërkesa për EMC.
Çmimi. Natyrisht, për shkak të numrit të madh të përbërësve të jashtëm, një konvertues pulsi do të jetë i shtrenjtë.
Si përfundim, është e mundur të përcaktohen fushat e favorshme të aplikimit të të dy llojeve të konvertuesve:
- Rregullatorët linearë mund të aplikohen në qarqe të tensionit të ulët me fuqi të ulët me saktësi të lartë, qëndrueshmëri dhe kërkesa të ulëta të zhurmës. Një shembull do të ishin qarqet e matjes dhe saktësisë. Për më tepër, madhësia e vogël dhe kostoja e ulët e zgjidhjes përfundimtare mund të jetë ideale për pajisjet elektronike portative dhe pajisjet buxhetore.
- rregullatorët e ndërrimit janë ideale për qarqet me tension të ulët dhe të lartë të energjisë në elektronikë automobilistikë, industrialë dhe të konsumit. Efikasiteti i lartë shpesh e bën përdorimin e DC / DC të pakontestueshëm për pajisjet portative dhe me bateri.
Ndonjëherë bëhet e nevojshme të përdoren rregullatorë linearë në tensione të larta hyrëse. Në raste të tilla, mund të përdorni stabilizues të prodhuar nga STMicroelectronics, të cilët kanë tensione pune më shumë se 18 V. (Tabela 2).
Tabela 2. Rregullatorët linearë STMikroelektronikë me Tension të Hyrjes së Lartë
| Emri | Përshkrim | Uin max, V | Emri i jashtëm, V | Emri Iout, A | Vet rënie, B |
| 35 | 5, 6, 8, 9, 10, 12, 15 | 0.5 | 2 | ||
| Rregullator preciz 500 mA | 40 | 24 | 0.5 | 2 | |
| 2 Një rregullator | 35 | 0.225 | 2 | 2 | |
| , | Rregullator i rregullueshëm | 40 | – | 0.1; 0.5; 1.5 | 2 |
| 3 Një rregullator | 20 | – | 3 | 2 | |
| Rregullator preciz 150 mA | 40 | – | 0.15 | 3 | |
| KFxx | 20 | 2.5: 8 | 0.5 | 0.4 | |
| Rregullator ultra i ulët i vetë-rënies | 20 | 2.7: 12 | 0.25 | 0.4 | |
| 5 Një rregullator me rënie të ulët të brendshme dhe presion të tensionit të daljes | 30 | – | 1.5; 3; 5 | 1.3 | |
| LExx | Rregullator ultra i ulët i vetë-rënies | 20 | 3; 3.3; 4.5; 5; 8 | 0.1 | 0.2 |
| Rregullator ultra i ulët i vetë-rënies | 20 | 3.3; 5 | 0.1 | 0.2 | |
| Rregullator ultra i ulët i vetë-rënies | 40 | 3.3; 5 | 0.1 | 0.25 | |
| Rregullator 85 mA me rënie të ulët të qenësishme | 24 | 2.5: 3.3 | 0.085 | 0.5 | |
| Rregullator precize i tensionit negativ | -35 | -5; -8; -12; -15 | 1.5 | 1.1; 1.4 | |
| Rregullatori negativ i tensionit | -35 | -5; -8; -12; -15 | 0.1 | 1.7 | |
| Rregullator i rregullueshëm i tensionit negativ | -40 | – | 1.5 | 2 |
Nëse merret një vendim për të ndërtuar një furnizim me energji të pulsuar, atëherë duhet të zgjidhet një mikro qark i përshtatshëm i konvertuesit. Zgjedhja bëhet duke marrë parasysh një numër parametrash bazë.
Karakteristikat kryesore të konvertuesve të ndërrimit të rrymës DC / DC
Le të rendisim parametrat kryesorë të konvertuesve të pulsit.
Gama e tensionit të hyrjes (V). Fatkeqësisht, gjithmonë ekziston një kufizim jo vetëm në tensionin maksimal, por edhe në atë minimal të hyrjes. Vlera e këtyre parametrave zgjidhet gjithmonë me një diferencë.
Gama e tensionit të daljes (V). Për shkak të kufizimit në kohëzgjatjen minimale dhe maksimale të pulsit, diapazoni i vlerave të tensionit dalës është i kufizuar.
Rryma maksimale e daljes (A). Ky parametër është i kufizuar nga një numër faktorësh: fuqia maksimale e lejuar e shpërndarë, vlera përfundimtare e rezistencës së çelsave të energjisë, etj.
Frekuenca e funksionimit të konvertuesit (kHz). Sa më e lartë të jetë frekuenca e konvertimit, aq më e lehtë është të filtroni tensionin e daljes. Kjo ju lejon të luftoni ndërhyrjen dhe të zvogëloni vlerat e vlerave të elementeve të filtrit të jashtëm L-C, gjë që çon në një rritje të rrymave të daljes dhe në një ulje të dimensioneve. Sidoqoftë, një rritje në frekuencën e konvertimit rrit humbjet e ndërrimit të ndërprerësve të energjisë dhe rrit përbërësin induktiv të ndërhyrjes, i cili është qartë i padëshirueshëm.
Efikasiteti (%) është një tregues integral i efikasitetit dhe jepet në formën e grafikëve për vlera të ndryshme të tensioneve dhe rrymave.
Pjesa tjetër e parametrave (rezistenca e kanalit të ndërprerësve të fuqisë së integruar (mΩ), konsumi aktual i vet (μA), rezistenca termike e kasës, etj.) Janë më pak të rëndësishme, por ato gjithashtu duhet të merren parasysh.
Konvertuesit e rinj të prodhuar nga STMicroelectronics kanë tension dhe efikasitet të lartë të hyrjes, dhe parametrat e tyre mund të llogariten duke përdorur softuerin falas eDesignSuite.
Linja e DC / DC e pulsuar nga Mikroelektronika ST
Portofoli DC / DC i STMicroelectronics po zgjerohet vazhdimisht. Mikroqarqet e reja konvertuese kanë një gamë të zgjeruar të tensionit të hyrjes deri në 61 V (/), rryma të larta dalëse, tensione dalëse nga 0.6 V (//) (tabela 3).
Tabela 3. Mikroelektronika e re DC / DC
| Specifikimet | Emri | |||||||
| GJ64; GJ647L | ||||||||
| Kornizë | 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 |
| Tensioni i hyrjes 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 |
| Rryma e daljes, A | 4 | 3 | 4 | 2 | 2 | 3 | 3 | 2 (L7987L); 3 (L7987) |
| Gama e tensionit të daljes, V | 0.8 ... 0.88 × Uin | 0.8 ... Uin | 0.8 ... Uin | 0.85 ... Uin | 0.6 ... Uin | 0.6 ... Uin | 0.6 ... Uin | 0.8 ... Uin |
| Frekuenca e punës, kHz | 500 | 850 | 850 | 250…2000 | 250…1000 | 250…1000 | 250…1000 | 250…1500 |
| Sinkronizimi i frekuencës së jashtme (max), kHz | Jo | Jo | Jo | 2000 | 1000 | 1000 | 1000 | 1500 |
| Funksione | Fillimi i qetë; mbrojtje nga rryma e tepërt; mbrojtje nga mbinxehja | |||||||
| Funksione shtesë | ÇAJTSON; MIRA | P ERFUNDOJ | LNM; LCM; PENGOJ; mbrojtje nga mbitensioni | P ERFUNDOJ | E MIR; mbrojtje kundër rënies së tensionit; rregullimi i rrymës së ndërprerjes | |||
| Gama e temperaturës së funksionimit të kristalit, ° C | -40…150 | |||||||
Të gjitha mikroqarqet e reja të konvertuesve të pulsit kanë funksione të fillimit të butë, mbrojtje kundër mbingarkesës dhe mbinxehjes.
Një nga pajisjet më të kërkuara në punëtorinë e një amatori radio fillestar është një furnizim me energji elektrike i rregullueshëm. Unë kam folur tashmë se si të mblidhni në mënyrë të pavarur një furnizim me energji të rregullueshme në mikroqarkun MC34063. Por gjithashtu ka kufizime dhe disavantazhe. E para është fuqia. Së dyti, nuk ka asnjë tregues të tensionit të daljes.
Këtu do të flas se si, me një minimum kohe dhe përpjekje, të mblidhni një furnizim me energji të rregullueshme prej 1.2 - 32 volt dhe një rrymë maksimale të prodhimit deri në 4 amper.
Për këtë na duhen dy elementë shumë të rëndësishëm:
Transformator, me tension dalës deri në ... 25 ... 26 volt. Si ta marr dhe ku ta gjej, do t'ju tregoj më tej;
Një modul i gatshëm i një konvertori të rregullueshëm DC-DC me një voltmetër të integruar bazuar në një mikroqark XL4015.
Modulet më të zakonshëm dhe të lirë bazohen në mikroqarqet. XL4015 dhe LM2956 Opsioni më i lirë është një modul pa voltmetër dixhital. Për veten time, kam blerë disa variante të konvertuesve të tillë DC-DC, por mbi të gjitha më pëlqeu moduli i bazuar në mikro qarkun XL4015 me një voltmetër të integruar. Rreth tij dhe do të diskutohet.
Kështu duket. E bleva në Aliexpress, këtu është lidhja. Ju mund të gjeni një çmim dhe modifikim të përshtatshëm përmes kërkimit.
Ana e kundërt e tabelës dhe pamja anësore.
Karakteristikat kryesore të modulit:
Le të mos harrojmë se prodhuesit duan të mbivlerësojnë karakteristikat e produkteve të tyre. Duke gjykuar nga rishikimet, përdorimi më optimal i këtij moduli DC-DC është të funksionojë në një tension hyrës deri në 30 volt dhe një konsum aktual deri në 2 amper.
Kontrolli i modulit DC-DC.
Në tabelën e qarkut të shtypur të modulit DC -DC, ka dy butona kontrolli dhe një rregullator të tensionit të daljes - një rezistencë konvencionale e ndryshueshme me shumë rrotullime.
Shtypja e shkurtër e butonit 1 çaktivizon / mundëson treguesin e voltmetrit. Një lloj zbehësi. I përshtatshëm kur mundësohet nga një bateri.
Me një shtypje të shkurtër të butonit 2 mund të kaloni mënyrën e funksionimit të voltmetrit, domethënë, shfaqjen e tensionit të hyrjes ose daljes në tregues. Kur përdoret së bashku me një bateri, mund të kontrolloni tensionin e baterisë dhe të parandaloni shkarkimin e thellë.
Kalibrimi i leximeve të voltmetrit.
Së pari, me butonin 2, ne zgjedhim se cilin tension të shfaqet në ekranin e voltmetrit (hyrja ose dalja). Pastaj, me një multimetër, ne matim tensionin konstant (hyrje ose dalje) në terminalet. Nëse ndryshon nga voltazhi i treguar nga voltmetri, atëherë fillojmë kalibrimin.
Ne shtypim 3-4 sekonda në butonin e 2-të. Leximi në ekran duhet të fiket. Ne lëshojmë butonin. Në këtë rast, leximet në ekran do të shfaqen dhe do të fillojnë të vezullojnë.
Pastaj, duke shtypur afatshkurtër butonat 1 dhe 2, ne zvogëlojmë ose rrisim vlerën e tensionit të shfaqur në rritje prej 0.1V. Nëse keni nevojë të rrisni leximet, për shembull, nga 12.0V në 12.5V, atëherë shtypni butonin 2 5 herë. Nëse keni nevojë të uleni nga 12V në 11.5V, atëherë, në përputhje me rrethanat, shtypni butonin 1 5 herë.
Pasi të ketë përfunduar kalibrimin, shtypni butonin 2 për 5 sekonda. Në këtë rast, leximet në ekranin e voltmetrit nuk do të pulsojnë më - kalibrimi është i plotë. Ju gjithashtu nuk mund të bëni asgjë dhe pas 10 sekondash voltmetri do të dalë nga mënyra e kalibrimit në vetvete.
Për të mbledhur një furnizim me energji elektrike, përveç vetë modulit DC / DC, ne kemi nevojë për një transformator, si dhe një qark të vogël - një urë diodë dhe një filtër.
Këtu është diagrami që duhet të mbledhim.
(Fotografia mund të klikohet. Me klikim do të hapet në një dritare të re)
Unë do të flas për transformatorin T1 pak më vonë, por tani do të merremi me urën diodike VD1-VD4 dhe filtrin C1. Unë do ta quaj këtë pjesë të diagramit ndreqës... Më tej në foto - pjesët e nevojshme për montimin e tij.
Unë vizatova paraqitjen e pjesëve të ardhshme të shtypura në tabelë me një shënues për dërrasat e qarkut të shtypur. Para kësaj, unë bëra një skicë të vendndodhjes së elementeve në tabelë, përhapja e përçuesve lidhës. Pastaj, duke përdorur shabllonin, shënova vendin e shpimit në pjesën e punës. Unë u shpova para se të gdhendja në klorur hekuri, pasi nëse shpohesh pas gdhendjes, vrimat rreth vrimave mund të mbeten dhe është e lehtë të dëmtosh brinjën rreth vrimave.
Pastaj thau pjesën e punës pas gdhendjes, lau shtresën mbrojtëse të llakut nga shënuesi me "Fryma e Bardhë". Pas kësaj, ai lau dhe thau përsëri pjesën e punës, pastroi shiritat e bakrit me letër zmerile të hollë dhe kallamaroi të gjitha shiritat me saldim. Ja çfarë ndodhi.
Pak për llogaritjet e gabuara. Meqenëse bëra gjithçka shpejt dhe në gjunjë, natyrisht që nuk mund të bëja pa "bllokime". Së pari, e bëra tabelën të dyanshme, por nuk ishte e nevojshme. Fakti është se vrimat janë pa metalizim, dhe pastaj bashkimi i të njëjtit lidhës në një tabelë të tillë të dyanshme të qarkut të shtypur nuk është një detyrë e lehtë. Nga njëra anë, ju mund t'i lidhni kontaktet pa asnjë problem, por në anën tjetër të bordit nuk mundeni. Kështu që isha lodhur.
Ndreqës i gatshëm.
Në vend të ndërprerësit të energjisë SA1, unë bashkova përkohësisht një bluzë. Lidhës hyrës dhe dalës të instaluar, si dhe një lidhës për lidhjen e një transformatori. Lidhësit u instaluan me pritjen e modularitetit dhe lehtësisë së përdorimit, kështu që tani e tutje ishte e mundur që shpejt dhe pa bashkim të lidhni njësinë e ndreqësit me module të ndryshme DC-DC.
Si një siguresë, FU1 përdori një siguresë të gatshme me një mbajtës. Shumë komode. Dhe kontaktet nën tension janë të mbuluara, dhe nuk është problem të zëvendësoni siguresën pa bashkim. Në teori, një siguresë është e përshtatshme në çdo dizajn dhe lloj strehimi.
Si urë diodë (VD1 - VD4), kam përdorur një asamble RS407 për një rrymë maksimale përpara 4 amper. Analogët e urës diodike RS407 janë KBL10, KBL410. Ura diodike gjithashtu mund të mblidhet nga diodat individuale të ndreqësve.
Këtu vlen të kuptohet se vetë moduli i rregulluar DC-DC është projektuar për një rrymë maksimale prej 5 amper, por mund të përballojë një rrymë të tillë vetëm nëse një radiator është i instaluar në mikro qarkun XL4015, po, dhe për diodën SS54 në bordi, rryma është 5A - maksimale!
Gjithashtu, mos harroni se prodhuesit kanë tendencë të mbivlerësojnë aftësitë e produkteve të tyre dhe jetën e tyre të shërbimit nën ngarkesa të tilla. Prandaj, për veten time, vendosa që një modul i tillë mund të ngarkohet me një rrymë deri në 1 - 2 amper. Kjo është një ngarkesë konstante, afatgjatë, jo periodike (impuls).
Në këtë situatë, ura e diodës mund të zgjidhet për një rrymë direkte prej 3-4 amper. Kjo duhet të jetë e mjaftueshme me një diferencë. Më lejoni t'ju kujtoj se nëse mblidhni një urë diodë nga diodat individuale, atëherë secila prej diodave që përbëjnë urën duhet të përballojë konsumin maksimal të rrymës. Në rastin tonë, kjo është 3-4 amper. Diodat 1N5401 - 1N5408 (3A), KD257A (3A), etj janë mjaft të përshtatshme.
Gjithashtu, për montimin, kërkohet një kondensator elektrolitik C1 me një kapacitet 470 - 2200 μF. Bettershtë më mirë të zgjidhni një kondensator për një tension pune prej 63V, pasi voltazhi maksimal i hyrjes së konvertuesit DC-DC mund të jetë deri në 36V, apo edhe 38 ... 40V. Prandaj, është më e mençur të vendosni një kondensator në 63V. Me një diferencë dhe të besueshme.
Këtu përsëri, ia vlen të kuptoni se gjithçka varet nga tensioni që do të keni në hyrjen e modulit DC-DC. Nëse, për shembull, është planifikuar të përdoret moduli për të fuqizuar një shirit LED 12 volt, dhe do të ketë vetëm 16 volt në hyrjen e modulit DC-DC, atëherë kondensatori elektrolitik mund të furnizohet me një tension pune prej 25 volt ose më shumë.
E vendosa në maksimum, pasi kam planifikuar të përdor këtë modul dhe ndreqësin e montuar me transformatorë të ndryshëm me tensione të ndryshme dalëse. Prandaj, për të mos bashkuar përsëri kondensatorin çdo herë, e vendosa atë në 63V.
Çdo transformator i rrjetit me dy dredha -dredha është i përshtatshëm si transformator T1. Dredha -dredha primare (Ⅰ) është e rrjetit dhe duhet të projektohet për një tension alternativ prej 220V, dredha -dredha dytësore (Ⅱ) duhet të japë një tension jo më shumë se 25 ~ 26 volt.
Nëse marrim një transformator, prodhimi i të cilit do të jetë më shumë se 26 volt tension të alternuar, atëherë pas ndreqësit tensioni mund të jetë tashmë më shumë se 36 volt. Dhe, siç e dimë, moduli i konvertuesit DC-DC është krijuar për tensione hyrëse deri në 36 volt. Vlen gjithashtu të merret parasysh fakti që në një furnizim me energji shtëpiake 220V ndonjëherë ka një tension pak të mbivlerësuar. Për shkak të kësaj, megjithëse për një kohë të shkurtër, një "kërcim" mjaft i rëndësishëm i tensionit mund të formohet në daljen e ndreqësit, i cili do të tejkalojë tensionin e lejuar prej 38 ... 40 volt për modulin tonë.
Llogaritja e përafërt e tensionit të daljes U jasht pas ndreqësit të diodës dhe filtrit në kondensator:
U jashtë = (U T1 - (V F * 2)) * 1.41.
Tensioni alternativ në mbështjelljen sekondare të transformatorit T1 (Ⅱ) - U T1;
Rënia e tensionit ( Rënia e Tensionit Përpara ) në diodat ndreqëse - V F... Meqenëse në një urë diodike në çdo gjysmë cikël rryma rrjedh përmes dy diodave, atëherë V F shumëzoni me 2. Për një montim diodash, situata është e njëjtë.
Pra, për RS407 në fletën e të dhënave, gjeta rreshtin e mëposhtëm: Rënia maksimale e Tensionit përpara për element urë në pikun 3.0A- 1 volt Kjo do të thotë që nëse një rrymë e drejtpërdrejtë prej 3 amperëve rrjedh nëpër ndonjë nga diodat e urës, atëherë 1 volt tension do të humbasë mbi të ( për element urë - për çdo element urë). Kjo është, ne marrim vlerën V F= 1V dhe, si në rastin e diodave individuale, ne shumëzojmë vlerën V F me dy, pasi në çdo gjysmë cikël rryma rrjedh përmes dy elementeve të montimit të diodës.
Në përgjithësi, për të mos e tronditur trurin tuaj, është e dobishme ta dini këtë V F për diodat ndreqëse zakonisht është rreth 0.5 volt. Por kjo është me një rrymë të vogël përpara. Ndërsa rritet, tensioni bie. V F në kryqëzimin pn të diodës. Siç mund ta shihni, vlera V F me një rrymë përpara 3A për diodat e asamblesë RS407, është tashmë 1V.
Meqenëse vlera kulmore e tensionit të korrigjuar (pulsues) ndahet në kondensatorin elektrolitik C1, tensioni përfundimtar që do të marrim pas urës së diodës ( U T1 - (V F* 2)) duhet të shumëzohet me rrënjën katrore të 2, domethënë √2 ~ 1.41 .
Kështu, duke përdorur këtë formulë të thjeshtë, ne do të jemi në gjendje të përcaktojmë tensionin e daljes në daljen e filtrit. Tani e vetmja gjë që mbetet është të gjesh një transformator të përshtatshëm.
Si transformator, kam përdorur një transformator forca të blinduara të fuqisë TP114-163M.
Fatkeqësisht, nuk gjeta të dhëna të sakta për të. Tensioni i daljes në mbështjelljen dytësore pa ngarkesë është .4 19.4V. Fuqia e përafërt e këtij transformatori është W. 7 W. Kam numëruar nga.
Për më tepër, vendosa të krahasoj të dhënat e marra me parametrat e transformatorëve të serive GJ114(TP114-1, TP114-2, ..., TP114-12). Fuqia maksimale dalëse e këtyre transformatorëve është 13.2 W. Më i përshtatshmi për transformatorin TP114-163M për sa i përket parametrave doli të ishte TP114-12... Tensioni në dredha -dredha dytësore në modalitetin pa ngarkesë është 19.4V, dhe nën ngarkesë - 16V. Rryma e vlerësuar e ngarkesës - 0.82A.
Gjithashtu në dispozicionin tim ishte një tjetër transformator, gjithashtu i serisë TP114. Këtu është një.
Duke gjykuar nga tensioni i daljes (~ 22.3V) dhe shenja lakonike 9M, ky është një modifikim i transformatorit TP114-9... Parametrat TP114-9 janë si më poshtë: tension i vlerësuar - 18V; rryma e vlerësuar e ngarkesës - 0.73A.
Bazuar në transformatorin e parë ( TP114-163M) Unë arrij të bëj një furnizim me energji të rregullueshme prej 1.2 ... 24 volt, por kjo nuk është ngarkesë. Shtë e qartë se kur ngarkesa (konsumatori aktual) është i lidhur, tensioni në daljen e transformatorit do të bjerë, dhe tensioni që rezulton në daljen e konvertuesit DC-DC gjithashtu do të ulet me disa volt. Prandaj, kjo pikë duhet të merret parasysh dhe të mbahet në mend.
Bazuar në transformatorin e dytë ( TP114-9) ju tashmë do të merrni një furnizim me energji të rregullueshme për 1.2 ... 28 volt. Gjithashtu nuk ka ngarkesë.
Rreth rrymës së daljes. Prodhuesi pretendon se rryma maksimale e prodhimit të konvertuesit DC-DC është 5A. Duke gjykuar nga rishikimet, maksimumi është 2A. Por, siç mund ta shihni, unë arrita të gjej transformatorë me fuqi mjaft të ulët. Prandaj, vështirë se do të jem në gjendje të shtrydh edhe 2 amper, megjithëse gjithçka varet nga tensioni i daljes së modulit DC-DC. Sa më i vogël të jetë, aq më shumë rrymë mund të merret.
Për çdo "turshi" me fuqi të ulët, ky furnizim me energji elektrike do të bëjë me një zhurmë. Këtu është furnizimi me energji elektrike për "topin e qeshur" me një tension prej 9V dhe një rrymë prej rreth 100 mA.
Dhe kjo tashmë po fuqizon një shirit LED 12 volt rreth 1 metër të gjatë.
Ekziston edhe një version i lehtë, Lite i këtij konvertuesi DC-DC, i cili është montuar gjithashtu në mikroqarkun XL4015E1.
Dallimi i vetëm është mungesa e një voltmetri të integruar.
Parametrat janë të ngjashëm: tensioni i hyrjes 4 ... 38V, rryma maksimale 5A (rekomandohet jo më shumë se 4.5A). Në realitet, mund të përdoret në një tension hyrës deri në 30V, me një 30V të vogël. Rryma e ngarkesës jo më shumë se 2 ... 2.5A. Nëse e ngarkoni më shumë, nxehet ndjeshëm dhe, natyrisht, zvogëlon jetën e shërbimit dhe besueshmërinë.
Konvertuesit DC / DC përdoren gjerësisht për të fuqizuar pajisje të ndryshme elektronike. Ato përdoren në pajisjet llogaritëse, pajisjet e komunikimit, skemat e ndryshme të kontrollit dhe automatizimit, etj.
Furnizimet me energji transformatori
Në furnizimet tradicionale të energjisë transformator, tensioni i rrjetit të furnizimit me ndihmën e një transformatori shndërrohet, më së shpeshti zvogëlohet, në vlerën e dëshiruar. Nën -tensioni zbutet nga një filtër kondensator. Nëse është e nevojshme, një stabilizues gjysmëpërçues është instaluar pas ndreqësit.
Furnizimet e energjisë së transformatorit zakonisht janë të pajisura me stabilizues linearë. Ekzistojnë të paktën dy avantazhe të stabilizuesve të tillë: ato janë me kosto të ulët dhe një sasi e parëndësishme e pjesëve në shirit. Por këto avantazhe hahen nga efikasiteti i ulët, pasi një pjesë e konsiderueshme e tensionit të hyrjes përdoret për të ngrohur transistorin rregullues, i cili është plotësisht i papranueshëm për fuqizimin e pajisjeve elektronike portative.
Konvertuesit DC / DC
Nëse pajisjet mundësohen nga qeliza galvanike ose bateri, atëherë konvertimi i tensionit në nivelin e kërkuar është i mundur vetëm me ndihmën e konvertuesve DC / DC.
Ideja është mjaft e thjeshtë: tensioni i drejtpërdrejtë shndërrohet në tension alternativ, si rregull, me një frekuencë prej disa dhjetëra apo edhe qindra kilohertz, rritet (bie), dhe më pas korrigjohet dhe furnizohet me ngarkesë. Konvertues të tillë shpesh quhen konvertues të pulsit.
Një shembull është një konvertues përforcues nga 1.5V në 5V, vetëm tensioni dalës i një USB kompjuteri. Një konvertues i ngjashëm me fuqi të ulët shitet në Aliexpress.
Oriz. 1. Konvertor 1.5V / 5V
Konvertuesit e pulsit janë të mirë sepse kanë efikasitet të lartë, brenda 60..90%. Një avantazh tjetër i ndërrimit të konvertuesve është një gamë e gjerë e tensioneve të hyrjes: tensioni i hyrjes mund të jetë më i ulët se voltazhi i daljes ose shumë më i lartë. Në përgjithësi konvertuesit DC / DC mund të ndahen në disa grupe.
Klasifikimi i konvertuesve
Poshtë, në terminologjinë angleze step-down ose dollar
Tensioni i daljes së këtyre konvertuesve, si rregull, është më i ulët se voltazhi i hyrjes: pa humbje të veçanta për ngrohjen e transistorit rregullues, një tension prej vetëm disa volt mund të merret në një tension hyrës prej 12 ... 50V. Rryma dalëse e konvertuesve të tillë varet nga kërkesa e ngarkesës, e cila nga ana e saj përcakton qarkun e konvertuesit.
Një tjetër emër anglez për downconverter është helikopter. Një nga opsionet e përkthimit për këtë fjalë është ndërprerësi. Në literaturën teknike, një konvertues i dollarit nganjëherë quhet "helikopter". Le të kujtojmë këtë term tani për tani.
Rritja, në terminologjinë angleze, rritja ose rritja
Tensioni dalës i këtyre konvertuesve është më i lartë se tensioni i hyrjes. Për shembull, me një tension hyrës prej 5V, një tension deri në 30V mund të merret në dalje, dhe, për më tepër, rregullimi dhe stabilizimi i tij i qetë është i mundur. Shumë shpesh, konvertuesit e rritjes quhen përforcues.
Konvertuesit universal - SEPIC
Tensioni dalës i këtyre konvertuesve mbahet në një nivel të caktuar në tensionin hyrës si mbi tensionin hyrës ashtu edhe më poshtë. Rekomandohet në rastet kur tensioni i hyrjes mund të ndryshojë ndjeshëm. Për shembull, në një makinë, tensioni i baterisë mund të ndryshojë brenda 9 ... 14V, por kërkohet të merret një tension i qëndrueshëm prej 12V.
Konvertuesit përmbysës - konvertuesi përmbysës
Funksioni kryesor i këtyre konvertuesve është të marrin në dalje një tension me polaritet të kundërt në lidhje me furnizimin me energji. Veryshtë shumë i përshtatshëm në rastet kur kërkohet energji bipolare, për shembull.
Të gjithë konvertuesit e përmendur mund të stabilizohen ose të mos stabilizohen, tensioni i daljes mund të lidhet në mënyrë galvanike me tensionin hyrës ose të ketë një izolim galvanik të tensioneve. E gjitha varet nga pajisja specifike në të cilën do të përdoret konverteri.
Për të kaluar në një histori të mëtejshme në lidhje me konvertuesit DC / DC, duhet të paktën të kuptoni teorinë në terma të përgjithshëm.
Konverter Chopper down - konvertues i tipit buck
Diagrami i tij funksional është treguar në figurën më poshtë. Shigjetat në tela tregojnë drejtimet e rrymave.
Fig. 2 Diagrami funksional i stabilizatorit të helikopterit
Tensioni i hyrjes Uin ushqehet me kondensatorin e filtrit hyrës Cin. Transistori VT përdoret si një element kyç; kryen ndërrim të rrymës me frekuencë të lartë. Mund të jetë ose. Përveç këtyre detajeve, qarku përmban një diodë shkarkimi VD dhe një filtër dalës - LCout, nga i cili voltazhi furnizohet me ngarkesën Rн.
Easyshtë e lehtë të shihet se ngarkesa është e lidhur në seri me elementët VT dhe L. Prandaj, qarku është vijues. Si ndodh rënia e tensionit?
Modulimi i Gjerësisë së Pulsit - PWM
Qarku i kontrollit prodhon impulse drejtkëndëshe me një frekuencë konstante ose periudhë konstante, të cilat në thelb janë e njëjta gjë. Këto impulse janë treguar në Figurën 3.
Fig. 3 Pulset e kontrollit
Këtu t është koha e pulsit, tranzistori është i hapur, tp është koha e pauzës, - tranzistori është i mbyllur. Raporti ti / T quhet cikli i punës i ciklit të punës, ai shënohet me shkronjën D dhe shprehet në %% ose thjesht në numra. Për shembull, me D të barabartë me 50%, rezulton se D = 0.5.
Kështu, D mund të ndryshojë nga 0 në 1. Me një vlerë D = 1, tranzistori i ndërprerës është në një gjendje të përcjellshmërisë së plotë, dhe kur D = 0, në një gjendje të ndërprerë, është, thjesht e thënë, e mbyllur. Easyshtë e lehtë të merret me mend se kur D = 50%, voltazhi i daljes do të jetë i barabartë me gjysmën e tensionit hyrës.
Quiteshtë mjaft e qartë se rregullimi i tensionit dalës ndodh duke ndryshuar gjerësinë e pulsit të kontrollit t dhe, në fakt, duke ndryshuar koeficientin D. Ky parim i rregullimit quhet (PWM). Pothuajse në të gjitha furnizimet me energji komutuese, tensioni i daljes stabilizohet me ndihmën e PWM.
Në diagramet e paraqitura në Figurat 2 dhe 6, PWM është "fshehur" në drejtkëndëshat e etiketuar "Qarku i kontrollit", i cili kryen disa funksione shtesë. Për shembull, mund të jetë një fillim i butë i tensionit të daljes, ndezje në distancë ose mbrojtje nga qarku i shkurtër i konvertuesit.
Në përgjithësi, konvertuesit përdoren aq gjerësisht sa prodhuesit e komponentëve elektronikë kanë filluar prodhimin e kontrolluesve PWM për të gjitha rastet. Asortimenti është aq i madh saqë vetëm për t'i renditur ato do t'ju duhet një libër i tërë. Prandaj, askujt nuk i shkon ndërmend të montojë konvertues në elementë të veçantë, ose siç thonë shpesh në "pluhur të lirshëm".
Për më tepër, konvertuesit e gatshëm me fuqi të ulët mund të blihen në Aliexpress ose Ebay për një çmim të parëndësishëm. Në të njëjtën kohë, për instalim në një dizajn amator, mjafton të lidhni telat e hyrjes dhe daljes në tabelë dhe të vendosni tensionin e kërkuar të daljes.
Por përsëri në figurën tonë 3. Në këtë rast, koeficienti D përcakton sa kohë do të jetë e hapur (faza 1) ose e mbyllur (faza 2). Për këto dy faza, diagrami mund të përfaqësohet në dy figura. Shifrat NUK TREGOJN ata elementë që nuk përdoren në këtë fazë.
Fig. 4 Faza 1
Kur tranzistori është i hapur, rryma nga burimi i energjisë (qeliza galvanike, bateria, ndreqësi) kalon nëpër mbytësin induktiv L, ngarkesën Rн dhe kondensatorin e ngarkimit Cout. Në këtë rast, një rrymë rrjedh përmes ngarkesës, kondensatori Cout dhe mbytja L ruajnë energji. IL aktual RRITET NAD VRTET, ndikimi i induktancës së mbytjes ndikon. Kjo fazë quhet pompim.
Pasi tensioni në ngarkesë arrin një vlerë të paracaktuar (e përcaktuar nga vendosja e pajisjes së kontrollit), tranzistori VT mbyllet dhe pajisja shkon në fazën e dytë - faza e shkarkimit. Transistori i mbyllur nuk tregohet fare në figurë, sikur të mos ekzistonte. Por kjo do të thotë vetëm se tranzistori është i fikur.
Fig. 5 Faza 2
Kur tranzistori VT është i mbyllur, rimbushja e energjisë në mbytje nuk ndodh, pasi furnizimi me energji elektrike është shkëputur. Induktiviteti L tenton të parandalojë një ndryshim në madhësinë dhe drejtimin e rrymës (vetë-induksioni) që rrjedh përmes mbështjelljes së mbytjes.
Prandaj, rryma nuk mund të ndalet menjëherë dhe mbyllet përmes qarkut "ngarkesë diodë". Për shkak të kësaj, dioda VD quhet dioda e shkarkimit. Në mënyrë tipike, kjo është një diodë Schottky me shpejtësi të lartë. Pas skadimit të fazës 2 të periudhës së kontrollit, qarku kalon në fazën 1, procesi përsëritet përsëri. Tensioni maksimal në daljen e qarkut të konsideruar mund të jetë i barabartë me tensionin e hyrjes, dhe asgjë më shumë. Për të marrë tensionin e daljes më të lartë se tensioni i hyrjes, përdoren konvertuesit e rritjes.
Tani për tani, është e nevojshme vetëm të kujtojmë vlerën aktuale të induktancës, e cila përcakton dy mënyrat e funksionimit të helikopterit. Në rast të induktancës së pamjaftueshme, konverteri do të funksionojë në modalitetin aktual të ndërprerë, i cili është plotësisht i papranueshëm për furnizimet me energji elektrike.
Nëse induktiviteti është mjaft i madh, atëherë operacioni zhvillohet në modalitetin e rrymave të vazhdueshme, gjë që lejon përdorimin e filtrave të daljes për të marrë një tension konstant me një nivel të pranueshëm të valëzimit. Në modalitetin e rrymave të vazhdueshme, funksionojnë gjithashtu konvertuesit e rritjes, të cilat do të diskutohen më poshtë.
Për të rritur pak efikasitetin, dioda e shkarkimit VD zëvendësohet nga një transistor MOSFET, i cili hapet nga qarku i kontrollit në kohën e duhur. Konvertues të tillë quhen sinkronë. Përdorimi i tyre është i justifikuar nëse fuqia e konvertuesit është mjaft e madhe.
Rritni konvertuesit e rritjes ose rritjes
Konvertuesit e rritjes përdoren kryesisht për furnizimin me energji të tensionit të ulët, për shembull, nga dy ose tre bateri, dhe disa përbërës të strukturës kërkojnë një tension prej 12 ... 15V me konsum të ulët aktual. Shumë shpesh, një konvertues nxitës quhet shkurtimisht dhe qartë fjala "përforcues".
Fig. 6 Diagrami funksional i konvertuesit të rritjes
Tensioni i hyrjes Uin ushqehet me filtrin hyrës Cin dhe ushqehet me L të lidhur në seri dhe transistorin kalues VT. Një diodë VD është e lidhur me pikën e bashkimit të spirales dhe kullimin e tranzistorit. Ngarkesa Rн dhe kondensatori i anashkalimit Cout janë të lidhura me terminalin tjetër të diodës.
Transistori VT kontrollohet nga një qark kontrolli që gjeneron një sinjal të qëndrueshëm të kontrollit të frekuencës me një cikël të rregullueshëm të funksionit D, në të njëjtën mënyrë siç përshkruhet vetëm më sipër kur përshkruani qarkun e helikopterit (Fig. 3). Dioda VD bllokon ngarkesën nga tranzistori kryesor në kohën e duhur.
Kur tranzistori i ndërprerës është i hapur, ana e djathtë e spirales L është e lidhur me polin negativ të furnizimit me energji Uin. Rryma në rritje (ndikimi i induktancës ndikon) nga burimi i energjisë rrjedh përmes spirales dhe tranzistorit të hapur, energjia grumbullohet në spirale.
Në këtë kohë, dioda VD bllokon ngarkesën dhe kondensatorin dalës nga qarku kryesor, duke parandaluar kështu shkarkimin e kondensatorit dalës përmes transistorit të hapur. Ngarkesa në këtë moment ushqehet nga energjia e ruajtur në kondensatorin Cout. Natyrisht, tensioni në kondensatorin dalës bie.
Sapo tensioni i daljes të bjerë pak nën vlerën e specifikuar (e përcaktuar nga cilësimet e qarkut të kontrollit), tranzistori kryesor VT mbyllet dhe energjia e ruajtur në mbytje përmes diodës VD rimbush kondensatorin Cout, i cili furnizon ngarkesën. Në këtë rast, EMF e vetë-induksionit të spirales L i shtohet tensionit të hyrjes dhe transferohet në ngarkesë, prandaj, tensioni i daljes është më i madh se tensioni i hyrjes.
Kur voltazhi i daljes arrin nivelin e caktuar të stabilizimit, qarku i kontrollit hap transistorin VT dhe procesi përsëritet nga faza e ruajtjes së energjisë.
Konvertues universal-SEPIC (konvertues ose konvertues primar-induktor me një përfundim me induktancë parësore të ngarkuar asimetrikisht).
Konvertues të tillë përdoren kryesisht kur ngarkesa ka pak fuqi, dhe tensioni i hyrjes ndryshon në lidhje me tensionin dalës lart ose poshtë.
Fig. 7 Diagrami funksional i konvertuesit SEPIC
Shumë e ngjashme me konvertuesin e nxitjes të treguar në Figurën 6, por me elementë shtesë: kondensatori C1 dhe spiralja L2. Janë këta elementë që sigurojnë funksionimin e konvertuesit në mënyrën e zvogëlimit të tensionit.
Konvertuesit SEPIC përdoren kur tensioni i hyrjes ndryshon shumë. Një shembull është Rregullatori i Konvertuesit të Rritjes / Shkallëzimit të Tensionit Hapi 4V-35V në 1.23V-32V. Undershtë nën këtë emër që një konvertues shitet në dyqanet kineze, qarku i të cilit është treguar në Figurën 8 (për ta zmadhuar, klikoni mbi figurën).
Fig. 8 Diagrami skematik i konvertuesit SEPIC
Figura 9 tregon pamjen e tabelës me përcaktimin e elementeve kryesore.
Fig. 9 Pamje e jashtme e konvertuesit SEPIC
Figura tregon pjesët kryesore në përputhje me figurën 7. Vini re se ka dy mbështjellje L1 L2. Mbi këtë bazë, mund të përcaktoni që ky është një konvertues SEPIC.
Tensioni i hyrjes së bordit mund të jetë në intervalin 4… 35V. Në këtë rast, tensioni i daljes mund të rregullohet në rangun prej 1.23 ... 32V. Frekuenca e funksionimit të konvertorit është 500KHz. Me një madhësi të vogël 50 x 25 x 12mm, bordi siguron fuqi deri në 25 W. Rryma maksimale e prodhimit deri në 3A.
Por këtu duhet bërë një vërejtje. Nëse tensioni i daljes është vendosur në 10V, atëherë rryma e daljes nuk mund të jetë më e lartë se 2.5A (25W). Me një tension dalës prej 5V dhe një rrymë maksimale prej 3A, fuqia do të jetë vetëm 15W. Gjëja kryesore këtu është të mos e teproni: ose mos e tejkaloni fuqinë maksimale të lejuar, ose mos shkoni përtej rrymës së lejuar.
Tony Armstrong Përkthimi: Pavel Bashmakov [email -i i mbrojtur] siti Vladimir Rentyuk
Prezantimi
Politika teknike e prodhuesve të pajisjeve të telekomunikacionit, si përgjigje ndaj kërkesave të tregut, ka për qëllim rritjen e vazhdueshme të xhiros dhe efikasitetit të sistemeve të tyre, si dhe rritjen e funksionalitetit dhe karakteristikave të përgjithshme teknike të tyre. Në të njëjtën kohë, çështjet e zvogëlimit të konsumit të përgjithshëm të energjisë të sistemeve të prodhuara mbeten të rëndësishme. Për shembull, një qëllim tipik është të zvogëlojë konsumin e përgjithshëm të energjisë duke përcjellur rrjedhën e punës dhe duke e zhvendosur ngarkesën e punës në serverë të papërdorur, duke mbyllur kështu disa nga serverët që janë aktualisht falas. Për të përmbushur këto kërkesa, është e nevojshme të dini konsumin e energjisë të pajisjeve të përdoruesit përfundimtar. Kështu, një sistem dixhital i menaxhimit të energjisë të dizajnuar siç duhet (DPSM) mund t'i sigurojë përdoruesit të dhëna për konsumin e energjisë, të cilat ndihmojnë në zbatimin e zgjidhjeve inteligjente ose, siç thonë ata, "të zgjuara" për menaxhimin e konsumit të përgjithshëm të energjisë.
Avantazhi dhe përfitimi kryesor i përdorimit të teknologjisë DPSM është ulja e kostove të zhvillimit dhe zvogëlimi i kohës në treg për produktin përfundimtar. Sisteme komplekse me shumë autobusë mund të krijohen në mënyrë efikase duke përdorur një mjedis zhvillimi gjithëpërfshirës me një ndërfaqe grafike intuitive të përdoruesit (GUI). Për më tepër, sisteme të tilla thjeshtojnë testimin dhe korrigjimin e pajisjes, duke bërë të mundur që të bëhen ndryshime direkt përmes ndërfaqes grafike në vend të bashkimit të kërcyesve. Një avantazh tjetër është parashikimi i dështimeve të sistemit energjetik dhe marrja e masave parandaluese, e cila është bërë e mundur nga disponueshmëria e të dhënave të telemetrisë të marra në kohë reale. Ndoshta me rëndësi të veçantë këtu është se konvertuesit DC / DC me kontroll dixhital u mundësojnë projektuesve të hartojnë sisteme të energjisë së gjelbër që ofrojnë performancën e nevojshme me konsumin më të ulët të energjisë në pikat e ngarkesës. Për më tepër, përfitimet ekzistojnë tashmë në nivelin e instalimit të sistemeve të tilla, duke zvogëluar kostot e infrastrukturës dhe koston totale të përdorimit të sistemit gjatë gjithë jetës së produktit.
Shumica e sistemeve të telekomunikacionit mundësohen përmes autobusit 48V, atëherë ky tension zakonisht zbret në tensionin e autobusit të ndërmjetëm, zakonisht në rangun 12 deri në 3.3V, i cili fuqizon drejtpërdrejt kartat në raftet e sistemit. Sidoqoftë, shumica e qarqeve ndihmës ose mikroqarqeve në dërrasa duhet të funksionojnë në tensione në rangun prej më pak se 1 deri në 3.3 V në rrymat nga dhjetëra miliamps në qindra amperë. Si rezultat, konvertuesit DC / DC të përdorur brenda teknologjisë POL (POL-Pika e Ngarkesës, një teknologji në të cilën furnizimi me energji elektrike është sa më afër ngarkesës së tij të drejtpërdrejtë) duhet të zvogëlojnë tensionin e autobusit të ndërmjetëm në tension të kërkuara nga këto qarqe ose mikroqarqe ndihmëse. Këta autobusë kanë kërkesa shumë të rrepta për sekuencën, saktësinë e tensionit, diferencën dhe kontrollin (zakonisht duke përdorur një funksion mbikëqyrës).
Sistemet e telekomunikacionit kanë deri në pesëdhjetë autobusë të ndryshëm POL, dhe projektuesit e sistemit kanë nevojë për një mënyrë të lehtë për të kontrolluar këto autobusë, si në aspektin e tensionit të daljes ashtu edhe në sekuencën (sekuencën) e tyre të ndezjes dhe nivelin e rrymës maksimale të lejuar të ngarkesës. Për shembull, disa përpunues kërkojnë që portat e tyre I / O të aktivizohen para se të aplikohet voltazhi kryesor në bërthamë. Zgjidhje të tjera, në veçanti DSP (anglisht DSP - Digital Signal Processor, përpunues i sinjalit dixhital), sigurojnë furnizimin e tensionit të tij kryesor edhe para se tensioni të arrijë në portat I / O. Isshtë gjithashtu e domosdoshme që një procedurë e caktuar e lehtësimit të tensionit të respektohet kur energjia është e fikur. Në mënyrë që të thjeshtohet dizajni në drejtim të menaxhimit të energjisë, projektuesi i sistemit ka nevojë për një mënyrë të lehtë për të bërë të gjitha ndryshimet e nevojshme për të optimizuar performancën e sistemit, duke ruajtur akoma konfigurimin specifik të kërkuar të secilit prej konvertuesve të tij DC / DC.
Për më tepër, për të përmbushur njëkohësisht kërkesat për të gjitha shinat e shumta të energjisë në bordet dhe për të zvogëluar sipërfaqen e vetë bordeve, projektuesit e sistemit duhet të kenë konvertues relativisht të thjeshtë të tensionit, pasi konvertuesit e tensionit me një lartësi prej më shumë se 2 mm nuk mund të vendoset në anën e pasme të dërrasave, për shkak të densitetit të instalimit, nëse kryhet në rafte. Prandaj, profesionistët me të vërtetë kanë nevojë për një furnizim kaq të plotë të energjisë në një faktor të vogël.
Zgjidhja
μModul kompanitë përfaqësojnë një sistem të plotë të ashtuquajtur të plotë në një paketë - SiP (Anglisht SiP - System in a Package). Përdorimi i një konstruksioni të tillë minimizon kohën e projektimit dhe ju lejon të zvogëloni sipërfaqen e bordeve të qarkut të shtypur dhe të rrisni densitetin e paraqitjes.
Lloji i konvertuesve DC / DC μModulështë një zgjidhje e plotë e menaxhimit të energjisë me një kontrollues të integruar, transistorë të fuqisë, kondensatorë hyrës dhe dalës, elementë të qarkut kompensues dhe induktorë (mbytje), të vendosura në pako kompakte të montimit në sipërfaqe të tilla si BGA ose LGA. Projektimi me konvertues DC / DC të tilla si μModules mund të zvogëlojë ndjeshëm kohën e zhvillimit. Kështu, koha e kërkuar për të përfunduar procesin e projektimit, në varësi të kompleksitetit të dizajnit, mund të zvogëlohet deri në 50%. Familja μModule e lehtëson projektuesin nga barra e madhe e përzgjedhjes së komponentëve, optimizimi dhe prototipimi i pajisjes, duke zvogëluar zhvillimin e përgjithshëm të sistemit dhe kohën e zgjidhjes së problemeve, dhe në fund të fundit përshpejtimin e kohës në treg.
Zgjidhje konvertuese DC / DC μModul nga kompania Teknologjia lineare, Faktori kompakt, i ngjashëm me formën e IC integron të gjithë përbërësit kryesorë dhe zakonisht përdoret për të zëvendësuar furnizimet diskrete të energjisë, qarqet e sinjalit dhe strukturat e izoluara. Përmes kontrollit të kujdesshëm dhe testimit rigoroz nga kompania Teknologjia lineare Familja e konvertuesve DC / DC μModul karakteristika të besueshmërisë së lartë, dhe gama e gjerë e disponueshme e produkteve të tilla thjeshton zgjedhjen e tyre për të optimizuar dizajnin dhe vendosjen e konvertuesve në një tabelë të veçantë qarku të shtypur.
Familja e produktit μModul mbulon gamën më të gjerë të aplikacioneve duke përfshirë modulet PoL, karikuesit, drejtuesit LED, IC -të e menaxhimit të energjisë (furnizimet me energji PMBus të kontrolluara në mënyrë dixhitale) dhe konvertuesit e izoluar. Konvertuesit e sundimtarëve μModul të dizajnuara për aplikime të energjisë zvogëlojnë kohën e projektimit dhe kufizimet në hapësirën e adresës, duke ofruar efikasitet të lartë (Efikasitet), besueshmëri dhe, për një sërë produktesh, zgjidhje më të ulëta EMI të rrezatuara që plotësojnë kërkesat EN55022 të Klasës B.
Oriz. 1. Burime të profilit të ulët μModule (më pak se 2 mm lartësi) mund të vendosen në të dy anët e PCB
Meqenëse, për shkak të kompleksitetit të shtuar të sistemit, të gjithë elementët strukturorë përbërës të tij janë të shpërndarë, dhe vetë ciklet e projektimit zvogëlohen sa më shumë që të jetë e mundur, çështja e pronësisë intelektuale të një sistemi të tillë në tërësi del në pah. Kjo shpesh nënkupton që zhvillimi i një sistemi energjetik nuk mund të lihet për më vonë dhe të presë përfundimin e të gjithë ciklit të projektimit. Me pak kohë dhe burime shumë të kufizuara, projektuesit e sistemeve të energjisë shpesh ballafaqohen me sfidën e krijimit të sistemit energjetik më konsistent dhe shumë efikas të mundshëm duke marrë hapësirë minimale të PCB. Furnizuesit e energjisë μModule janë krijuar për të zgjidhur probleme të tilla, duke kombinuar efikasitetin e lartë të një konvertuesi kalues dhe lehtësinë e përdorimit të një LDO.
Dizajn i zoti, instalime elektrike të sakta PCB, përzgjedhje e kujdesshme e përbërësve - e gjithë kjo është një detyrë integrale dhe kërkon shumë kohë në hartimin e një sistemi efikas të furnizimit me energji elektrike. Kur koha është jashtëzakonisht e kufizuar ose përvoja në krijimin e sistemeve të tilla nuk është e mjaftueshme, furnizimet e gatshme modulare të energjisë nga linja μModule do t'ju ndihmojnë të kurseni kohë dhe të eliminoni rrezikun e vonesave të projektit.
Si shembull, le të marrim një rregullator kalimi super -kompakt të tensionit DC / DC -. Ky është një rregullator i tensionit me dy kanale 2.5A / kanal 5-A me një kanal në një dizajn mikromodular dhe një paketë të vogël, super të hollë LGA 6.25x6.25x1.82 mm. Profili i këtij burimi është në proporcion me profilin e një kondensatori qeramik standard në paketën 1206, i cili lejon që ky burim të vendoset si në krye ashtu edhe në fund të PCB, duke zvogëluar ndjeshëm gjurmën, e cila është veçanërisht e rëndësishme për kartat PCIe dhe llojet e lidhjeve kat i ndërmjetëm (Fig. 1).
Familja e konvertuesve DC / DC μModul kompani Teknologjia lineare gjithashtu sigurojnë një zgjidhje që siguron fuqi të lartë dhe funksionim DPSM në të njëjtën kohë.
Tabela. Lista e Furnizimeve Modular DC / DC të Profilit të Ulët nga Teknologjia Lineare
Meqenëse shumë rregullatorë të tensionit të familjes μModul për rrymat e larta, ngarkesat mund të lidhen paralelisht, dhe me saktësi të lartë të përputhjes në shpërndarjen e rrymave (brenda devijimit nominal prej 1% nga njëri -tjetri), kjo zvogëlon rrezikun e pikave lokale të mbinxehjes. Përveç kësaj, është e mjaftueshme që vetëm një nga stabilizuesit e tensionit të lidhur μModul siguroi aftësinë për të zbatuar funksionalitetin DPSM, dhe është ai që është në gjendje të sigurojë një ndërfaqe të plotë dixhitale, edhe nëse pajisjet e tjera μModule të lidhura paralelisht nuk kanë aftësinë për të zbatuar funksionin DPSM. Ne fig 2 tregon qarkun për zgjidhjen 180 A plus zbatimin e funksionit DPSM për teknologjinë PoL. Kjo zgjidhje bazohet në një modul GJ66777(μStabilizuesi i tensionit të modulit me DPSM deri në 36 A) i lidhur paralelisht me tre LTM4650 (μM stabilizues të tensionit deri në 50 A pa funksion DPSM).
Oriz. 2. Kombinimi i një LTM4677 DPSM μModule dhe tre rregullatorëve të tensionit LTM4650 të familjes μModule lejon që një furnizim me energji elektrike me një tension dalës 1 V dhe një rrymë prej 186 A të realizohet nga një autobus i ndërmjetëm hyrës me një tension nominal hyrës prej 12 V.
Përfundim
Me aftësinë DPSM dhe profilet jashtëzakonisht të holla, projektuesit e energjisë mund të zbatojnë me lehtësi kërkesat e projektimit në sistemet moderne të komunikimit dhe të sigurojnë fuqi të lartë 1V për të fuqizuar qarqet e integruara të qëllimit të veçantë (ASIC) bazuar në teknologjinë e procesit nën 20nm., Bërthamat GPU dhe FPGA Me Kur instalohet në një PCB, LTM4622 optimizon përdorimin e hapësirës në pjesën e poshtme me profilin e tij ultra të hollë. Sigurisht, një zgjidhje e tillë nuk kursen dukshëm hapësirë të shtrenjtë në tabelë, por zvogëlon kërkesat e përgjithshme të ftohjes për shkak të efikasitetit më të lartë.
Si përfundim, dua t'ju kujtoj se përdorimi i rregullatorëve të tensionit të familjes μModule ka kuptim në ato zona ku zvogëlon ndjeshëm kohën e korrigjimit dhe ndihmon në përdorimin më efikas të zonës së PCB. Si rezultat, kostot e infrastrukturës zvogëlohen, si dhe pronësia totale mbi jetën e produktit përfundimtar.
Mostrat dhe mjetet e korrigjimit mund të kërkohen në
