Что такое DC-DC преобразователи. Какие бывают виды DC-DC конвертеров. Как выбрать подходящий DC-DC преобразователь для своего проекта. Каковы основные характеристики и особенности разных топологий DC-DC преобразователей.
Особенности и характеристики DC-DC преобразователей
DC-DC преобразователи (конвертеры) — это электронные устройства, которые преобразуют один уровень постоянного напряжения в другой. Они широко применяются в различной электронной технике для стабилизации и изменения напряжения питания.
Основные характеристики DC-DC преобразователей:
- Диапазон входных и выходных напряжений
- Максимальный выходной ток
- КПД преобразования
- Уровень пульсаций выходного напряжения
- Наличие гальванической развязки
- Габариты и вес
По принципу работы DC-DC преобразователи делятся на несколько основных топологий:
- Понижающие (Buck)
- Повышающие (Boost)
- Повышающе-понижающие (Buck-Boost)
- SEPIC
- С гальванической развязкой
Выбор конкретной топологии зависит от требуемого соотношения входного и выходного напряжений, мощности нагрузки и других параметров.
Понижающие DC-DC преобразователи (Buck)
Понижающие преобразователи применяются, когда требуется получить более низкое выходное напряжение по сравнению с входным. Они работают по принципу широтно-импульсной модуляции.
Основные особенности Buck-преобразователей:
- Выходное напряжение всегда ниже входного
- Высокий КПД (до 95%)
- Простая схемотехника
- Низкий уровень пульсаций
Популярные микросхемы для построения понижающих преобразователей: LM2596, XL4005, MP2307. На их основе выпускаются готовые модули с током нагрузки от 1А до 5А и выше.
Повышающие DC-DC преобразователи (Boost)
Повышающие преобразователи используются для получения более высокого выходного напряжения по сравнению с входным. Они накапливают энергию в индуктивности и затем передают ее в нагрузку.
Ключевые характеристики Boost-преобразователей:
- Выходное напряжение всегда выше входного
- КПД до 90-95%
- Возможность получения высоких выходных напряжений
- Ограничение по максимальному выходному току
Распространенные микросхемы повышающих преобразователей: MC34063, XL6009, MT3608. На их основе строятся модули с выходным током до 2-4А.
Преимущества и недостатки основных топологий DC-DC преобразователей
Каждая топология DC-DC преобразователей имеет свои сильные и слабые стороны:
Понижающие (Buck):
Преимущества:
- Высокий КПД
- Простая схемотехника
- Низкие пульсации выходного напряжения
Недостатки:
- Выходное напряжение только ниже входного
- Отсутствие гальванической развязки
Повышающие (Boost):
Преимущества:
- Возможность получить высокое выходное напряжение
- Простая схема
Недостатки:
- Ограничение по выходному току
- Более высокие пульсации
Повышающе-понижающие (Buck-Boost):
Преимущества:
- Универсальность — выходное напряжение может быть выше или ниже входного
Недостатки:
- Более сложная схема
- Ниже КПД по сравнению с Buck и Boost
Применение DC-DC преобразователей в электронике
DC-DC преобразователи находят широкое применение в различных областях электроники:
- Питание микропроцессорных систем и микроконтроллеров
- Зарядные устройства для аккумуляторов
- Источники бесперебойного питания
- Светодиодные драйверы
- Питание автомобильной электроники
- Портативные электронные устройства
Выбор конкретного типа преобразователя зависит от требований к входному/выходному напряжению, мощности нагрузки, КПД и других параметров.
Современные тенденции в развитии DC-DC преобразователей
Основные направления совершенствования DC-DC преобразователей:
- Повышение рабочих частот для уменьшения размеров
- Улучшение КПД, особенно при малых нагрузках
- Интеграция преобразователей в микросхемы систем питания
- Развитие цифровых методов управления
- Применение новых магнитных материалов
Это позволяет создавать все более компактные и эффективные преобразователи для современной электроники.
Рекомендации по выбору DC-DC преобразователя
При выборе DC-DC преобразователя следует учитывать ряд факторов:
- Требуемые входные и выходные напряжения
- Максимальный ток нагрузки
- КПД преобразования
- Уровень пульсаций выходного напряжения
- Необходимость гальванической развязки
- Диапазон рабочих температур
- Габариты и стоимость
Для большинства применений оптимальным выбором будут готовые модули на основе специализированных микросхем. Они обеспечивают хорошее соотношение цена/качество и простоту применения.
Схема повышающего DC-DC преобразователя драйвера светодиодов
Схема повышающего DC-DC преобразователя каскадного подключения расширяет возможности драйвера светодиодов
Схема повышающего DC-DC преобразователя для светодиодных драйверов. Питание 20-30 белых светодиодов от трех щелочных элементов с помощью обычного повышающего преобразователя является интересной задачей. Требуемые значения коэффициента повышения напряжения и коэффициента заполнения делают обычный драйвер просто непрактичным.
Если вы собираетесь конструировать такую схему из имеющихся в наличии недорогих компонентов, неплохие результаты может дать каскадирование двух повышающих преобразователей. Эта топология существует уже несколько десятилетий, но инженеры часто считают ее слишком сложной. Однако с точки зрения требований к компонентам каскадное решение имеет бесспорные преимущества. Коммутатор первого каскада не должен выдерживать общее выходное напряжение второго каскада, а второму ключу не нужно пропускать весь ток первого.
Даже если бы коэффициент заполнения не имел значения, одни только требования по току и напряжению для однокаскадной схемы повышающего dc-dc преобразователя заставили бы использовать более крупный и дорогой коммутатор, цена которого могла бы легко приблизиться к цене обоих коммутаторов каскадного преобразователя.
В этой статье описана схема питания 24 белых или ультрафиолетовых светодиодов током порядка 20 мА. При номинальном входном постоянном напряжении 4.5 В измеренный КПД составляет 84.2%. Для преобразователей мощностью от 2 до 2.5 Вт эта цифра является приемлемой. При входном напряжении 3 В общий коэффициент повышения для некаскадного преобразователя потенциально превышает 30:1, что требует коэффициента заполнения около 97%.
В каскадном повышающем преобразователе этот коэффициент заполнения является функцией квадратного корня от общего коэффициента повышения. Этот коэффициент достигает максимального значения около 82% непосредственно перед тем, как напряжение батареи упадет до минимального значения и схема отключится.
При номинальном входном напряжении 4.5 В коэффициент заполнения должен быть чуть больше 77%.
Схема на Рисунке 1 реализует каскадный повышающий преобразователь, заменяющий оптику в популярном мощном фонарике. Она содержит 24 белых или ультрафиолетовых светодиода, установленных на одной стороне печатной платы, и активные элементы на другой. Три или четыре ультрафиолетовых светодиода можно заменить красными светодиодами, чтобы обеспечить соответствующую видимую подсветку.
Возможно, вы предпочли бы использовать один мощный белый светодиод, но мощные ультрафиолетовые светодиоды, по-видимому, недоступны. В данном проекте использовано 20 недорогих светодиодов с более удобным углом излучения 30°, обеспечивающих оптическую мощность 400 мВт при входной мощности 1.52 Вт. Направленный характер их излучения также помогает предотвратить случайное повреждение глаз. Источники ультрафиолетового света находят применение во многих областях, включая проверку драгоценных камней, проверку валюты и обнаружение скорпионов.
[adsens]
Микросхема ШИМ-контроллера LM3478 (IC1) начинает работать уже при напряжении 3 В, не нуждаясь в зарядовом насосе. Пороговые уровни затворов используемых транзисторов должны быть меньше 3 В. Микросхема IС1 одновременно управляет транзисторами Q1 и О2. Схеме требуется только один контроллер и дроссели. Дроссель первого каскада и конденсатор фильтра могут создавать значительные пульсации, не оказывая негативного влияния на конечные пульсации выходного напряжения.
Первым выпрямителем служит недорогой 40-вольтовый диод Шоттки, а во втором использован простой сигнальный диод с допустимым напряжением 120 В. Микросхема IС1 работает на частоте переключения порядка 300 кГц, которая устанавливается резистором R1. В проекте используется схема с токовым управлением и компенсацией скорости нарастания тока индуктивности. Сигнал с токоизмерительного резистора R5 через резистор R3 управляет цепью компенсации скорости нарастания.
В этом случае сопротивление резистора выбирается R5 небольшим для повышения КПД. R4 суммирует этот сигнал с выходным напряжением драйвера затвора (вывод 6), чтобы увеличить его кажущуюся амплитуду на входе датчика тока на выводе 1. R2 и С3 являются обычными элементами частотной коррекции. При этом время отклика преобразователя не имеет значения, что облегчает выбор компонентов.
Сначала при поверхностном взгляде на каскадный повышающий преобразователь легко не заметить его очевидных преимуществ. Однако серийно выпускаемые компоненты, способные выполнять требуемые функции, обеспечивают более экономичное и простое решение, чем вы могли бы себе представить вначале.
Для реализации такого решения на основе интегрального обратноходового регулятора потребовалось бы множество компонентов, а какого-либо реального преимущества это бы не дало. Для него также, вероятно, потребовалось бы самостоятельное изготовление магнитных компонентов.
Помощь в выборе DC-DC преобразователя: руководство от Суперайс
Иногда создается ощущение, что стабилизаторы напряжения везде, даже там, где казалось им делать нечего. Они встречаются в повербанках, смартфонах, телевизионных приставках, USB разветвителях, роутерах и многих других устройствах.
DC-DC конвертеры продаются в виде отельных модулей, предназначенных как для радиолюбительского творчества, так для профессионального применения. В данной статье мы расскажем об особенностях этих «невидимых помощников».
| Время чтения: 18 минут |
| Автор статьи — Андрей Кириченко |
Особенности и характеристики стабилизаторов напряжения
Важное в статье:- Особенности и характеристики стабилизаторов напряжения
- Понижающие модули питания постоянного тока
- Топология Step-Down
- Примеры понижающих DC-DC преобразователей
- Повышающие модули питания DC-DC
- Топология Step-Up
- Примеры повышающих DC-DC преобразователей
- Модули питания DC-DC с функцией ограничения тока
- DC-DC повышающе-понижающие преобразователи
- Топология Step-Up и Step-Down
- Топология SEPIC
- Топология на базе контроллера LTC3780
- Дополнительные особенности преобразователей
- Модули питания DC-DC фирмы YZXStudio
- Модули питания DC-DC фирмы muRata
- Модули питания DC-DC фирмы RCNUN
Универсальные DC-DC конверторы делятся на три подгруппы:
- Buck-Boost – состоят из повышающего и понижающего стабилизатора
- Автоматическое переключение между режимами понижения и повышения
- SEPIC — полностью универсальный конвертер
Особенности стабилизаторов постоянного тока:
- Гальваническая развязка входа/выхода
- Несколько выходных напряжений
- Инверсия выходного напряжения
- Регулировка выходных значений
- Индикация
- Возможность работы с протоколами быстрого заряда Quick Charge, Power Delivery и т.
п.
п.По списку вариантов исполнения (не считая комбинаций) существует много моделей конвертеров. А ведь бывают еще отличия, например, возможность подключения к компьютеру, сверхмалое потребление в дежурном режиме, повышенный диапазон входного напряжения, наличие синхронного выпрямителя для повышения КПД и т.д.
Следует помнить, что линейные стабилизаторы («КРЕНки») не являются конвертерами. Трансформаторы DC, например, при выходных 5 Вольт 3 Ампер и входном 15 Вольт, ток по входу будет пропорционально меньше, в отличие от линейных стабилизаторов, где ток одинаков всегда.
Понижающие модули питания постоянного тока
Топология Step-Down
Обычно понижающие конвертеры выполнены по топологии Step-Down, выходное напряжение всегда должно быть выше входного на 5-20%.
Схема топологии Step-Down
Примеры понижающих DC-DC преобразователей
Большое распространение получают компактные синхронные модули на базе MP2225, с заявленным максимальным выходным током до 5 Ампер, что при таком размере выглядит очень интересно.
DC-DC модуль питания DD4012SA «КРЕНки» позволяет заменить ей с увеличением КПД.
Синхронный преобразователь на базе MP2225 и DC-DC модуль питания DD4012SA
В радиолюбительской среде известны преобразователи на базе микросхем: LM2596S, XL4005, XL4015. Больше внимания заслуживают второй и третий вариант.
Преобразователи DC-DC имеют выходной ток до 3 или 5 Ампер, регулировку и диапазон входного напряжения от 4-5 до 30-40 Вольт. Отличием являются неплохие нагрузочные характеристики при не высокой цене.
Преобразователи на базе микросхем: LM2596S, XL4005, XL4015
На подобных платах встречаются два или три подстроечных резистора. Второй предназначен для регулировки ограничения тока, а если есть третий, то при помощи него настраивается порог индикации ограничения тока. Подобные платы используются там, где необходимо ограничение тока, например, питание мощных светодиодных матриц, заряд аккумуляторов.
Платы с индикатором отображения тока и напряжения
Выпускаются более мощные версии, например, на базе популярного контроллера XL4016. Для них обычно заявляется ток нагрузки до 8-12 Ампер. Причем иногда к подобным платам добавляют ампервольтметр и получают простенький лабораторный блок питания.
Если этого мало, то, например, на рисунке ниже показан стабилизатор с ограничением тока, входным напряжением 20-70 Вольт и выходным током до 30 Ампер при 2.5-58 Вольт. Его используют для питания автомобильного холодильника от 24 Вольт аккумулятора.
Стабилизатор напряжения с ограничением тока
Ниже сравним несколько понижающих преобразователей.
| Наименование модели | XL4015 | XL4005 | XL4016 | LM2596S |
| Входное напряжение | 4 — 38 В | 5 — 32 В | 4 — 38 В | 3,2 — 46 В |
| Выходное напряжение | 1,25 — 36 В | 0,8 — 24 В | 1,25 — 36 В | 1,25 — 35 В |
| Выходной ток | 0 — 5 A | 0 — 5 A | 0 — 8 A | 0 — 3 A |
Повышающие модули питания DC-DC
Не менее интересный и полезный сегмент устройств, хотя не такой распространенный.
Топология Step-Up
Необходимо пояснить одну особенность большинства модулей по топологии Step-Up, которая поможет не сжечь ваше устройство или стабилизатор. Преобразователи, собранные по такой топологии, не могут выдавать на выход напряжение меньше, чем входное минус падение на диоде. Если на входе у него 20 Вольт, то на выходе никак не получится менее 19.5, это важно и следует учитывать.
Если у повышающего конвертера указан максимальный выходной ток – это значение при минимальном соотношении вход/выход, а ориентироваться правильнее на максимальный входной ток и считать мощность инвертора.
Учет указанных выше особенностей позволит избежать ошибок и использовать эффективнее повышающие модули DC-DC.
Схема топологии Step-Up
Примеры повышающих DC-DC преобразователей
Выделяют пару недорогих «народных» моделей, которые перекрывают большую часть потребностей радиолюбителей.
Две первые модели построены на базе контроллеров SX1308, MT3608.
Начинают они работать при напряжении в 1.8-2 Вольт, это критично для устройств с аккумуляторным питанием.
В третьем модуле применена XL6009, минимальное входное напряжение составляет 5 Вольт, выходная мощность немного выше, чем у предыдущих, но в целом они похожи, поэтому SX1308, MT3608 более интересны за счет меньшего размера.
Модули питания, построенные на базе контроллеров SX1308, MT3608 и XL6009
Использовать подобные конвертеры удобно для питания маломощных потребителей, например, светодиодной подсветки на базе 12 вольт лент от одного-двух литий-ионных аккумуляторов.
Более мощные DC-DC преобразователи на базе XL6019 имеют минимальное входное напряжение в 5 Вольт и допускают ток встроенного ключа в 5 Ампер, что в два раза больше, чем у предыдущих.
Питание более мощной нагрузки, например, ноутбука от автомобильного аккумулятора, подойдет преобразователь QSKJ QS-1224CBD с током от 10 Ампер и мощностью до 150 Ватт.
Преобразователи на базе XL6019
Модули питания DC-DC с функцией ограничения тока
Часто необходимо иметь не только относительно большую выходную мощность, а и функцию ограничения тока. Это сильно расширяет сферу применения, позволяя заряжать аккумуляторы электровелосипедов, питать мощные светодиодные прожекторы. С повышающим стабилизатором используется все, что есть «под рукой», например, недорогие блоки питания 12 Вольт или автомобильный аккумулятор.
Но следует учитывать, что защиту от короткого замыкания такие преобразователи не имеют, ток ограничивают ровно до тех пор, пока напряжение на нагрузке не станет ниже чем напряжение источника.
Первый стабилизатор имеет мощность до 400 Ватт при максимальном токе до 12 Ампер.
QSKJ QS-2448CCBD более компактен с мощностью до 100 Ватт, все компоненты смонтированы на алюминиевой подложке, которую можно установить на радиатор для лучшего охлаждения.
Повышающий преобразователь BMM9201 кроме ограничения тока имеет еще дисплей, на который можно вывести информацию о токе или напряжении, как входном, так выходном, при помощи джампера.
Примеры повышающих преобразователей QS-2448CCBD и BMM9201
В случае если этого мало, можно использовать конвертер QSKJ QS-4884CCCV, он также имеет функцию ограничения выходного тока, но выпускается в двух вариантах, 1200 и 1800 Ватт. Причем разница в цене между ними минимальна, а ключевые отличия 1800 Ватт модели заключаются в более мощном дросселе и трех предохранителях против двух у младшей.
Обе модели имеют массивный радиатор и активное охлаждение.
Максимальный входной ток первой модели составляет 20 Ампер, а второй 25-30 Ампер, поэтому при питании от источника 12 Вольт получится только 240 или 360 Ватт.
Так как у повышающих преобразователей ток по входу выше, чем по выходу пропорционально коэффициенту преобразования, следует убедится, что сможет ли ваш источник обеспечить такой ток.
Это касается всех повышающих стабилизаторов. Как пример, максимальный входной ток 10 Ампер, на выходе хотим получить 36 Вольт 5 Ампер, значит напряжение источника должно быть не менее (36х5)/10=18 Вольт без учета КПД, а так как КПД обычно около 90%, то получается надо минимум 20 Вольт, а лучше 24.
DC-DC конвертер QSKJ QS-4884CCCV
Ниже сравним несколько повышающих преобразователей.
| Наименование модели | QS-4884CCCV | BMM9201 | QS-2448CCBD | QS-1224CBD | XL6019 | XL6009 |
| Входное напряжение | 10 — 60 В | 3- 35 В | 8,5 — 46 В | 10 — 32 В | 3 — 40 В | 2 — 32 В |
| Выходное напряжение | 13 — 97 В | 3- 35 В | 12 — 48 В | 12 — 35 В | 5 — 45 В | 5 — 40 В |
| Выходной ток |
0. 5 — 22 А
|
0,1 — 6 A | 4.5 А | 10 А | 5 А | 2 А |
DC-DC повышающе-понижающие преобразователи
Особая серия конвертеров с возможностью работать как на повышение, так и на понижение напряжения. Применяются подобные преобразователи не так часто, как повышающие или понижающие, но иногда бывают ситуации, что без них никак. Пример применения — питание устройств которым надо 12 Вольт в автомобиле, где напряжение в зависимости от ситуации может меняться от 10 до 15 Вольт.
Топология Step-Up и Step-Down
Под таким названием продаются разные варианты, но правильным является тот, где на плате стоит два независимых преобразователя. При помощи первого входное напряжение повышается до некоего фиксированного, а затем при помощи второго понижается до требуемого.
Схема топологии Step-Up и Step-Down
Подобные стабилизаторы сложны, дороги, имеют низкий КПД, конструкцию «два в одном». Но при этом у них есть преимущество — низкий уровень пульсаций на выходе.
Из-за перечисленных особенностей встречаются редко. Например, небольшая плата, с относительными характеристиками и неплохой регулируемый инвертор DPS5005, который отличается хорошими характеристиками, довольно высоким КПД.
Преобразователь напряжения DPS5005
Топология SEPIC
Достаточно старая топология, но очень интересная так как из активных компонентов требуется только один ШИМ контроллер, один силовой транзистор и диод. Отличается двумя одинаковыми дросселями, хотя встречаются с одним двухобмоточным.
Преимущества — простая схемотехника, не высокая цена, высокий КПД, чем у повышающе-понижающего, но высокий уровень пульсаций.
Как и предыдущая топология использует регулировку не только выходного напряжения, но и тока, а также функцию полного отключения выхода.
Схема топологии SEPIC
Выбор модулей подобного типа большой, сложности с выбором подходящего нет.
SEPIC на базе очень известной XL6019, вход 5-32 Вольт, выход 1.25-35 Вольт, ток нагрузки до 1.5 Ампер, имеет дополнительный фильтр для снижения пульсаций по выходу.
Более продвинутый DC-DC преобразователь ZK-SJVA-4X, у него есть не только регулировка напряжения и тока, а и индикатор, диапазон входных напряжений 5.5-30 Вольт, выход 0.5-30 при токе до 4 Ампер.
Третий преобразователь хоть и не имеет регулировки выходного тока, но имеет защиту от перегрева и мощность до 80 Ватт, а также индикатор напряжения, что также может быть удобно.
Примеры DC-DC конвертеров топологии SEPIC
Топология на базе контроллера LTC3780
Очень необычная топология конвертера, отличающаяся высоким КПД, более надежной работой, возможностью не только регулировки значений, а также минимального входного напряжения.
Имеет два недостатка — цена и малый выбор моделей, так как строится в основном конвертер на базе контроллера LTC3780 производства фирмы Linear.
Данный инвертор является гибридным, содержит один ШИМ контроллер, один дроссель. Два силовых узла с синхронным выпрямлением, которые работают в зависимости от соотношения входного и выходного напряжения.
Схема топологии на базе контроллера LTC3780
Выбор моделей небольшой, различия минимальны, хотя существует сдвоенная версия, состоящая из двух модулей на одной плате, но встречается крайне редко.
Выбор моделей небольшой, различия минимальны, хотя существует сдвоенная версия, состоящая из двух модулей на одной плате, но встречается крайне редко.
Преобразователь на базе LTC3780 работает от 5-30 вольт, обеспечивая на выходе напряжение 0.5-30 вольт при токе до 8-10 ампер и мощности до 80-130 Вт.
|
Преобразователь на базе LTC3780 работает от 5-30 Вольт, обеспечивая на выходе напряжение 0. Стабилизатор отлично подходит для заряда аккумуляторов, построения источников бесперебойного питания со стабилизированным выходом и вообще питания требовательных нагрузок. |
Синхронный DC-DC преобразователь на базе LTC3780 |
5-30 Вольт при токе до 8-10 Ампер и мощности до 80-130 Ватт.
Ниже сравним несколько повышающе-понижающих преобразователей.
| Наименование модели | LTC3780 | ZK-SJVA-4X | DPS5005 |
| Входное напряжение | 5 В — 32 В | 5,5 — 30 В | 6 — 55 В |
| Выходное напряжение | 1 — 30 В | 0,5 — 30 В | 0 — 50 В |
| Выходной ток | 10 A | 4 А | 0 — 5 А |
Дополнительные особенности преобразователей
В некоторых случаях стабилизаторы могут иметь дополнительный функционал или особенности, выделяющие их на фоне других, поэтому стоит их выделить в отдельную группу.
Существуют преобразователи с USB выходом для заряда или питания различных планшетов, смартфонов, получающих питание от USB.
Есть очень простые, особенность которых заключается только в низкой цене и возможности получить 5 Вольт от одного Li-Ion аккумулятора.
Бывают многоканальные понижающие, как QSKJ QS-1205CBUM. Но его особенность не в количестве каналов, а в наличии весьма современного ШИМ контроллера с синхронным выпрямлением и внешними силовыми транзисторами, что позволило получить выходной ток до 8 Ампер с высоким КПД. Также у него есть защита от неправильной полярности питания, «обманки» на каждом порту для корректного определения различными моделями смартфонов.
Конвертер MH-KC24 компактный, похож на первый, но имеет свою «фишку» — поддерживает работу с Quick Charge устройствами. Данный преобразователь также является понижающим, максимальное выходное напряжение 12 вольт.
DC-DC преобразователи с USB выходом
Модули питания DC-DC фирмы YZXStudio
Отдельно стоят в списке USB зарядных устройств модулей фирмы YZXStudio, помимо правильной схемотехники, качественных комплектующих и четкой работы они поддерживают большое количество протоколов быстрого заряда.
ZC822 — младшая модель, поддерживает QC/PD и выходную мощность до 27 Ватт.
ZC823 — поддерживает только QC/PD, возможность обеспечить 60 Вольт при выходном напряжении 20 Вольт.
ZC826P — редкий преобразователь, помимо функций быстрого заряда он является обратимым. Если его вход подключен к аккумулятору, а к USB Type-C выходу подключить не нагрузку, а блок питания, то конвертер начнет работать в обратную сторону и будет заряжать аккумулятор. Фактически имея такой преобразователь и аккумулятор можно самому сделать повербанк с мощным выходом, поддержкой большого количества протоколов. При этом обратимый преобразователь может выдавать от 5 до 20 Вольт при питании от 12 Вольт.
DC-DC модули питания ZC822, ZC823, ZC826 фирмы YZXStudio
Также фирма YZXStudio предлагает для своих устройств кросс-платы, установив в которые показанные модули можно сделать многоканальное зарядное устройство. Именно потому все модули имеют одинаковый размер и расположение разъемов.
Модули питания DC-DC фирмы muRata
Все больше распространение получает малый электротранспорт — гироборды, электросамокаты, электровелосипеды, скутеры, возникает необходимость получить от его батареи низкое напряжение.
В продаже существует много понижающих конвертеров собранных по топологии Step-Down. Но низкая надежность, отсутствие гальванической развязки может печально закончится для подключаемых устройств, его элементарно может пробить накоротко, а на нагрузке вы получите полное напряжение батареи.
Именно для таких применений рекомендуют фирменные модули производства muRata. Данные модули использовались для телекоммуникационного оборудования, но сейчас они встречаются и просто в продаже, причем за небольшую цену. Ключевое — качество конвертера, гальваническая развязка. Недостатки — фиксированное выходное напряжение, хотя и его при желании можно подстроить.
Из наиболее интересных — muRata HPH-12/30-D48NHL2-Y который при входном 36-75 Вольт выдает на выход 12 Вольт с током до 30 Ампер или 360 Ватт.
DC-DC преобразователь muRata HPH-12/30-D48NHL2-Y
Модули питания DC-DC фирмы RCNUN
Также выпускаются преобразователи для тяжелых условий эксплуатации, например, в автомобилях, катерах. Обычно такие модули имеют герметичное исполнение, корпус в виде радиатора при большой выходной мощности, дополнительные цепи защиты.
Например, большой ассортимент подобных преобразователей выпускает фирма RCNUN. Они бывают понижающие, повышающие, универсальные, регулируемые, с фиксированным напряжением, просто с проводами, с клеммниками и USB разъемами.
DC-DC преобразователи напряжения RC120503, RC8-40S1210, RC12240540 фирмы RCNUN
Как можно наблюдать из статьи, выбор топологий, моделей и вариантов исполнения DC-DC преобразователей действительно огромен, а ведь показана лишь меньшая часть из того, что сейчас выпускается.
Теперь главная задача, подобрать то, что необходимо для определенного применения.
Надеемся, что данная статья сможет вам в этом помочь.
Цепь повышающего преобразователя постоянного тока в постоянный (часть 5/9)
Много раз возникает необходимость повышать или понижать напряжение постоянного тока. Схемы для повышения или понижения постоянного напряжения не так просты, как в случае с переменным напряжением. Изменение уровня постоянного напряжения требует сложной схемы. Эти схемы называются преобразователями постоянного тока в постоянный. Преобразователи постоянного тока в постоянный представляют собой электронные схемы, которые преобразуют постоянное напряжение постоянного тока в уровень высокого напряжения или в уровень низкого напряжения.
Когда схема повышает напряжение постоянного тока до более высокого уровня, она называется повышающим преобразователем. Когда схема снижает напряжение постоянного тока до более низкого уровня, это называется понижающим преобразователем. Поскольку повышающий преобразователь преобразует постоянное напряжение в более высокий уровень напряжения, он также известен как повышающий преобразователь.
Для усиления сигнала напряжения требуется схема регулятора, которая может повышать входной сигнал напряжения.
Большинство электронных гаджетов, таких как смартфоны и планшеты, работают от 5 В постоянного тока. Однако для общего использования довольно распространены батареи на 3,7 В. Эти батареи можно использовать для питания устройств 5 В с помощью схемы повышающего преобразователя. В этом проекте электроники напряжение литий-ионной батареи 3,7 В повышается до 5 В постоянного тока. Конечное напряжение разряда литий-ионной батареи можно принять равным 3,5 В, поэтому эта схема преобразует минимальное входное напряжение 3,5 В в уровень 5 В. Этот повышающий преобразователь может потреблять максимальный ток 500 мА.
Для усиления сигнала в этом проекте используется регулятор MC34063AP1, который повышает входной сигнал до желаемого уровня напряжения.
Компоненты требуютсяРис. 1 : Список компонентов, необходимых для преобразователя DC в DC Boost
Схема схемы — В этом проекте.
ИС преобразователя постоянного тока в постоянный. Входное напряжение подается через батарею 3,7 В, анод которой подключен к выводу 6 микросхемы регулятора, а катод подключен к общему заземлению. Конденсатор Cin подключен к выводу 6 для устранения пульсаций входного сигнала. Дополнительный конденсатор C1 подключен параллельно конденсатору Cin для уменьшения общего ESR емкостей. Выходное напряжение снимается с вывода 5 регулятора IC через цепь делителя напряжения, образованную сопротивлениями R1 и R2. К выводу 7 ИС подключен токоограничивающий резистор Rsc, а к выводу 8 подключен резистор R3 для ограничения тока на базе встроенного транзистора ИС. Выводы 2 и 4 микросхемы заземлены. К выводу 1 подключены катушка индуктивности и диод для повышения входного напряжения. К выводу 3 микросхемы подключен времязадающий конденсатор Ct. На выходе схемы подключен конденсатор Со для уменьшения пульсаций выходного сигнала.
Перед тем, как разобраться в работе схемы повышающего преобразователя на основе микросхемы 34063, важно понять, как работает базовая схема повышающего преобразователя.
Ниже приведена основная схема повышающего преобразователя.
Рис. 2. Принципиальная схема базового повышающего преобразователя
В цепи повышающего преобразователя выходной сигнал больше, чем входной сигнал напряжения. Базовая схема повышающего преобразователя состоит из генератора для обеспечения входного сигнала, диода, одного переключающего компонента, такого как транзистор, и по меньшей мере одного элемента накопления заряда (конденсатора или катушки индуктивности).
Генератор выдает прямоугольную волну на входе, поэтому во время положительного полупериода прямоугольной волны катушка индуктивности накапливает некоторую энергию и генерирует магнитное поле. В течение этой фазы левый вывод катушки индуктивности находится под положительным напряжением. На базу транзистора подается положительное напряжение, и он включается. Следовательно, анод диода имеет более низкий потенциал и действует как разомкнутая цепь. Таким образом, весь ток от источника питания течет через катушку индуктивности к транзистору и, наконец, к земле.
Рис. 3: Принципиальная схема, показывающая положительный цикл работы схемы повышающего преобразователя
Во время отрицательного полупериода полевой МОП-транзистор отключается. Из-за этого индуктор не получает пути для зарядки. Ток через индуктор создает обратную ЭДС (согласно закону Ленца), которая меняет полярность индуктора (как показано на рисунке ниже). Таким образом, диод смещается в прямом направлении.
Теперь накопленный заряд индуктора начинает разряжаться через диод и на выходе получается напряжение более высокого уровня. В этом случае выходное напряжение зависит от накопленного заряда в катушке индуктивности. Чем больше накопленный заряд, тем больше получается выходное напряжение. Следовательно, если время зарядки индуктора больше, то увеличивается и накопленный заряд в индукторе. Таким образом, становится два источника входного напряжения — один индуктор, а другой входное питание. Таким образом, выходное напряжение всегда больше, чем входное напряжение.
Рис. 4. Принципиальная схема, показывающая отрицательный цикл в работе цепи повышающего преобразователя
повышающий преобразователь.
Разработка схемы повышающего преобразователя с использованием регулятора 34063 –
В этом проекте преобразователь постоянного тока разработан с использованием микросхемы регулятора 34063. Этот регулятор представляет собой специально разработанную ИС для преобразования постоянного тока в постоянный. Он обеспечивает постоянное и регулируемое выходное напряжение. Внутри этого регулятора есть транзистор с генератором, где генератор обеспечивает частоту прямоугольной волны до 100 кГц.
Входной сигнал для работы регулятора 34063 может варьироваться от 3 В до 40 В, а выходное напряжение может регулироваться в соответствии с требованиями с помощью сети делителя напряжения. ИС может использоваться в повышающих преобразователях, понижающих преобразователях и инверторах напряжения. ИС имеет 8 контактов со следующей конфигурацией контактов –
0002 • Низкий ток в режиме ожидания — потребление тока очень мало, когда к выходу не подключена нагрузка.
• Может обеспечить выходной ток до 1,5 А за счет изменения внешней схемы этого повышающего преобразователя.
• Регулируемое выходное напряжение – пользователь может изменить выходное напряжение в соответствии с требованиями.
• Регулируемая частота до 100 кГц
Рис. 6: Внутренняя схема регулятора 34063 IC
Из рисунка 2 видно, что наряду с основными компонентами, такими как генератор, транзистор, диод и часть базовой схемы повышающего преобразователя (рис. 1), регулятор 34063 также имеет дополнительные компоненты. Эти компоненты используются для предоставления пользователю дополнительных функций и повышения эффективности схемы повышающего преобразователя.
Следующая схема используется для создания повышающего преобразователя с использованием регулятора 34063 –
Рис. 7: Принципиальная схема повышающего преобразователя Конденсатор CT. Конденсатор подключен к контакту 3. Контакт 3 выполняет функцию времязадающего конденсатора.
Конденсатор, подключенный к выводу 3, задает частоту переключения микросхемы регулятора.
Резистор ограничения тока Rsc — Резистор ограничения тока подключен к контакту 7 микросхемы регулятора. Сопротивление источника тока Rsc подключается между выводом 7 и положительным полюсом аккумулятора. Сопротивление Rsc ограничивает пиковый ток Ipk (максимальный внутренний ток, протекающий от катушки индуктивности и диода) в цепи. Вот почему при проектировании схемы важно правильно выбрать катушку индуктивности и диод, которые могут обеспечить максимальный ток Ipk.
Емкости Cin, Co и C1 – Конденсаторы Cin, Co и C1 включены в цепь для фильтрации входных и выходных сигналов. Емкости Cin и Co используются на входе и выходе соответственно. Эти конденсаторы уменьшают нежелательные пульсации и шум во входных и выходных сигналах. Конденсатор Co обеспечивает регулируемое и плавное постоянное напряжение на выходе. Дополнительный конденсатор C1 очень малой емкости также используется параллельно с конденсатором Cin для уменьшения ESR (эквивалентного последовательного сопротивления) при входном напряжении.
Сопротивления R1, R2 и R3 – В цепь включены резисторы обратной связи R1, R2 и R3. R1 и R2 являются резисторами обратной связи, которые определяют желаемое выходное напряжение. Выходное напряжение зависит от резисторов обратной связи по следующему уравнению –
Vout = Vref*(1+(R2/R1))
Напряжение Vref является опорным напряжением. Внутренне 34063A обеспечивает стабильное опорное напряжение 1,25 В. Для требуемого выходного напряжения значения резисторов обратной связи R1 и R2 можно рассчитать следующим образом –
Vвых = 1,25*(1+(R2/R1))
5 = 1,25*(1+(R2/R1)) (Поскольку желаемое выходное напряжение, Vвых = 5В) = 3*R1
Если R1 принять равным 15 кОм, то
R2 = 3*15000
R2 = 45 кОм. Это можно округлить до 47 кОм, так как резистор 47 кОм легко доступен.
Таким образом, в этом эксперименте
R1 = 15 кОм и R2 = 47 кОм
Резистор R3 используется для ограничения тока, протекающего через коллектор транзистора, встроенного в регулятор (см.
рис. 2)
Катушка индуктивности L1 и диод D1. Катушка индуктивности и диод являются ключевыми компонентами базовой схемы повышающего преобразователя. Для использования в схеме выбран диод 1N5822, так как этот диод имеет меньшее прямое падение напряжения, выдерживает большой ток до 3 А и может работать на высокой частоте.
Для разработки повышающего преобразователя, который преобразует минимальное входное напряжение 3,5 В в выходное напряжение 5 В с использованием 34063, значения для различных внешних компонентов должны быть рассчитаны, как показано на рис. 3. Согласно техническому описанию 34063, для повышающего преобразователя таблицу можно использовать для расчета значений компонентов. Но перед расчетом значений компонентов важно учитывать следующие параметры, которые используются в таблице, приведенной в техническом описании.
(минимальное входное напряжение батареи), Vin (мин.) = 3,5 В
(необходимое выходное напряжение), Vout = 5 В
(максимальный выходной ток), Iout(max) = 500 мА
(Напряжение насыщения транзистора), Vsat = 0,5 В (приблизительное значение по паспорту 34063)
(Прямое падение напряжения на диоде 1N5822), VF = 0,4 (по паспорту диод 1N5822)
(Требуемая выходная частота коммутации), f = 100 кГц
В схеме данной схемы повышающего преобразователя выбрана максимальная частота, которую может обеспечить регулятор 34063АП1.
За счет того, что чем выше частота, тем меньше размер катушки индуктивности, поэтому это делает схему менее громоздкой.
(требуемое размах напряжения пульсаций на выходе), Впульсация = 100 мВ
Это размах пульсаций напряжения, который необходимо учитывать на выходе. Напряжение пульсаций всегда должно быть меньше для регулируемого и постоянного выхода.
Таблица для расчета значений компонентов повышающего преобразователяРис. 8: Таблица для расчета значений компонентов повышающего преобразователя
Для удобства следующие значения округлены, поэтому компоненты можно легко собрать.
CT = 150 пФ, Rsc = 0,22 Ом, Lmin = 10 мкГн, Co = 200 мкФ
Значения других компонентов . В схеме оно округлено до 200 Ом.
Конденсатор Cin — В этой схеме для Cin используется конденсатор емкостью 100 мкФ. Это стандартное значение для повышающего преобразователя согласно техпаспорту регулятора 34063.
Конденсатор C1. Значение конденсатора C1 должно быть меньше, чтобы уменьшить общее ESR, поэтому емкость C1 принимается равной 0,1 мкФ.
После подключения всех внешних компонентов к микросхеме регулятора можно измерить выходное напряжение и ток. для практических наблюдений. Измерение различных значений напряжения и тока в цепи помогает оценить эффективность схемы повышающего преобразователя.
Практическое входное напряжение батареи, Vin = 3,6 В
Практическое выходное напряжение, Vout = 5,35 В
Эффективность схемы повышающего преобразователя необходимо оценивать при различных нагрузках. Для удобства резисторы разных номиналов подключаются в качестве нагрузки на выходе для тестирования. Результаты, полученные во время испытаний, обобщены в следующей таблице –
Рис. 9: Таблица выходных напряжений и токов повышающего преобразователя для различных нагрузок
Рис. 10: График, показывающий изменение напряжения для различных нагрузок на выходе повышающего преобразователя
можно увидеть, что когда потребление тока увеличивается, напряжение начинает падать.
Как и при выходном напряжении 5 В при нагрузке 100 Ом, ток, потребляемый на выходе, составляет 50 мА. Когда выходное напряжение начинает падать ниже 5 В, ток, потребляемый нагрузкой, начинает увеличиваться. Следовательно, схема может обеспечивать ток примерно до 50 мА, если выходное напряжение установлено примерно на 5 В. Эффективность схемы можно повысить, добавив фильтры и регуляторы напряжения (стабилитроны), чтобы получить регулируемое напряжение на выходе.
Рис. 12: Прототип повышающего преобразователя, разработанный на макетной плате
При разработке этой схемы важно, чтобы для стабилизированного выхода обязательно использование конденсатора на входе питания, а также на выходе схемы, так что нежелательные пульсации входных и выходных сигналов могут быть уменьшены. Конденсатор с низким значением (C1) также должен быть добавлен параллельно с конденсатором с высоким значением (Cin) на входе, чтобы уменьшить общее ESR. Диод и катушка индуктивности должны быть выбраны с умом, чтобы они могли пропускать через себя максимальный входной ток (Ipk).
Критерием выбора диода и катушки индуктивности должно быть максимальное увеличение тока на выходе. Входное питание должно подаваться на регулятор 34063 только в его рабочем диапазоне. Выбор диода (D1) должен быть таким, чтобы он выдерживал меньшее прямое падение напряжения на нем и мог работать на высоких частотах.
Принципиальные схемы
Рубрики: Electronic Projects
Что такое повышающий преобразователь? Принципиальная схема и работа
В большинстве случаев нам требуется немного более высокое напряжение, чем могут обеспечить наши блоки питания. Одна из распространенных ситуаций: нам нужно 12 В, но наши батареи могут обеспечить только 9 В. Или, может быть, у нас есть источник питания 3,3 В, но для нашей микросхемы требуется 5 В. Эти ситуации обеспечивают мотивацию для проекта, охватываемого данным отчетом.
Есть ли способ преобразовать одно постоянное напряжение в другое? Или, точнее, есть ли способ повысить уровень напряжения, который у нас уже есть, без использования очень сложных схем.
К счастью, ответ на оба вопроса положительный. А в этом проекте мы обсудим схему повышения постоянного напряжения от меньшего к большему.
Схема повышает напряжение от источника питания, поэтому называется повышающим преобразователем. Есть много способов преобразовать более низкое постоянное напряжение в более высокое. Однако повышающий преобразователь не использует утомительный метод преобразования постоянного тока в переменный, затем повышение напряжения и последующее преобразование ступенчатого переменного напряжения в постоянное. Этот метод неэффективен и включает слишком много шагов. Мы воспользуемся более умным методом для достижения цели, создав что-то под названием «9».0011 Преобразователи DC-DC импульсные ”.
- Запись по теме: Понижающий преобразователь — схема, конструкция, работа и примеры
Содержание
Что такое повышающий преобразователь? Повышающий преобразователь (также известный как повышающий преобразователь ) — один из простейших типов импульсных преобразователей.
Как следует из названия, преобразователь принимает входное напряжение и повышает его. Другими словами, это как повышающий трансформатор, т.е. он повышает уровень 9.0011 Напряжение постоянного тока (пока трансформатор повышает/понижает уровень переменного напряжения) от низкого к высокому, уменьшая ток от высокого к низкому, при одинаковой подаваемой мощности.
Все, что у него есть, это катушка индуктивности, полупроводниковый переключатель, диод и конденсатор. Повышающий преобразователь очень прост и требует очень мало компонентов, потому что они были первоначально спроектированы и разработаны в 1960-х годах для питания электроники в самолетах. Самым большим преимуществом повышающего преобразователя является то, что он предлагает очень высокий КПД. Некоторые из 9Повышающие преобразователи 0011 могут достигать КПД до 99%. Это означает, что при входном напряжении теряется только 1% мощности.
Похожие сообщения:
- Схема преобразователя 12 В в 5 В
- Как сделать схему тройника напряжения?
- Источник напряжения
- Индуктор
- 1N4001 Диод
- Переключающее устройство (МОП-транзистор)
- Конденсатор
- Загрузить
Индуктор обычно используется для накопления энергии.
В этой схеме он также будет выполнять ту же функцию. Увеличение индуктивности позволяет увеличить выходное напряжение, потому что чем больше индуктивность, тем больше энергии он может хранить. Если вы поместите более низкое значение индуктора, то оно будет производить меньшее напряжение на выходе. Мы можем поиграть со значениями индуктивности, чтобы увидеть, как они влияют на выходное напряжение.
Если вы используете более высокую индуктивность, она будет сопротивляться току, протекающему через нее, поскольку это большее значение, поэтому процесс зарядки может занять больше времени, но, в конце концов, это дает более высокое выходное напряжение. Любой доступный тип катушки индуктивности не может быть использован для создания повышающего преобразователя. Катушка индуктивности должна иметь требуемый номинальный ток. Это означает, что индуктор должен выдерживать большие токи и иметь сердечник с высокой проницаемостью, чтобы индуктивность для данного размера была высокой.
- Связанная статья: Простая схема защиты от перенапряжения с использованием стабилитрона
Металлооксидный полупроводниковый полевой транзистор является полной формой MOSFET.
МОП-транзистор — это полупроводниковый прибор, в основном используемый для коммутации. МОП-транзистор представляет собой четырехконтактное устройство, состоящее из истока S, затвора G и стока D, выводов корпуса B. МОП-транзистор на сегодняшний день является наиболее распространенным транзистором и может использоваться как в аналоговых, так и в цифровых схемах.
МОП-транзистор в конечном итоге должен контролировать напряжение и ток между истоком и стоком. Он работает почти как переключатель. МОП-транзистор также является транзистором. Единственная разница в том, что для транзистора требуется ток, тогда как для MOSFET требуется напряжение. Требования к управлению или MOSFET намного лучше, намного проще по сравнению с BJT. Это преимущества, которые заставляют нас использовать MOSFET в качестве нашего переключающего устройства в схеме Boost. Блок-схема МОП-транзистора приведена ниже.
- Сообщение по теме: Переменный источник питания с использованием Arduino UNO — схема и код
1N4007 представляет собой выпрямительный диод с PN-переходом.
Эти типы диодов пропускают электрический ток только в одном направлении. Таким образом, его можно использовать для преобразования мощности постоянного тока в постоянный ток. 1N4007 имеет различные приложения в реальной жизни, например. применение обратных диодов, выпрямление общего назначения источников питания, инверторов, преобразователей и т. д. Распиновка для данного диода приведена ниже.
| 1N4007 Диод | ||
| Номер контакта | Имя контакта | Плата |
| 1 | Анод | + ве |
| 2 | катод | -ve |
На приведенной выше диаграмме показано символическое и фактическое изображение 1N4007. Понимание любого компонента электрической цепи значительно улучшается, когда известны электрические характеристики этого устройства. Электрические характеристики диода 1N4007 приведены в таблице ниже.
- Связанный пост: Схема автоматического выключателя света в ванной и работа
| 1N4007 Электрические характеристики | ||
| Параметр | Значения | Единицы |
| Прямое напряжение при 1,0 А | 1,1 | В |
| Обратный ток при 25°C | 5 | UA |
| Суммарная емкость при 1,0 МГц | 15 | пФ |
| Максимальный обратный ток полной нагрузки при 75° | 30 | UA |
| Средний выпрямленный прямой ток | 1 | А |
| Пиковое повторяющееся обратное напряжение | 1000 | В |
Особенности диода 1N4007:
- Низкий ток утечки
- Низкое прямое падение напряжения
- Высокая помпажная способность вперед
Связанный пост: Схема мигающего сигнала 24 В
Этот диод имеет множество реальных применений во встроенных системах, некоторые из основных применений, связанных с конкретным диодом, приведены ниже:
- Преобразователи
- Для переключения во встроенных системах
- Применение обратных диодов
- Инверторы
- Общая мощность выпрямления источников питания
- Чтобы избежать обратного тока и защитить микроконтроллеры, такие как Arduino или микроконтроллер PIC.
- Сообщение по теме: Что такое Crowbar Circuit? Конструкция и работа
Конденсатор представляет собой электронный элемент, используемый для накопления электрического заряда и фильтрации. Конденсатор состоит из двух близко расположенных проводников, разделенных диэлектрическим материалом. Проводники накапливают электрический заряд при подключении к источнику питания. Одна пластина накапливает положительный заряд, а другая отрицательный заряд. Есть два типа конденсаторов, керамические и электролитические. Тип конденсатора, который мы собираемся использовать в этой схеме, является электролитическим. Электролитический конденсатор должен иметь номинальное напряжение примерно в два раза больше выходного напряжения.
Чем выше рейтинг, тем лучше, потому что с большим напряжением он сможет работать. Напряжение на конденсаторе не должно превышать номинального напряжения, иначе он может взорваться. Поскольку схема повышающего преобразователя может создавать высокое напряжение, мы хотим использовать конденсатор с высоким номинальным напряжением.
Мы также хотим, чтобы емкость конденсатора была высокой. Поскольку индуктор выдает большое количество тока; мы хотим, чтобы конденсатор мог хранить этот заряд.
- Связанная статья: Тиристорный и кремниевый выпрямитель (SCR) — применение тиристоров
Работу повышающего преобразователя лучше понять, зная, как работает катушка индуктивности, конденсатор или МОП-транзистор. Поняв, как работают компоненты, мы переходим к пониманию работы повышающего преобразователя. Правильно подключите компоненты, как показано на принципиальной схеме.
Кроме того, мы обсуждаем только работу схемы до конденсатора. Нагрузка, подключенная к конденсатору, рассматривает конденсатор как источник фиксированного напряжения и будет функционировать должным образом.
Шаг 1:- Здесь ничего не происходит, только конденсатор на выходе заряжается до значения входного напряжения.
Шаг 2:- Теперь мы включаем переключатель.
Наш источник сигнала становится высоким, включая МОП-транзистор. Весь ток отводится через MOSFET через дроссель. Обратите внимание, что в это время конденсатор остается заряженным, поскольку он не может разряжаться через теперь смещенный назад диод. Источник питания, конечно, не становится сразу короче, поскольку индуктор заставляет ток нарастать относительно медленно. Кроме того, магнитные поля, создаваемые вокруг катушки индуктивности в цепи.
- Запись по теме: Цифровые защелки — Типы защелок — Защелки SR и D
Шаг 3:- Когда МОП-транзистор отключается, ток в катушке индуктивности внезапно прекращается. Сама природа индуктора состоит в том, чтобы поддерживать плавный ток, он не любит резких изменений тока. Таким образом, он реагирует на это, генерируя большое напряжение с противоположной полярностью напряжения, первоначально подаваемого на него, используя энергию, хранящуюся в магнитном поле, для поддержания этого тока.
Если мы рассмотрим только символы полярности катушки индуктивности, мы заметим, что теперь катушка индуктивности действует как источник напряжения последовательно с источником питания.
Это означает, что анод диода теперь находится под более высоким напряжением, чем катод, который подключен к конденсатору, заряженному собственным напряжением источника напряжения. Это делает диод смещенным в прямом направлении.
Выходной конденсатор теперь заряжен до более высокого напряжения, чем раньше, что означает, что мы успешно повысили низкое постоянное напряжение до более высокого.
Вышеуказанные шаги повторяются много тысяч раз (в зависимости от частоты генератора) для поддержания выходного напряжения под нагрузкой.
- Запись по теме: Типы выпрямителей и их работа
МОП-транзистор должен включаться и выключаться с очень высокой скоростью. Для этой операции мы можем использовать что-то столь же простое, как таймер 555 вместе с некоторой схемой, или даже есть специальные ИС SMPS (переключаемый режим питания), такие как знаменитая ИС MC34063A.
Схема, приведенная в отчете, относится к универсальному повышающему преобразователю .
