შეყვანის ძაბვები 61 ვ-მდე, გამომავალი ძაბვები 0,6 ვ-დან, გამომავალი დენები 4 ა-მდე, გარე სინქრონიზაციისა და სიხშირის რეგულირების შესაძლებლობა, ასევე შეზღუდვის დენის რეგულირება, რბილი დაწყების დროის რეგულირება, ყოვლისმომცველი დატვირთვის დაცვა, ფართო სამუშაო ტემპერატურის დიაპაზონი - თანამედროვე წყაროების დენის წყაროების ყველა ეს მახასიათებელი მიიღწევა DC/DC კონვერტორების ახალი ხაზის გამოყენებით, რომელიც წარმოებულია .
ამჟამად STMicro-ს მიერ წარმოებული გადართვის რეგულატორის მიკროსქემების დიაპაზონი (სურათი 1) საშუალებას გაძლევთ შექმნათ კვების წყაროები (PS) შეყვანის ძაბვით 61 ვ-მდე და გამომავალი დენებით 4 ა-მდე.
ძაბვის გარდაქმნის ამოცანა ყოველთვის ადვილი არ არის. თითოეულ კონკრეტულ მოწყობილობას აქვს საკუთარი მოთხოვნები ძაბვის რეგულატორისთვის. ზოგჯერ დიდ როლს თამაშობს ფასი (სამომხმარებლო ელექტრონიკა), ზომა (პორტატული ელექტრონიკა), ეფექტურობა (ბატარეაზე მომუშავე მოწყობილობები) ან თუნდაც პროდუქტის განვითარების სიჩქარე. ეს მოთხოვნები ხშირად ეწინააღმდეგება ერთმანეთს. ამ მიზეზით, არ არსებობს იდეალური და უნივერსალური ძაბვის გადამყვანი.
ამჟამად გამოიყენება რამდენიმე სახის გადამყვანი: ხაზოვანი (ძაბვის სტაბილიზატორები), იმპულსური DC/DC გადამყვანები, მუხტის გადაცემის სქემები და გალვანურ იზოლატორებზე დაფუძნებული კვების წყაროც კი.
თუმცა, ყველაზე გავრცელებულია ხაზოვანი ძაბვის რეგულატორები და თანდათანობით გადართვის DC/DC გადამყვანები. ამ სქემების ფუნქციონირებაში მთავარი განსხვავება სახელიდან ჩანს. პირველ შემთხვევაში, დენის გადამრთველი მუშაობს ხაზოვან რეჟიმში, მეორეში - საკვანძო რეჟიმში. ამ სქემების ძირითადი უპირატესობები, უარყოფითი მხარეები და აპლიკაციები მოცემულია ქვემოთ.
ხაზოვანი ძაბვის რეგულატორის მახასიათებლები
ხაზოვანი ძაბვის რეგულატორის მუშაობის პრინციპი კარგად არის ცნობილი. კლასიკური ინტეგრირებული სტაბილიზატორი μA723 შეიქმნა ჯერ კიდევ 1967 წელს R. Widlar-ის მიერ. იმისდა მიუხედავად, რომ ელექტრონიკამ მას შემდეგ დიდი გზა გაიარა, მუშაობის პრინციპები პრაქტიკულად უცვლელი დარჩა.
სტანდარტული ხაზოვანი ძაბვის რეგულატორის წრე შედგება რამდენიმე ძირითადი ელემენტისგან (სურათი 2): დენის ტრანზისტორი VT1, საორიენტაციო ძაბვის წყარო (VS) და კომპენსაციის უკუკავშირის წრე ოპერაციულ გამაძლიერებელზე (OPA). თანამედროვე რეგულატორები შეიძლება შეიცავდეს დამატებით ფუნქციურ ბლოკებს: დაცვის სქემებს (გახურებისგან, ჭარბი დენისგან), ენერგიის მართვის სქემებს და ა.შ.
ასეთი სტაბილიზატორების მუშაობის პრინციპი საკმაოდ მარტივია. უკუკავშირის წრე op-amp-ზე ადარებს საცნობარო ძაბვის მნიშვნელობას გამომავალი გამყოფის R1/R2 ძაბვას. ოპ-გამაძლიერებლის გამომავალზე წარმოიქმნება შეუსაბამობა, რომელიც განსაზღვრავს VT1 სიმძლავრის ტრანზისტორის კარიბჭის წყაროს ძაბვას. ტრანზისტორი მუშაობს ხაზოვან რეჟიმში: რაც უფრო მაღალია ძაბვა op-amp-ის გამოსავალზე, მით უფრო დაბალია კარიბჭის წყაროს ძაბვა და მით მეტია VT1-ის წინააღმდეგობა.
ეს წრე საშუალებას გაძლევთ ანაზღაუროთ შეყვანის ძაბვის ყველა ცვლილება. მართლაც, დავუშვათ, რომ Uin შეყვანის ძაბვა გაიზარდა. ეს გამოიწვევს ცვლილებების შემდეგ ჯაჭვს: Uin გაიზარდა → Uout გაიზრდება → გამყოფზე R1/R2 ძაბვა გაიზრდება → op-amp-ის გამომავალი ძაბვა გაიზრდება → კარიბჭის წყაროს ძაბვა შემცირდება → წინააღმდეგობა VT1 იქნება გაზრდა → Uout შემცირდება.
შედეგად, როდესაც შეყვანის ძაბვა იცვლება, გამომავალი ძაბვა ოდნავ იცვლება.
როდესაც გამომავალი ძაბვა მცირდება, ხდება ძაბვის მნიშვნელობების საპირისპირო ცვლილებები.
DC/DC გადამყვანის ფუნქციონირების მახასიათებლები
კლასიკური დაწევის DC/DC გადამყვანის გამარტივებული წრე (I ტიპის გადამყვანი, ბუკ-გადამყვანი, ქვევით გადამყვანი) შედგება რამდენიმე ძირითადი ელემენტისგან (სურათი 3): დენის ტრანზისტორი VT1, მართვის წრე (CS), ფილტრი (Lph -Cph), საპირისპირო დიოდი VD1.
ხაზოვანი რეგულატორის სქემისგან განსხვავებით, ტრანზისტორი VT1 მუშაობს გადართვის რეჟიმში.
მიკროსქემის მუშაობის ციკლი შედგება ორი ფაზისგან: ტუმბოს ფაზა და გამონადენი ფაზა (სურათები 4...5).
სატუმბი ფაზაში ტრანზისტორი VT1 ღიაა და მასში დენი გადის (სურათი 4). ენერგია ინახება კოჭში Lf და კონდენსატორში Cf.
გამონადენის ფაზაში ტრანზისტორი დახურულია, მასში დენი არ გადის. Lf coil მოქმედებს როგორც მიმდინარე წყარო. VD1 არის დიოდი, რომელიც აუცილებელია საპირისპირო დენის გადინებისთვის.
ორივე ფაზაში დატვირთვაზე გამოიყენება Sph კონდენსატორის ძაბვის ტოლი ძაბვა.
ზემოაღნიშნული წრე უზრუნველყოფს გამომავალი ძაბვის რეგულირებას, როდესაც პულსის ხანგრძლივობა იცვლება:
Uout = Uin × (ti/T)
თუ ინდუქციური მნიშვნელობა მცირეა, ინდუქციით გამონადენის დენს აქვს დრო, რომ მიაღწიოს ნულს. ამ რეჟიმს ეწოდება წყვეტილი მიმდინარე რეჟიმი. ახასიათებს კონდენსატორზე დენის და ძაბვის ტალღის მატება, რაც იწვევს გამომავალი ძაბვის ხარისხის გაუარესებას და მიკროსქემის ხმაურის მატებას. ამ მიზეზით, წყვეტილი დენის რეჟიმი იშვიათად გამოიყენება.
არსებობს გადამყვანის მიკროსქემის ტიპი, რომელშიც "არაეფექტური" დიოდი VD1 იცვლება ტრანზისტორით. ეს ტრანზისტორი იხსნება ანტიფაზაში მთავარი ტრანზისტორი VT1. ასეთ გადამყვანს სინქრონული ეწოდება და აქვს უფრო დიდი ეფექტურობა.
ძაბვის კონვერტაციის სქემების უპირატესობები და უარყოფითი მხარეები
თუ რომელიმე ზემოთ ჩამოთვლილ სქემას ექნებოდა აბსოლუტური უპირატესობა, მაშინ მეორე უსაფრთხოდ დაივიწყებოდა. თუმცა ეს არ ხდება. ეს ნიშნავს, რომ ორივე სქემას აქვს დადებითი და უარყოფითი მხარეები. სქემების ანალიზი უნდა განხორციელდეს კრიტერიუმების ფართო სპექტრის მიხედვით (ცხრილი 1).
ცხრილი 1. ძაბვის რეგულატორის სქემების უპირატესობები და უარყოფითი მხარეები
| დამახასიათებელი | ხაზოვანი რეგულატორი | Buck DC/DC კონვერტორი |
| ტიპიური შეყვანის ძაბვის დიაპაზონი, V | 30-მდე | 100-მდე |
| ტიპიური გამომავალი დენის დიაპაზონი | ასობით mA | ერთეულები ა |
| ეფექტურობა | მოკლე | მაღალი |
| გამომავალი ძაბვის დაყენების სიზუსტე | ერთეული % | ერთეული % |
| გამომავალი ძაბვის სტაბილურობა | მაღალი | საშუალოდ |
| წარმოქმნილი ხმაური | მოკლე | მაღალი |
| მიკროსქემის განხორციელების სირთულე | დაბალი | მაღალი |
| PCB ტოპოლოგიის სირთულე | დაბალი | მაღალი |
| ფასი | დაბალი | მაღალი |
Ელექტრო მახასიათებლები. ნებისმიერი გადამყვანისთვის ძირითადი მახასიათებლებია ეფექტურობა, დატვირთვის დენი, შემავალი და გამომავალი ძაბვის დიაპაზონი.
წრფივი რეგულატორების ეფექტურობის მნიშვნელობა დაბალია და შეყვანის ძაბვის უკუპროპორციულია (სურათი 6). ეს გამოწვეულია იმით, რომ ყველა "დამატებითი" ძაბვა ეცემა ტრანზისტორზე, რომელიც მუშაობს ხაზოვან რეჟიმში. ტრანზისტორის სიმძლავრე გამოიყოფა სითბოს სახით. დაბალი ეფექტურობა იწვევს იმ ფაქტს, რომ ხაზოვანი რეგულატორის შეყვანის ძაბვისა და გამომავალი დენების დიაპაზონი შედარებით მცირეა: 30 ვ-მდე და 1 ა-მდე.
გადართვის რეგულატორის ეფექტურობა გაცილებით მაღალია და ნაკლებად არის დამოკიდებული შეყვანის ძაბვაზე. ამავდროულად, არ არის იშვიათი შეყვანის ძაბვა 60 ვ-ზე მეტი და დატვირთვის დენები 1 ა-ზე მეტი.
თუ გამოიყენება სინქრონული გადამყვანის წრე, რომელშიც არაეფექტური თავისუფალი მოძრავი დიოდი იცვლება ტრანზისტორით, მაშინ ეფექტურობა კიდევ უფრო მაღალი იქნება.
გამომავალი ძაბვის სიზუსტე და სტაბილურობა. ხაზოვან სტაბილიზატორებს შეიძლება ჰქონდეთ პარამეტრების უკიდურესად მაღალი სიზუსტე და სტაბილურობა (პროცენტის წილადი). გამომავალი ძაბვის დამოკიდებულება შეყვანის ძაბვის ცვლილებებზე და დატვირთვის დენზე არ აღემატება რამდენიმე პროცენტს.
მოქმედების პრინციპის მიხედვით, პულსის რეგულატორს თავდაპირველად აქვს ცდომილების იგივე წყაროები, რაც ხაზოვან რეგულატორს. გარდა ამისა, გამომავალი ძაბვის გადახრაზე შეიძლება მნიშვნელოვნად იმოქმედოს დენის ოდენობამ.
ხმაურის მახასიათებლები. ხაზოვან რეგულატორს აქვს ზომიერი ხმაურის რეაქცია. არსებობს დაბალი ხმაურის სიზუსტის რეგულატორები, რომლებიც გამოიყენება მაღალი სიზუსტის გაზომვის ტექნოლოგიაში.
გადართვის სტაბილიზატორი თავად არის ჩარევის ძლიერი წყარო, რადგან დენის ტრანზისტორი მუშაობს გადართვის რეჟიმში. წარმოქმნილი ხმაური იყოფა გატარებულ (გადამცემი ელექტროგადამცემი ხაზებით) და ინდუქციურ (გადამცემად არაგამტარ მედიის საშუალებით).
ჩატარებული ჩარევა აღმოიფხვრება დაბალი გამტარი ფილტრების გამოყენებით. რაც უფრო მაღალია კონვერტორის მუშაობის სიხშირე, მით უფრო ადვილია ჩარევისგან თავის დაღწევა. საზომ სქემებში გადართვის რეგულატორი ხშირად გამოიყენება ხაზოვან სტაბილიზატორთან ერთად. ამ შემთხვევაში, ჩარევის დონე მნიშვნელოვნად მცირდება.
გაცილებით რთულია ინდუქციური ჩარევის მავნე ზემოქმედებისგან თავის დაღწევა. ეს ხმაური წარმოიქმნება ინდუქტორში და გადადის ჰაერით და არაგამტარი მედიით. მათი აღმოსაფხვრელად გამოიყენება ფარიანი ინდუქტორები და ხვეულები ტოროიდულ ბირთვზე. დაფის განლაგებისას ისინი იყენებენ დედამიწის უწყვეტ შევსებას მრავალკუთხედით და/ან თუნდაც ირჩევენ დედამიწის ცალკეულ ფენას მრავალშრიანი დაფებით. გარდა ამისა, თავად პულსის გადამყვანი რაც შეიძლება შორს არის საზომი სქემებისგან.
შესრულების მახასიათებლები. მიკროსქემის განხორციელების სიმარტივის და ბეჭდური მიკროსქემის დაფის განლაგების თვალსაზრისით, ხაზოვანი რეგულატორები უკიდურესად მარტივია. თავად ინტეგრირებული სტაბილიზატორის გარდა, საჭიროა მხოლოდ რამდენიმე კონდენსატორი.
გადართვის გადამყვანს დასჭირდება მინიმუმ გარე L-C ფილტრი. ზოგიერთ შემთხვევაში, საჭიროა გარე დენის ტრანზისტორი და გარე თავისუფალი დიოდი. ეს იწვევს გამოთვლებისა და მოდელირების საჭიროებას და ბეჭდური მიკროსქემის დაფის ტოპოლოგია მნიშვნელოვნად რთულდება. დაფის დამატებითი სირთულე ხდება EMC მოთხოვნების გამო.
ფასი. ცხადია, გარე კომპონენტების დიდი რაოდენობის გამო, პულსის გადამყვანს ექნება მაღალი ღირებულება.
როგორც დასკვნა, შეიძლება განისაზღვროს ორივე ტიპის კონვერტორის გამოყენების ხელსაყრელი სფეროები:
- ხაზოვანი რეგულატორები შეიძლება გამოყენებულ იქნას დაბალი სიმძლავრის, დაბალი ძაბვის სქემებში მაღალი სიზუსტით, სტაბილურობით და დაბალი ხმაურის მოთხოვნებით. მაგალითი იქნება საზომი და ზუსტი სქემები. გარდა ამისა, საბოლოო გადაწყვეტის მცირე ზომა და დაბალი ღირებულება შეიძლება იყოს იდეალური პორტატული ელექტრონიკისა და იაფი მოწყობილობებისთვის.
- გადართვის რეგულატორები იდეალურია მაღალი სიმძლავრის დაბალი და მაღალი ძაბვის სქემებისთვის საავტომობილო, სამრეწველო და სამომხმარებლო ელექტრონიკაში. მაღალი ეფექტურობა ხშირად ხდის DC/DC-ის გამოყენებას ალტერნატივის გარეშე პორტატული და ბატარეით მომუშავე მოწყობილობებისთვის.
ზოგჯერ საჭირო ხდება ხაზოვანი რეგულატორების გამოყენება მაღალი შეყვანის ძაბვაზე. ასეთ შემთხვევებში შეგიძლიათ გამოიყენოთ STMicroelectronics-ის მიერ წარმოებული სტაბილიზატორები, რომლებსაც აქვთ 18 ვ-ზე მეტი სამუშაო ძაბვა (ცხრილი 2).
ცხრილი 2. STMicroelectronics ხაზოვანი რეგულატორები მაღალი შეყვანის ძაბვით
| სახელი | აღწერა | Uin max, V | უსახელო, ვ | Iout nom, ა | საკუთარი ვარდნა, ბ |
| 35 | 5, 6, 8, 9, 10, 12, 15 | 0.5 | 2 | ||
| 500 mA სიზუსტის რეგულატორი | 40 | 24 | 0.5 | 2 | |
| 2 რეგულატორი | 35 | 0.225 | 2 | 2 | |
| , | რეგულირებადი რეგულატორი | 40 | – | 0.1; 0.5; 1.5 | 2 |
| 3 რეგულატორი | 20 | – | 3 | 2 | |
| 150 mA სიზუსტის რეგულატორი | 40 | – | 0.15 | 3 | |
| KFxx | 20 | 2.5: 8 | 0.5 | 0.4 | |
| ულტრა დაბალი თვითჩავარდნის რეგულატორი | 20 | 2.7: 12 | 0.25 | 0.4 | |
| 5 რეგულატორი დაბალი ვარდნით და გამომავალი ძაბვის რეგულირებით | 30 | – | 1.5; 3; 5 | 1.3 | |
| LExx | ულტრა დაბალი თვითჩავარდნის რეგულატორი | 20 | 3; 3.3; 4.5; 5; 8 | 0.1 | 0.2 |
| ულტრა დაბალი თვითჩავარდნის რეგულატორი | 20 | 3.3; 5 | 0.1 | 0.2 | |
| ულტრა დაბალი თვითჩავარდნის რეგულატორი | 40 | 3.3; 5 | 0.1 | 0.25 | |
| 85 mA რეგულატორი დაბალი თვითგამოვარდნით | 24 | 2.5: 3.3 | 0.085 | 0.5 | |
| ზუსტი უარყოფითი ძაბვის რეგულატორი | -35 | -5; -8; -12; -15 | 1.5 | 1.1; 1.4 | |
| უარყოფითი ძაბვის რეგულატორი | -35 | -5; -8; -12; -15 | 0.1 | 1.7 | |
| რეგულირებადი უარყოფითი ძაბვის რეგულატორი | -40 | – | 1.5 | 2 |
თუ გადაწყვეტილება მიიღება იმპულსური ელექტრომომარაგების აშენებაზე, მაშინ უნდა შეირჩეს შესაფერისი გადამყვანი ჩიპი. არჩევანი კეთდება მთელი რიგი ძირითადი პარამეტრების გათვალისწინებით.
დაწევის პულსის DC/DC გადამყვანების ძირითადი მახასიათებლები
მოდით ჩამოვთვალოთ პულსის გადამყვანების ძირითადი პარამეტრები.
შეყვანის ძაბვის დიაპაზონი (V). სამწუხაროდ, ყოველთვის არის შეზღუდვა არა მხოლოდ მაქსიმალურ, არამედ მინიმალურ შეყვანის ძაბვაზეც. ამ პარამეტრების მნიშვნელობა ყოველთვის შეირჩევა გარკვეული ზღვრით.
გამომავალი ძაბვის დიაპაზონი (V). მინიმალური და მაქსიმალური პულსის ხანგრძლივობის შეზღუდვების გამო, გამომავალი ძაბვის მნიშვნელობების დიაპაზონი შეზღუდულია.
მაქსიმალური გამომავალი დენი (A). ეს პარამეტრი შემოიფარგლება მთელი რიგი ფაქტორებით: მაქსიმალური დასაშვები დენის გაფრქვევა, დენის გადამრთველების წინააღმდეგობის საბოლოო მნიშვნელობა და ა.შ.
კონვერტორის მუშაობის სიხშირე (kHz). რაც უფრო მაღალია კონვერტაციის სიხშირე, მით უფრო ადვილია გამომავალი ძაბვის გაფილტვრა. ეს შესაძლებელს ხდის ჩარევის წინააღმდეგ ბრძოლას და გარე L-C ფილტრის ელემენტების მნიშვნელობების შემცირებას, რაც იწვევს გამომავალი დენების ზრდას და ზომის შემცირებას. თუმცა, კონვერტაციის სიხშირის ზრდა ზრდის დენის გადამრთველების გადართვის დანაკარგებს და ზრდის ჩარევის ინდუქციურ კომპონენტს, რაც აშკარად არასასურველია.
ეფექტურობა (%) არის ეფექტურობის განუყოფელი მაჩვენებელი და მოცემულია გრაფიკების სახით სხვადასხვა ძაბვისა და დენების შესახებ.
დარჩენილი პარამეტრები (ინტეგრირებული დენის გადამრთველების არხის წინააღმდეგობა (mOhm), თვითდინების მოხმარება (µA), კორპუსის თერმული წინააღმდეგობა და ა.შ.) ნაკლებად მნიშვნელოვანია, მაგრამ ისინი ასევე გასათვალისწინებელია.
STMicroelectronics-ის ახალ გადამყვანებს აქვთ მაღალი შეყვანის ძაბვა და ეფექტურობა და მათი პარამეტრების გამოთვლა შესაძლებელია უფასო პროგრამა eDesignSuite.
იმპულსური DC/DC ხაზი ST Microelectronics-ისგან
STMicroelectronics-ის DC/DC პორტფოლიო მუდმივად ფართოვდება. ახალ გადამყვან მიკროსქემებს აქვთ შეყვანის ძაბვის გაფართოებული დიაპაზონი 61 ვ-მდე (//), მაღალი გამომავალი დენები, გამომავალი ძაბვები 0,6 ვ-დან (//) (ცხრილი 3).
ცხრილი 3. ახალი DC/DC STMicroelectronics
| მახასიათებლები | სახელი | |||||||
| L7987; L7987L | ||||||||
| ჩარჩო | VFQFPN-10L | HSOP-8; VFQFPN-8L; SO8 | HSOP-8; VFQFPN-8L; SO8 | HTSOP16 | VFQFPN-10L; HSOP 8 | VFQFPN-10L; HSOP 8 | HSOP 8 | HTSOP 16 |
| შეყვანის ძაბვა 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 |
| გამომავალი დენი, ა | 4 | 3 | 4 | 2 | 2 | 3 | 3 | 2 (L7987L); 3 (L7987) |
| გამომავალი ძაბვის დიაპაზონი, V | 0.8…0.88×Uin | 0.8…უინ | 0.8…უინ | 0.85…უინ | 0.6…უინ | 0.6…უინ | 0.6…უინ | 0.8…უინ |
| ოპერაციული სიხშირე, kHz | 500 | 850 | 850 | 250…2000 | 250…1000 | 250…1000 | 250…1000 | 250…1500 |
| გარე სიხშირის სინქრონიზაცია (მაქს), kHz | არა | არა | არა | 2000 | 1000 | 1000 | 1000 | 1500 |
| ფუნქციები | გლუვი დაწყება; ჭარბი დენის დაცვა; გადახურებისგან დაცვა | |||||||
| დამატებითი ფუნქციები | ჩართვა; PGOOD | ჩართვა | LNM; LCM; ინჰიბიტი; დაცვა ზედმეტი ძაბვისგან | ჩართვა | PGOOD; დაცვა ძაბვის დაქვეითებისგან; გათიშვის დენის რეგულირება | |||
| კრისტალების მუშაობის ტემპერატურის დიაპაზონი, °C | -40…150 | |||||||
პულსის გადამყვანის ყველა ახალ მიკროსქემს აქვს რბილი დაწყების, გადაჭარბებული დენის და გადახურებისგან დაცვის ფუნქციები.
DC/DC კონვერტორები ფართოდ გამოიყენება სხვადასხვა ელექტრონული აღჭურვილობის კვებისათვის. ისინი გამოიყენება გამოთვლით მოწყობილობებში, საკომუნიკაციო მოწყობილობებში, სხვადასხვა სქემებიკონტროლი და ავტომატიზაცია და ა.შ.
ტრანსფორმატორის კვების წყაროები
ტრადიციულ სატრანსფორმატორო კვების წყაროებში, მიწოდების ქსელის ძაბვა გარდაიქმნება, ყველაზე ხშირად მცირდება, სასურველ მნიშვნელობამდე ტრანსფორმატორის გამოყენებით. შემცირებული ძაბვა გლუვდება კონდენსატორის ფილტრით. საჭიროების შემთხვევაში, რექტფიკატორის შემდეგ დამონტაჟებულია ნახევარგამტარული სტაბილიზატორი.
ტრანსფორმატორის კვების წყაროები ჩვეულებრივ აღჭურვილია ხაზოვანი სტაბილიზატორებით. ასეთ სტაბილიზატორებს აქვთ მინიმუმ ორი უპირატესობა: დაბალი ღირებულება და ნაწილების მცირე რაოდენობა აღკაზმულობაში. მაგრამ ეს უპირატესობები იშლება დაბალი ეფექტურობით, რადგან შეყვანის ძაბვის მნიშვნელოვანი ნაწილი გამოიყენება საკონტროლო ტრანზისტორის გასათბობად, რაც სრულიად მიუღებელია პორტატული ელექტრონული მოწყობილობების კვებისათვის.
DC/DC გადამყვანები
თუ მოწყობილობა იკვებება გალვანური უჯრედებიდან ან ბატარეებიდან, მაშინ ძაბვის საჭირო დონეზე გადაყვანა შესაძლებელია მხოლოდ DC/DC გადამყვანების დახმარებით.
იდეა საკმაოდ მარტივია: მუდმივი წნევაგარდაიქმნება ალტერნატიულ ძაბვად, როგორც წესი, რამდენიმე ათეული და თუნდაც ასობით კილოჰერცის სიხშირით, იზრდება (მცირდება), შემდეგ კი გამოსწორდება და მიეწოდება დატვირთვას. ასეთ კონვერტორებს ხშირად პულსის გადამყვანებს უწოდებენ.
მაგალითად არის გამაძლიერებელი გადამყვანი 1.5 ვ-დან 5 ვ-მდე, მხოლოდ კომპიუტერის USB-ის გამომავალი ძაბვა. მსგავსი დაბალი სიმძლავრის გადამყვანი იყიდება Aliexpress-ზე.
ბრინჯი. 1. კონვერტორი 1.5V/5V
პულსის გადამყვანები კარგია, რადგან მათ აქვთ მაღალი ეფექტურობა, 60..90%-დან. პულსის გადამყვანების კიდევ ერთი უპირატესობა ფართო არჩევანიშეყვანის ძაბვა: შეყვანის ძაბვა შეიძლება იყოს უფრო დაბალი ვიდრე გამომავალი ძაბვა ან ბევრად უფრო მაღალი. ზოგადად, DC/DC გადამყვანები შეიძლება დაიყოს რამდენიმე ჯგუფად.
კონვერტორების კლასიფიკაცია
Lowering, ინგლისურ ტერმინოლოგიაში step-down or buck
ამ გადამყვანების გამომავალი ძაბვა, როგორც წესი, უფრო დაბალია, ვიდრე შეყვანის ძაბვა: საკონტროლო ტრანზისტორის რაიმე მნიშვნელოვანი გათბობის დანაკარგების გარეშე, შეგიძლიათ მიიღოთ ძაბვა მხოლოდ რამდენიმე ვოლტით, შეყვანის ძაბვით 12...50 ვ. ასეთი გადამყვანების გამომავალი დენი დამოკიდებულია დატვირთვის მოთხოვნაზე, რაც თავის მხრივ განსაზღვრავს კონვერტორის მიკროსქემის დიზაინს.
კიდევ ერთი ინგლისური სახელი საფეხურზე ქვევით გადამყვანისთვის არის chopper. ამ სიტყვის თარგმანის ერთ-ერთი ვარიანტია interrupter. ტექნიკურ ლიტერატურაში, ქვევით გადამყვანს ზოგჯერ "ჩოპერს" უწოდებენ. ახლა მხოლოდ ეს ტერმინი გავიხსენოთ.
ზრდა, ინგლისური ტერმინოლოგიით step-up ან boost
ამ გადამყვანების გამომავალი ძაბვა უფრო მაღალია, ვიდრე შეყვანის ძაბვა. მაგალითად, 5 ვ შეყვანის ძაბვისას გამომავალი ძაბვა შეიძლება იყოს 30 ვ-მდე და შესაძლებელია მისი გლუვი რეგულირება და სტაბილიზაცია. ხშირად გამაძლიერებელ კონვერტორებს გამაძლიერებლებს უწოდებენ.
უნივერსალური გადამყვანები - SEPIC
ამ გადამყვანების გამომავალი ძაბვა შენარჩუნებულია მოცემულ დონეზე, როდესაც შეყვანის ძაბვა უფრო მაღალია ან დაბალია, ვიდრე შეყვანის ძაბვა. რეკომენდებულია იმ შემთხვევებში, როდესაც შეყვანის ძაბვა შეიძლება განსხვავდებოდეს მნიშვნელოვან საზღვრებში. მაგალითად, მანქანაში ბატარეის ძაბვა შეიძლება განსხვავდებოდეს 9...14 ვ-ის ფარგლებში, მაგრამ თქვენ უნდა მიიღოთ სტაბილური ძაბვა 12 ვ.
ინვერსიული გადამყვანები
ამ გადამყვანების მთავარი ფუნქციაა გამომავალი ძაბვის გამომავალი საპირისპირო პოლარობის გამომუშავება დენის წყაროსთან შედარებით. ძალიან მოსახერხებელია იმ შემთხვევებში, როდესაც საჭიროა ბიპოლარული ძალა, მაგალითად.
ყველა ხსენებული გადამყვანი შეიძლება იყოს სტაბილიზირებული ან არასტაბილიზირებული. ეს ყველაფერი დამოკიდებულია კონკრეტულ მოწყობილობაზე, რომელშიც გამოყენებული იქნება კონვერტორი.
DC/DC გადამყვანების შესახებ შემდგომ ამბავზე გადასასვლელად, თქვენ მაინც უნდა გესმოდეთ თეორია ზოგადი თვალსაზრისით.
ქვევით გადამყვანი ჩოპერი - ბუკ გადამყვანი
მისი ფუნქციონალური დიაგრამა ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ფიგურაში. სადენებზე ისრები გვიჩვენებს დინების მიმართულებებს.
ნახ.2. ფუნქციური დიაგრამაჩოპერის სტაბილიზატორი
შეყვანის ძაბვა Uin მიეწოდება შეყვანის ფილტრს - კონდენსატორი Cin. VT ტრანზისტორი გამოიყენება როგორც ძირითადი ელემენტი, რომელიც ახორციელებს მაღალი სიხშირის დენის გადართვას. ეს შეიძლება იყოს ან. გარდა მითითებული ნაწილებისა, წრე შეიცავს გამონადენი VD დიოდი და გამომავალი ფილტრი - LCout, საიდანაც ძაბვა მიეწოდება დატვირთვას Rн.
ადვილი მისახვედრია, რომ დატვირთვა სერიულად არის დაკავშირებული VT და L ელემენტებთან. შესაბამისად, წრე არის თანმიმდევრული. როგორ ხდება ძაბვის ვარდნა?
პულსის სიგანის მოდულაცია - PWM
საკონტროლო წრე აწარმოებს მართკუთხა პულსებს მუდმივი სიხშირით ან მუდმივი პერიოდით, რაც არსებითად იგივეა. ეს პულსები ნაჩვენებია სურათზე 3.
ნახ.3. აკონტროლეთ პულსები
აქ t არის პულსის დრო, ტრანზისტორი ღიაა, t არის პაუზის დრო და ტრანზისტორი დახურულია. თანაფარდობა ti/T ეწოდება სამუშაო ციკლის მოვალეობის ციკლს, რომელიც აღინიშნება ასო D-ით და გამოხატულია %% ან უბრალოდ რიცხვებით. მაგალითად, თუ D უდრის 50%-ს, გამოდის, რომ D=0.5.
ამრიგად, D შეიძლება განსხვავდებოდეს 0-დან 1-მდე. D=1 მნიშვნელობით, გასაღები ტრანზისტორი არის სრული გამტარობის მდგომარეობაში, ხოლო D=0 წყვეტის მდგომარეობაში, მარტივად რომ ვთქვათ, დახურულია. ძნელი მისახვედრი არ არის, რომ D=50%-ზე გამომავალი ძაბვა შეყვანის ნახევარის ტოლი იქნება.
სავსებით აშკარაა, რომ გამომავალი ძაბვა რეგულირდება საკონტროლო პულსის t სიგანის შეცვლით და ფაქტობრივად D კოეფიციენტის შეცვლით. ამ რეგულირების პრინციპს ეწოდება (PWM). თითქმის ყველაში პულსის ბლოკებიელექტრომომარაგება, სწორედ PWM-ის დახმარებით ხდება გამომავალი ძაბვის სტაბილიზაცია.
2 და 6 სურათებზე ნაჩვენები დიაგრამებში, PWM "დამალულია" მართკუთხედებში, წარწერით "საკონტროლო წრე", რომელიც ასრულებს დამატებით ფუნქციებს. მაგალითად, ეს შეიძლება იყოს გამომავალი ძაბვის რბილი დაწყება, დისტანციური ჩართვა ან გადამყვანის მოკლე ჩართვის დაცვა.
ზოგადად, კონვერტორები იმდენად ფართოდ გამოიყენება, რომ ელექტრონული კომპონენტების მწარმოებლებმა დაიწყეს PWM კონტროლერების წარმოება ყველა შემთხვევისთვის. ასორტიმენტი იმდენად დიდია, რომ მხოლოდ მათი ჩამოთვლა დაგჭირდებათ მთელი წიგნი. მაშასადამე, არავის აზრად არ მოსდის კონვერტორების აწყობა დისკრეტული ელემენტების გამოყენებით, ან როგორც ხშირად ამბობენ „ფხვიერი“ ფორმით.
უფრო მეტიც, მზა დაბალი სიმძლავრის კონვერტორების შეძენა შესაძლებელია Aliexpress-ზე ან Ebay-ზე დაბალ ფასად. ამ შემთხვევაში, სამოყვარულო დიზაინში ინსტალაციისთვის, საკმარისია შემავალი და გამომავალი მავთულის დაფაზე შედუღება და საჭირო გამომავალი ძაბვის დაყენება.
მაგრამ დავუბრუნდეთ ჩვენს სურათს 3. ამ შემთხვევაში, კოეფიციენტი D განსაზღვრავს რამდენ ხანს იქნება ის ღია (ფაზა 1) ან დახურული (ფაზა 2). ამ ორი ფაზისთვის წრე შეიძლება წარმოდგენილი იყოს ორ ნახაზში. ფიგურები არ აჩვენებს იმ ელემენტებს, რომლებიც არ გამოიყენება ამ ფაზაში.
ნახ.4. ფაზა 1
როდესაც ტრანზისტორი ღიაა, დენის წყაროდან (გალვანური უჯრედი, ბატარეა, გამსწორებელი) დენი გადის ინდუქციური ჩოკ L, დატვირთვა Rn და დამტენი კონდენსატორი Cout. ამავდროულად, დენი მიედინება დატვირთვის მეშვეობით, კონდენსატორი Cout და ინდუქტორი L აგროვებს ენერგიას. მიმდინარე iL თანდათან იზრდება, ინდუქტორის ინდუქციურობის გავლენის გამო. ამ ფაზას ტუმბოს უწოდებენ.
დატვირთვის ძაბვის მიღწევის შემდეგ დააყენეთ მნიშვნელობა(განისაზღვრება საკონტროლო მოწყობილობის პარამეტრებით), VT ტრანზისტორი იხურება და მოწყობილობა გადადის მეორე ფაზაში - გამონადენის ფაზაში. ნახატზე დახურული ტრანზისტორი საერთოდ არ არის ნაჩვენები, თითქოს ის არ არსებობს. მაგრამ ეს მხოლოდ იმას ნიშნავს, რომ ტრანზისტორი დახურულია.
ნახ.5. ფაზა 2
როდესაც VT ტრანზისტორი დახურულია, ინდუქტორში არ ხდება ენერგიის შევსება, რადგან დენის წყარო გამორთულია. ინდუქციურობა L ცდილობს თავიდან აიცილოს ცვლილებები ინდუქტორის გრაგნილში გამავალი დენის სიდიდისა და მიმართულების მიმართ.
ამიტომ, დენი ვერ ჩერდება მყისიერად და იხურება "დიოდ-ჩატვირთვის" სქემით. ამის გამო, VD დიოდი ეწოდება გამონადენის დიოდს. როგორც წესი, ეს არის მაღალსიჩქარიანი Schottky დიოდი. საკონტროლო პერიოდის შემდეგ, ფაზა 2, წრე გადადის 1 ფაზაზე და პროცესი კვლავ მეორდება. მაქსიმალური ძაბვა განხილული მიკროსქემის გამოსავალზე შეიძლება იყოს შეყვანის ტოლი და მეტი არაფერი. შემავალზე მეტი გამომავალი ძაბვის მისაღებად გამოიყენება გამაძლიერებელი გადამყვანები.
ამ დროისთვის ჩვენ უბრალოდ უნდა გავიხსენოთ ინდუქციურობის რეალური მნიშვნელობა, რომელიც განსაზღვრავს ჩოპერის მუშაობის ორ რეჟიმს. თუ ინდუქციურობა არასაკმარისია, გადამყვანი იმუშავებს წყვეტის დენის რეჟიმში, რაც სრულიად მიუღებელია ელექტრომომარაგებისთვის.
თუ ინდუქციურობა საკმარისად დიდია, მაშინ მუშაობა ხდება უწყვეტი დენის რეჟიმში, რაც შესაძლებელს ხდის გამომავალი ფილტრების გამოყენებით მიიღოთ მუდმივი ძაბვა ტალღის მისაღები დონით. გამაძლიერებელი გადამყვანები, რომლებიც ქვემოთ იქნება განხილული, ასევე მუშაობს უწყვეტი მიმდინარე რეჟიმში.
ეფექტურობის ოდნავ გაზრდის მიზნით, გამონადენი VD დიოდი იცვლება MOSFET ტრანზისტორით, რომელიც იხსნება საჭირო მომენტში საკონტროლო სქემით. ასეთ კონვერტორებს სინქრონული ეწოდება. მათი გამოყენება გამართლებულია, თუ კონვერტორის სიმძლავრე საკმარისად დიდია.
გამაძლიერებელი ან გამაძლიერებელი გადამყვანები
გამაძლიერებელი გადამყვანები გამოიყენება ძირითადად დაბალი ძაბვის ელექტრომომარაგებისთვის, მაგალითად, ორი ან სამი ბატარეიდან, ხოლო დიზაინის ზოგიერთი კომპონენტი მოითხოვს ძაბვას 12...15 ვ, დაბალი დენის მოხმარებით. ხშირად, გამაძლიერებელ კონვერტორს მოკლედ და ნათლად უწოდებენ სიტყვას "გამაძლიერებელი".
სურ.6. გამაძლიერებელი გადამყვანის ფუნქციური დიაგრამა
შეყვანის ძაბვა Uin გამოიყენება შეყვანის ფილტრზე Cin და მიეწოდება სერიაში დაკავშირებულ L-ს და გადართვის ტრანზისტორი VT-ს. VD დიოდი უკავშირდება კავშირის წერტილს კოჭსა და ტრანზისტორის დრენაჟს შორის. დატვირთვა Rн და შუნტის კონდენსატორი Cout დაკავშირებულია დიოდის სხვა ტერმინალთან.
VT ტრანზისტორი კონტროლდება საკონტროლო სქემით, რომელიც წარმოქმნის სტაბილური სიხშირის საკონტროლო სიგნალს რეგულირებადი სამუშაო ციკლით D, ისევე როგორც ზემოთ იყო აღწერილი ჩოპერის წრედის აღწერისას (ნახ. 3). VD დიოდი ბლოკავს დატვირთვას გასაღების ტრანზისტორიდან საჭირო დროს.
როდესაც გასაღები ტრანზისტორი ღიაა, სპირალის L-ის მარჯვენა გამომავალი სქემის მიხედვით უკავშირდება Uin კვების წყაროს უარყოფით პოლუსს. მზარდი დენი (ინდუქციურობის გავლენის გამო) დენის წყაროდან მიედინება კოჭსა და ღია ტრანზისტორში და ენერგია გროვდება კოჭში.
ამ დროს დიოდი VD ბლოკავს დატვირთვას და გამომავალ კონდენსატორს გადართვის წრედიდან, რითაც ხელს უშლის გამომავალი კონდენსატორის განმუხტვას ღია ტრანზისტორით. დატვირთვა ამ მომენტში იკვებება კონდენსატორი Cout-ში დაგროვილი ენერგიით. ბუნებრივია, გამომავალი კონდენსატორის ძაბვა ეცემა.
როგორც კი გამომავალი ძაბვა ოდნავ დაეცემა მითითებული მნიშვნელობის ქვემოთ (განსაზღვრულია საკონტროლო მიკროსქემის პარამეტრებით), გასაღები ტრანზისტორი VT იხურება და ინდუქტორში შენახული ენერგია VD დიოდის მეშვეობით ავსებს კონდენსატორის Cout-ს, რომელიც ააქტიურებს ენერგიას. დატვირთვა. ამ შემთხვევაში, კოჭის L-ის თვითინდუქციური ემფ ემატება შეყვანის ძაბვას და გადადის დატვირთვაზე, შესაბამისად, გამომავალი ძაბვა მეტია შეყვანის ძაბვაზე.
როდესაც გამომავალი ძაბვა მიაღწევს დადგენილ სტაბილიზაციის დონეს, საკონტროლო წრე ხსნის ტრანზისტორი VT-ს და პროცესი მეორდება ენერგიის შენახვის ფაზიდან.
უნივერსალური გადამყვანები - SEPIC (ერთი დაბოლოებული პირველადი ინდუქციური გადამყვანი ან გადამყვანი ასიმეტრიულად დატვირთული პირველადი ინდუქციით).
ასეთი გადამყვანები ძირითადად გამოიყენება, როდესაც დატვირთვას აქვს უმნიშვნელო სიმძლავრე და შეყვანის ძაბვა იცვლება გამომავალი ძაბვის მიმართ მაღლა ან ქვევით.
ნახ.7. SEPIC გადამყვანის ფუნქციური დიაგრამა
ძალიან ჰგავს გამაძლიერებელი გადამყვანის წრეს, რომელიც ნაჩვენებია სურათზე 6, მაგრამ დამატებითი ელემენტებით: კონდენსატორი C1 და კოჭა L2. სწორედ ეს ელემენტები უზრუნველყოფს კონვერტორის მუშაობას ძაბვის შემცირების რეჟიმში.
SEPIC გადამყვანები გამოიყენება აპლიკაციებში, სადაც შეყვანის ძაბვა ფართოდ განსხვავდება. ამის მაგალითია 4V-35V-დან 1.23V-32V-მდე გამაძლიერებელი ბაკის ძაბვის ნაბიჯი მაღლა/დაწევის კონვერტორის რეგულატორი. სწორედ ამ სახელწოდებით იყიდება კონვერტორი ჩინურ მაღაზიებში, რომლის დიაგრამა ნაჩვენებია სურათზე 8 (დააწკაპუნეთ სურათზე გასადიდებლად).
სურ.8. SEPIC გადამყვანის სქემატური დიაგრამა
სურათი 9 გვიჩვენებს დაფის გარეგნობას ძირითადი ელემენტების აღნიშვნით.
ნახ.9. გარეგნობა SEPIC კონვერტორი
ნახატზე ნაჩვენებია ძირითადი ნაწილები ნახაზი 7-ის შესაბამისად. გაითვალისწინეთ, რომ არის ორი ხვეული L1 L2. ამ მახასიათებლის საფუძველზე შეგიძლიათ განსაზღვროთ, რომ ეს არის SEPIC გადამყვანი.
დაფის შეყვანის ძაბვა შეიძლება იყოს 4...35 ვ-ის ფარგლებში. ამ შემთხვევაში გამომავალი ძაბვის რეგულირება შესაძლებელია 1,23...32 ვ-ის ფარგლებში. კონვერტორის ოპერაციული სიხშირეა 500 კჰც, მცირე ზომებით 50 x 25 x 12 მმ, დაფა უზრუნველყოფს სიმძლავრეს 25 ვტ-მდე. მაქსიმალური გამომავალი დენი 3A-მდე.
მაგრამ აქ შენიშვნა უნდა გაკეთდეს. თუ გამომავალი ძაბვა დაყენებულია 10 ვ-ზე, მაშინ გამომავალი დენი არ შეიძლება იყოს 2.5A-ზე მეტი (25W). გამომავალი ძაბვით 5V და მაქსიმალური დენით 3A, სიმძლავრე იქნება მხოლოდ 15W. აქ მთავარია არ გადააჭარბოთ: ან არ გადააჭარბოთ მაქსიმალურ დასაშვებ სიმძლავრეს, ან არ გასცდეთ დასაშვებ დენის საზღვრებს.
LM2596 არის თანდათანობითი DC-DC გადამყვანი, ის ხშირად იწარმოება მზა მოდულების სახით, ღირს დაახლოებით $1 (მოძებნეთ LM2596S DC-DC 1.25-30 V 3A). 1,5$-ის გადახდით შეგიძლიათ შეიძინოთ მსგავსი მოდული Ali-ზე LED-ით, შეყვანისა და გამომავალი ძაბვის აღნიშვნით, გამომავალი ძაბვის გამორთვით და დაზუსტების ღილაკებით ციფრულ ინდიკატორებზე მნიშვნელობების ჩვენებით. ვეთანხმები - შემოთავაზება უფრო მაცდურია!
ქვემოთ არის წრიული დიაგრამაამ კონვერტორის დაფის (ძირითადი კომპონენტები მონიშნულია სურათზე ბოლოს). შესასვლელში არის დაცვა პოლარობის შებრუნებისგან - დიოდი D2. ეს ხელს შეუშლის რეგულატორის დაზიანებას არასწორად დაკავშირებული შეყვანის ძაბვის გამო. იმისდა მიუხედავად, რომ lm2596 ჩიპს შეუძლია მონაცემთა ცხრილის მიხედვით 45 ვ-მდე შეყვანის ძაბვის დამუშავება, პრაქტიკაში შეყვანის ძაბვა არ უნდა აღემატებოდეს 35 ვ-ს ხანგრძლივი გამოყენებისთვის.
lm2596-ისთვის გამომავალი ძაბვა განისაზღვრება ქვემოთ მოცემული განტოლებით. რეზისტორი R2-ით, გამომავალი ძაბვა შეიძლება დარეგულირდეს 1.23-დან 25 ვ-მდე.
მიუხედავად იმისა, რომ lm2596 ჩიპი შექმნილია მაქსიმალური დენის 3 ა უწყვეტი მუშაობისთვის, ფოლგის მასის მცირე ზედაპირი საკმარისი არ არის გენერირებული სითბოს გასაფანტად მიკროსქემის მთელ სამუშაო დიაპაზონში. ასევე გაითვალისწინეთ, რომ ამ კონვერტორის ეფექტურობა მნიშვნელოვნად განსხვავდება შეყვანის ძაბვის, გამომავალი ძაბვისა და დატვირთვის დენის მიხედვით. ეფექტურობა შეიძლება მერყეობდეს 60%-დან 90%-მდე სამუშაო პირობების მიხედვით. ამიტომ, სითბოს მოცილება სავალდებულოა, თუ უწყვეტი მუშაობა ხდება 1 ა-ზე მეტი დენების დროს.
მონაცემების ფურცლის მიხედვით, შესანახი კონდენსატორი უნდა დამონტაჟდეს რეზისტორ R2-ის პარალელურად, განსაკუთრებით მაშინ, როდესაც გამომავალი ძაბვა აღემატება 10 ვ-ს - ეს აუცილებელია სტაბილურობის უზრუნველსაყოფად. მაგრამ ეს კონდენსატორი ხშირად არ არის წარმოდგენილი ჩინურ იაფ ინვერტორულ დაფებზე. ექსპერიმენტების დროს შემოწმდა DC გადამყვანების რამდენიმე ასლი სხვადასხვა პირობებიოპერაცია. შედეგად, მივედით დასკვნამდე, რომ LM2596 სტაბილიზატორი კარგად შეეფერება დაბალი და საშუალო მიწოდების დენებს ციფრული სქემები, მაგრამ უფრო მაღალი სიმძლავრის გამომუშავებისთვის საჭიროა გამათბობელი.
არის ელექტრონული მოწყობილობები, რომლებიც წარმოქმნიან გამომავალ ძაბვას, რომელიც განსხვავდება შეყვანის ძაბვისგან.რეგულირებადი სიმძლავრის მოდულები (DC-DC კონვერტორები) გამოიყენება დენის ავტობუსების ასაგებად გალვანურად იზოლირებულ სქემებში. ისინი ფართოდ გამოიყენება ელექტრონული მოწყობილობების ფართო სპექტრისთვის და ასევე გვხვდება საკონტროლო სქემებში, კომუნიკაციებსა და გამოთვლით მოწყობილობებში.
მოქმედების პრინციპი
მოქმედების პრინციპი მოცემულია თავად სახელში. პირდაპირი ძაბვა გარდაიქმნება ალტერნატიულ ძაბვაში. ამის შემდეგ ხდება მისი აწევა ან დაწევა, რასაც მოჰყვება გასწორება და მოწყობილობაზე მიწოდება. DC-DC გადამყვანებს, რომლებიც მოქმედებენ ზემოაღნიშნულ პრინციპზე, ეწოდება იმპულსური გადამყვანები. პულსის გადამყვანების უპირატესობა მათი მაღალი ეფექტურობაა: დაახლოებით 90%.
DC-DC გადამყვანების სახეები
Buck DC/DC გადამყვანები
ამ გადამყვანების გამომავალი ძაბვა უფრო დაბალია, ვიდრე შემავალი. მაგალითად, შეყვანის ძაბვით 12-50 ვ, ასეთი DC-DC გადამყვანების გამოყენებით, შეგიძლიათ მიიღოთ რამდენიმე ვოლტის ძაბვა გამოსავალზე.
ამ გადამყვანების გამომავალი ძაბვა უფრო მაღალია, ვიდრე შემავალი. მაგალითად, 5 ვ შეყვანის ძაბვით, შეგიძლიათ ველოდოთ 30 ვ-მდე გამომავალს.
ძაბვის გადამყვანები ასევე განსხვავდება დიზაინით. Ისინი შეიძლება იყვნენ:
მოდულარული
ეს არის DC-DC გადამყვანების ყველაზე გავრცელებული ტიპი, მათ შორის ყველაზე დიდი რაოდენობა სხვადასხვა მოდელები. კონვერტორი მოთავსებულია ლითონის ან პლასტმასის ყუთში, შიდა ელემენტებზე წვდომის გამოკლებით.
PCB დასამონტაჟებლად
ეს გადამყვანები შექმნილია სპეციალურად ბეჭდური მიკროსქემის დაფაზე დასამონტაჟებლად. ისინი განსხვავდებიან მოდულებისგან იმით, რომ მათ არ აქვთ საცხოვრებელი.
ძირითადი მახასიათებლები
ოპერაციული პარამეტრები
→ შეყვანის ძაბვის დიაპაზონი გულისხმობს შეყვანის ძაბვის ისეთ პარამეტრებს, რომლებზეც გადამყვანი იმუშავებს ნორმალურ რეჟიმში მისი დეკლარირებული ფუნქციონირების შესაბამისად.
→ გამომავალი ძაბვის დიაპაზონი მოიცავს იმ პარამეტრებს, რომლებიც DC-DC კონვერტორს შეუძლია გამოამუშაოს გამოსავალზე ნორმალური მუშაობის დროს.
→ შესრულების კოეფიციენტი (ეფექტურობა) არის შეყვანისა და გამომავალი სიმძლავრის მნიშვნელობების თანაფარდობა. ეფექტურობა დამოკიდებულია რიგ პირობებზე, მაგრამ ყველაზე მაღალი ეფექტურობა მიიღწევა მაქსიმალურ დასაშვებ დატვირთვაზე. რაც უფრო დიდია განსხვავება შემავალ და გამომავალ ძაბვას შორის, მით უფრო დაბალია ეფექტურობა.
→გამომავალი დენის შეზღუდვა. ეს დაცვა ხელმისაწვდომია სტაბილიზატორის უმეტეს მოდელებში. იგი მუშაობს შემდეგნაირად: როგორც კი გამომავალი დენი მიაღწევს დადგენილ მნიშვნელობას, შეყვანის ძაბვა ეცემა. მას შემდეგ, რაც გამომავალი დენი იქნება მისაღებ დიაპაზონში, ძაბვის მიწოდება განახლდება.
სიზუსტის პარამეტრები
→ რიპლი. იდეალურ პირობებშიც კი არსებობს გარკვეული „ხმაურები“, ამიტომ მათი სრულად აღმოფხვრა შეუძლებელია. საზომი ერთეულებია mV. ზოგჯერ მწარმოებელი მის გვერდით აყენებს "rr"-ს, რაც ნიშნავს ტალღოვანი ძაბვის დიაპაზონს - უარყოფითი მწვერვალის მინიმუმიდან დადებით მაქსიმუმამდე.
განვიხილოთ და შევადაროთ სხვადასხვა ფასების კატეგორიის რამდენიმე რეგულირებადი ძაბვის გადამყვანის მუშაობა. დავიწყოთ მარტივიდან რთულამდე.
აღწერა
ეს მოდელი არის იაფი მინიატურული DC-DC გადამყვანი, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას მცირე ბატარეების დასატენად. მაქსიმალური გამომავალი დენი: 2,5 A, ამიტომ ამ კონვერტორს დიდი დრო დასჭირდება 20 ამპერ-საათზე მეტი სიმძლავრის ბატარეების დასატენად.
ეს მოწყობილობა საუკეთესოდ შეეფერება დამწყებთათვის, რომლებიც მასზე დაყრდნობით შეძლებენ ელექტრომომარაგების აწყობას გამომავალი ძაბვით 0,8 ვ-დან 20 ვ-მდე და გამომავალი დენით 2 ა-მდე. ამ შემთხვევაში შესაძლებელია რეგულირება. როგორც გამომავალი ძაბვა, ასევე გამომავალი დენი.
ამ სტაბილიზატორს შეუძლია შეინარჩუნოს 5 ა-მდე, თუმცა, პრაქტიკაში, ამ მიმდინარე მნიშვნელობისას მას დასჭირდება სითბოს ჩაძირვა. სითბოს ჩაძირვის გარეშე, სტაბილიზატორი უძლებს 3 ა-მდე.
ფუნქციონალური
XL4005 ძაბვის გადამყვანს ტყუილად არ უწოდებენ "რეგულირებად". მას აქვს რამდენიმე კორექტირება. ერთ-ერთი ყველაზე ღირებული არის გამომავალი დენის შეზღუდვის შესაძლებლობა. მაგალითად, თქვენ შეგიძლიათ დააყენოთ გამომავალი დენის ლიმიტი 2.5 A-ზე და დენი არასოდეს მიაღწევს ამ მნიშვნელობას, რადგან წინააღმდეგ შემთხვევაში ეს დაუყოვნებლივ გამოიწვევს ძაბვის ვარდნას. ეს დაცვა განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია ბატარეების დატენვისას.
LED-ების არსებობა ასევე მიუთითებს იმაზე, რომ წარმოდგენილი სტაბილიზატორი შესანიშნავია დატენვის მიზნებისთვის. არის LED, რომელიც ანათებს, როდესაც სტაბილიზატორი მუშაობს დენის შეზღუდვის რეჟიმში, ანუ, როდესაც ჩართულია გამომავალი გადატვირთვისაგან დაცვა. ქვედა მხარეს არის კიდევ ორი LED: ერთი მუშაობს, როდესაც დამუხტვა მიმდინარეობს, მეორე ანათებს დამუხტვის დასრულებისას.
აღსანიშნავია, რომ ეს არის ძალიან ხელმისაწვდომი და ადვილად გამოსაყენებელი მოდელი, რომელიც სრულად შეესაბამება დეკლარირებულ ფუნქციონირებას.
ახლა მოდით შევხედოთ უფრო ძვირადღირებულ და ფუნქციურ გადამყვანს, რომელიც იდეალურია უფრო რთული და სერიოზული პროექტებისთვის.
აღწერა
ეს მოდელი არის რეგულირებადი ძაბვის გადამყვანი ციფრული კონტროლით. იგი ხასიათდება მაღალი ეფექტურობით. ციფრული კონტროლი ნიშნავს, რომ პარამეტრები რეგულირდება ღილაკების გამოყენებით. თავად მოდული შეიძლება დაიყოს რამდენიმე ნაწილად: DC-DC გადამყვანი, ელექტრომომარაგება ციფრული ნაწილისთვის, საზომი ნაწილი და ციფრული ნაწილი.
ამ მოწყობილობის შეყვანის ძაბვა არის 6 V-დან 32 V-მდე. გამომავალი ძაბვა რეგულირდება 0 V-დან 30 V-მდე. ძაბვის კორექტირების ნაბიჯი არის 0.01 V. გამომავალი დენი რეგულირდება 0 A-დან 6 A-მდე. კორექტირების ნაბიჯი არის 0.001 A. კონვერტორის ეფექტურობა 92%-მდეა. კონვერტორზე მავთულის დასამაგრებლად დამონტაჟებულია სპეციალური დამჭერები. ასევე დაფაზე არის წარწერები: input +, input -, output -, output +. დენის ნაწილი აგებულია XL4016E1 PWM კონტროლერზე. გამოყენებულია მძლავრი ათამპერიანი დიოდური MBR1060. ყველაფერს აკონტროლებს 8-ბიტიანი მიკროკონტროლერი STM8S003F3. ციფრულ ნაწილს აქვს UART კონექტორი.
LED-ები
ღილაკებისა და ინდიკატორის გარდა, ამ მოწყობილობას აქვს სამი LED.
პირველი (წითელი, გამორთული) ანათებს, როდესაც გადამყვანი ძაბვას აწვდის გამომავალს. მეორე LED (ყვითელი, CC - მუდმივი დენი) ანათებს გამომავალი დენის შეზღუდვის გააქტიურებისას. მესამე LED (მწვანე, CV - მუდმივი ძაბვა) ანათებს, როდესაც გადამყვანი შედის ძაბვის ლიმიტის რეჟიმში.
კონტროლი
კონტროლი წარმოდგენილია ოთხი ღილაკით.
თუ მათ მარჯვნიდან მარცხნივ შევხედავთ, მაშინ პირველი ღილაკი არის "OK", მეორე არის "up", მესამე არის "ქვემო" და მეოთხე არის "SET".
კონვერტორი იწყება "OK" ღილაკზე დაჭერით, რომელიც შედის მენიუში. თუ არ გაათავისუფლებთ ღილაკს „OK“, ხედავთ როგორ იცვლება რიცხვები: 0-1-2. ეს არის სამი პროგრამა, რომელიც ამ კონვერტორს აქვს.
პროგრამა "0": ძაბვის შეყვანისთანავე, გამომავალზე ჩართულია დენი.პროგრამა "1": საშუალებას გაძლევთ შეინახოთ საჭირო პარამეტრები.
პროგრამა "2": ავტომატურად აჩვენებს პარამეტრებს ჩართვის შემდეგ.
სასურველი პროგრამის შესარჩევად უნდა გაათავისუფლოთ ღილაკი „OK“ სასურველი ნომრის ჩვენების მომენტში.
ეს მოწყობილობა შედარებით ზუსტად აჩვენებს ძაბვას. შესაძლო შეცდომა ძაბვაში +/-0,035 V, დენის +/- 0,006 A. რეგულირება ხდება ღილაკების ერთხელ დაჭერით ან დაჭერით.
შესაძლებელია მიმდინარე მიმდინარე პარამეტრების ჩვენება. როდესაც კვლავ დააჭირეთ ღილაკს "OK", ინდიკატორზე გამოჩნდება სიმძლავრე. თუ კვლავ დააჭერთ ღილაკს "OK", შეგიძლიათ იხილოთ კონვერტორის ტევადობა.
ეს კონვერტორი ზუსტი და ძლიერია და კარგად გაუმკლავდება სერიოზულ ამოცანებს.
როგორ ავირჩიოთ ძაბვის გადამყვანი
დღეს ბაზარზე სხვადასხვა DC-DC გადამყვანების მოდელების დიდი რაოდენობაა. მათ შორის ყველაზე პოპულარულია პულსის გადამყვანები. მაგრამ მათი არჩევანი იმდენად დიდია, რომ ადვილია დაბნეულობა. რას უნდა მიაქციოთ განსაკუთრებული ყურადღება?
♦ ეფექტურობა და ტემპერატურის დიაპაზონიზოგიერთ კონვერტორს სჭირდება გამათბობელი, რომ სწორად იმუშაოს და მიაღწიოს მითითებულ სიმძლავრეს. წინააღმდეგ შემთხვევაში, მიუხედავად იმისა, რომ მოწყობილობას შეუძლია ფუნქციონირება, მისი ეფექტურობა მცირდება. როგორც წესი, კეთილსინდისიერი გამყიდველი აღნიშნავს ამ პუნქტს შენიშვნებში და სქოლიოებში, რაც არ უნდა იყოს უგულებელყოფილი.
♦ ზედაპირზე სამონტაჟო კონვერტორების შედუღების ტემპერატურა
ეს ინფორმაცია ჩვეულებრივ მითითებულია ტექნიკურ დოკუმენტაციაში.
და მიუხედავად იმისა, რომ ჩვეულებრივი მიკროსქემა უნდა გაუძლოს ტემპერატურას 280 ° C-მდე, უმჯობესია ამ პუნქტის გარკვევა.♦ კონვერტორის ზომები
პატარა გადამყვანს არ შეიძლება ჰქონდეს ძალიან მაღალი სიმძლავრე. და მიუხედავად იმისა, რომ თანამედროვე ტექნოლოგიები აგრძელებს გაუმჯობესებას, მათი შესაძლებლობები არ არის შეუზღუდავი. კონვერტორს სჭირდება გარკვეული ზომები, რომ კომპონენტები გაცივდეს და გაუძლოს დატვირთვას.
დღეს არის უამრავი სხვადასხვა მინიატურული რეგულირებადი გადამყვანი, მითითებით და მის გარეშე დამატებითი ფუნქციებიროგორც პროგრამებით, ასევე მის გარეშე. ასეთი DC-DC გადამყვანები შეიძლება გამოყენებულ იქნას სხვადასხვა მიზნებისთვის, რაც დამოკიდებულია დეველოპერის ფანტაზიაზე. თანამედროვე ტექნოლოგიები შესაძლებელს ხდის სიმძლავრის, სიზუსტის, მინიატურული ზომისა და ხელმისაწვდომი ფასის შერწყმას.
ერთ-ერთი ყველაზე პოპულარული მოწყობილობა ახალბედა რადიომოყვარულის სახელოსნოში არის რეგულირებადი კვების წყარო. მე უკვე ვისაუბრე იმაზე, თუ როგორ უნდა დამოუკიდებლად შევიკრიბოთ რეგულირებადი კვების წყარო MC34063 ჩიპის გამოყენებით. მაგრამ მას ასევე აქვს შეზღუდვები და უარყოფითი მხარეები. პირველ რიგში, ეს არის ძალა. მეორეც, გამომავალი ძაბვის მითითების ნაკლებობა.
აქ ვისაუბრებ იმაზე, თუ როგორ უნდა ავაწყოთ რეგულირებადი კვების წყარო 1.2 - 32 ვოლტი და მაქსიმალური გამომავალი დენი 4 ამპერამდე მინიმალური დროით და ძალისხმევით.
ამისათვის ჩვენ გვჭირდება ორი ძალიან მნიშვნელოვანი ელემენტი:
ტრანსფორმატორი, გამომავალი ძაბვით ~25...26 ვოლტამდე. შემდგომში გეტყვით როგორ აიღოთ და სად ვიპოვოთ იგი;
რეგულირებადი DC-DC გადამყვანის მზა მოდული ჩაშენებული ვოლტმეტრით მიკროსქემზე დაფუძნებული XL4015.
მიკროსქემებზე დაფუძნებული ყველაზე გავრცელებული და იაფი მოდულები XL4015და LM2956. ყველაზე იაფი ვარიანტია მოდული გარეშე ციფრული ვოლტმეტრი. მე ვიყიდე ასეთი DC-DC გადამყვანების რამდენიმე ვერსია, მაგრამ ყველაზე მეტად მომეწონა XL4015 ჩიპზე დაფუძნებული მოდული ჩაშენებული ვოლტმეტრით. ეს არის ის, რაზეც ვისაუბრებთ.
ასე გამოიყურება ის. ალიექსპრესზე ვიყიდე, აი ლინკი. თქვენ შეგიძლიათ აირჩიოთ ის, რაც თქვენთვის შესაფერისია ფასისა და მოდიფიკაციის მიხედვით ძიების საშუალებით.
უკანა მხარედაფები და გვერდითი ხედი.
მოდულის ძირითადი მახასიათებლები:
არ უნდა დაგვავიწყდეს, რომ მწარმოებლებს მოსწონთ მათი პროდუქციის მახასიათებლების გაბერვა. მიმოხილვების მიხედვით ვიმსჯელებთ, ამ DC-DC მოდულის გამოყენების ყველაზე ოპტიმალური ვარიანტია მუშაობა 30 ვოლტამდე შეყვანის ძაბვით და 2 ამპერამდე დენის მოხმარებით.
DC-DC მოდულის კონტროლი.
DC-DC მოდულის ბეჭდური მიკროსქემის დაფაზე არის ორი საკონტროლო ღილაკი და გამომავალი ძაბვის რეგულატორი - ჩვეულებრივი მრავალმხრივი ცვლადი რეზისტორი.
ღილაკის მოკლე დაჭერა 1 გამორთავს/ჩართავს ვოლტმეტრის მითითებას. ერთგვარი დიმერი. მოსახერხებელია, როდესაც იკვებება ბატარეით.
მოკლედ დააჭირეთ ღილაკს 2 შეგიძლიათ შეცვალოთ ვოლტმეტრის მუშაობის რეჟიმი, კერძოდ, ინდიკატორზე შემავალი ან გამომავალი ძაბვის ჩვენება. ბატარეასთან ერთად გამოყენებისას შეგიძლიათ აკონტროლოთ ბატარეის ძაბვა და თავიდან აიცილოთ ღრმა გამონადენი.
ვოლტმეტრის ჩვენებების დაკალიბრება.
პირველ რიგში, გამოიყენეთ ღილაკი 2, რათა აირჩიოთ რომელი ძაბვა უნდა იყოს ნაჩვენები ვოლტმეტრის ეკრანზე (შემავალი ან გამომავალი). შემდეგ გამოიყენეთ მულტიმეტრი DC ძაბვის გასაზომად (შემავალი ან გამომავალი) ტერმინალებზე. თუ ის განსხვავდება ვოლტმეტრის მიერ ნაჩვენები ძაბვისგან, მაშინ ვიწყებთ კალიბრაციას.
დააჭირეთ მე-2 ღილაკს 3-4 წამის განმავლობაში. ეკრანი უნდა ჩაბნელდეს. გავათავისუფლოთ ღილაკი. ამ შემთხვევაში, ჩვენება გამოჩნდება ეკრანზე და დაიწყება მოციმციმე.
შემდეგი, 1 და 2 ღილაკების მოკლედ დაჭერით, ჩვენ ვამცირებთ ან ვზრდით ნაჩვენები ძაბვის მნიშვნელობას 0.1V ნაბიჯებით. თუ თქვენ გჭირდებათ მაჩვენებლების გაზრდა, მაგალითად, 12.0V-დან 12.5V-მდე, დააჭირეთ ღილაკს 2 5-ჯერ თუ გჭირდებათ შემცირება 12V-დან 11.5V-მდე, შესაბამისად, დააჭირეთ ღილაკს 1 5-ჯერ.
კალიბრაციის დასრულების შემდეგ დააჭირეთ ღილაკს 2 5 წამის განმავლობაში. თქვენ ასევე შეგიძლიათ არაფერი გააკეთოთ და 10 წამის შემდეგ ვოლტმეტრი გამოვა კალიბრაციის რეჟიმიდან.
კვების წყაროს ასაწყობად, გარდა თავად DC/DC მოდულისა, გვჭირდება ტრანსფორმატორი, ასევე მცირე წრე - დიოდური ხიდი და ფილტრი.
აქ არის დიაგრამა, რომელიც უნდა შევიკრიბოთ.
(სურათზე დაწკაპუნება შესაძლებელია. დააწკაპუნეთ მასზე ახალ ფანჯარაში გასახსნელად)
ტრანსფორმატორ T1-ზე ცოტა მოგვიანებით ვისაუბრებ, მაგრამ ახლა მოდით გადავხედოთ დიოდურ ხიდს VD1-VD4 და ფილტრს C1. წრედის ამ ნაწილს დავარქმევ გამსწორებელი. შემდეგი ფოტოზე - საჭირო დეტალებიმის აწყობას.
მე დავხატე მომავალი დაბეჭდილი ტრასების განლაგება დაფაზე მარკერით ბეჭდური მიკროსქემის დაფებისთვის. მანამდე დაფაზე ელემენტების განლაგების ესკიზი გავაკეთე და დამაკავშირებელი გამტარები გავატარე. შემდეგ, შაბლონის გამოყენებით, მე მოვნიშნე საბურღი ადგილები სამუშაო ნაწილზე. გაბურღამდე გავბურღე რკინის ქლორიდში, რადგან თუ გაბურღვის შემდეგ გაბურღავთ, შესაძლოა ნახვრეტების ირგვლივ ნაკეცები დარჩეს და ადვილად დაზიანდეს ხვრელების გარშემო ნაპირები.
შემდეგ სამუშაო ნაწილი გავამშრალე აკრავის შემდეგ და გავრეცხე ლაქის დამცავი ფენა მარკერიდან White Spirit-ით. ამის შემდეგ სამუშაო ნაწილი ისევ გავრეცხე და გავამშრალე, სპილენძის ტრასები წვრილად გავწმინდე sandpaperდა დაკონსერვებული ყველა ბილიკი შედუღებით. ეს არის ის, რაც მოხდა.
ცოტა არასწორი გამოთვლების შესახებ. იმის გამო, რომ ყველაფერი სწრაფად და მუხლებზე დადებული გავაკეთე, რა თქმა უნდა, იყო რაღაც „ჯამბები“. პირველ რიგში, დაფა ორმხრივად გავაკეთე, მაგრამ ეს არ იყო საჭირო. ფაქტია, რომ ხვრელები არ არის მეტალიზებული და შემდეგ იგივე კონექტორის შედუღება ასეთ ორმხრივ ბეჭდურ მიკროსქემში არ არის ადვილი ამოცანა. ერთ მხარეს შეგიძლიათ კონტაქტების შედუღება უპრობლემოდ, მაგრამ დაფის მეორე მხარეს - არა. ასე განვიცდი.
მზა სასწორი.
ქსელის გადამრთველის ნაცვლად SA1-მა დროებით გაამაგრა ჯემპერი. დამონტაჟებულია შემავალი და გამომავალი კონექტორები, ასევე კონექტორი ტრანსფორმატორის დასაკავშირებლად. მე დავაყენე კონექტორები მოდულარობისა და გამოყენების სიმარტივის გათვალისწინებით, რათა მომავალში შესაძლებელი ყოფილიყო რექტფიკატორის ერთეულის დაკავშირება სხვადასხვა DC-DC მოდულებთან სწრაფად და შედუღების გარეშე.
FU1-მ დაუკრავად გამოიყენა მზა დაუკრავენ დამჭერით. ძალიან კომფორტულად. და ცოცხალი კონტაქტები დაფარულია და დაუკრავენ შედუღების გარეშე გამოცვლა პრობლემას არ წარმოადგენს. თეორიულად, ნებისმიერი დიზაინისა და ტიპის საცხოვრებლის დაუკრავენ შესაფერისია.
როგორც დიოდური ხიდი (VD1 - VD4), მე გამოვიყენე RS407 ასამბლეა მაქსიმალური წინა დენით 4 ამპერით. RS407 დიოდური ხიდის ანალოგებია KBL10, KBL410. დიოდური ხიდი ასევე შეიძლება შეიკრიბოს ცალკეული გამსწორებელი დიოდებისგან.
აქ უნდა გვესმოდეს, რომ რეგულირებადი DC-DC მოდული თავისთავად განკუთვნილია 5 ამპერიანი მაქსიმალური დენისთვის, მაგრამ მას შეუძლია გაუძლოს ასეთ დენს მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ რადიატორი დამონტაჟებულია XL4015 ჩიპზე, ხოლო დაფაზე SS54 დიოდისთვის. დენი არის 5A - მაქსიმუმ!
ასევე არ უნდა დაგვავიწყდეს, რომ მწარმოებლები მიდრეკილნი არიან გადაჭარბებულად აფასებენ თავიანთი პროდუქციის შესაძლებლობებს და მათი მომსახურების ვადის ასეთ დატვირთვას. ამიტომ, მე თვითონ გადავწყვიტე, რომ ასეთი მოდული შეიძლება დაიტვირთოს დენით 1 - 2 ამპერამდე. საუბარია მუდმივ, ხანგრძლივ დატვირთვაზე და არა პერიოდულ (პულსზე).
ამ სიტუაციაში, დიოდური ხიდი შეიძლება შეირჩეს 3-4 ამპერიანი პირდაპირი დენისთვის. ეს უნდა იყოს ბევრი დასაზოგი. შეგახსენებთ, რომ თუ თქვენ აწყობთ დიოდურ ხიდს ინდივიდუალური დიოდებიდან, მაშინ ხიდში შემავალი თითოეული დიოდი უნდა გაუძლოს დენის მაქსიმალურ მოხმარებას. ჩვენს შემთხვევაში ეს არის 3-4 ამპერი. საკმაოდ შესაფერისია დიოდები 1N5401 - 1N5408 (3A), KD257A (3A) და ა.შ.
ასევე ასამბლეისთვის დაგჭირდებათ ელექტროლიტური კონდენსატორი C1 ტევადობით 470 - 2200 μF. უმჯობესია აირჩიოთ კონდენსატორი 63 ვ ოპერაციული ძაბვისთვის, ვინაიდან DC-DC გადამყვანის მაქსიმალური შეყვანის ძაბვა შეიძლება იყოს 36 ვ-მდე, ან თუნდაც 38...40 ვ-მდე. ამიტომ, უფრო გონივრული იქნება კონდენსატორის დაყენება 63 ვოლტზე. რეზერვითა და საიმედოობით.
აქ, კიდევ ერთხელ, ღირს იმის გაგება, რომ ყველაფერი დამოკიდებულია იმაზე, თუ რა ძაბვა გექნებათ DC-DC მოდულის შეყვანისას. თუ, მაგალითად, თქვენ აპირებთ მოდულის გამოყენებას 12 ვოლტიანი LED ზოლის გასაძლიერებლად და მოდულის შეყვანის DC-DC ძაბვა მხოლოდ 16 ვოლტია, მაშინ ელექტროლიტური კონდენსატორი შეიძლება მიეწოდოს სამუშაო ძაბვას 25 ვოლტით ან მეტი.
მე დავაყენე ის მაქსიმუმზე, რადგან ვგეგმავდი ამ მოდულის და აწყობილი რექტიფიკატორის გამოყენებას სხვადასხვა ტრანსფორმატორებით, რომლებსაც აქვთ სხვადასხვა გამომავალი ძაბვა. ამიტომ, იმისთვის, რომ კონდენსატორი ყოველ ჯერზე არ გავამაგროთ, დავაყენე 63 ვ.
ნებისმიერი ქსელის ტრანსფორმატორი ორი გრაგნილით შესაფერისია როგორც ტრანსფორმატორი T1. პირველადი გრაგნილი (Ⅰ) არის ქსელური და უნდა იყოს გათვლილი 220 ვ ალტერნატიული ძაბვისთვის, მეორადი გრაგნილი (Ⅱ) უნდა აწარმოოს ძაბვა არაუმეტეს 25 ~ 26 ვოლტზე.
თუ იღებთ ტრანსფორმატორს, რომლის გამომავალი იქნება 26 ვოლტზე მეტი ალტერნატიული ძაბვა, მაშინ გამოსწორების შემდეგ ძაბვა შეიძლება უკვე იყოს 36 ვოლტზე მეტი. და, როგორც ვიცით, DC-DC გადამყვანის მოდული განკუთვნილია შეყვანის ძაბვისთვის 36 ვოლტამდე. ასევე გასათვალისწინებელია ის ფაქტი, რომ 220 ვ საყოფაცხოვრებო ელექტრომომარაგებაში ძაბვა ზოგჯერ ოდნავ მაღალია. ამის გამო, თუნდაც მოკლედ, გამომსწორებლის გამოსავალზე შეიძლება წარმოიქმნას საკმაოდ მნიშვნელოვანი ძაბვის „ნახტომი“, რომელიც გადააჭარბებს დასაშვებ ძაბვას ჩვენი მოდულისთვის 38...40 ვოლტს.
გამომავალი ძაბვის სავარაუდო გაანგარიშება თქვენ გარეთდიოდური რექტიფიკატორის და ფილტრის შემდეგ კონდენსატორზე:
U out = (U T1 - (V F *2))*1.41.
ალტერნატიული ძაბვა ტრანსფორმატორის T1 მეორად გრაგნილზე (Ⅱ) - U T1;
Ძაბვის ვარდნა ( წინა ძაბვის ვარდნა ) გამსწორებელ დიოდებზე - ვ ფ. ვინაიდან დიოდურ ხიდში დენი გადის ორ დიოდში ყოველ ნახევარ ციკლში, მაშინ ვ ფგავამრავლოთ 2-ზე. დიოდური აწყობისთვის სიტუაცია იგივეა.
ასე რომ, RS407-ისთვის მონაცემთა ფურცელში ვიპოვე შემდეგი ხაზი: მაქსიმალური წინა ძაბვის ვარდნათითო ხიდის ელემენტზე 3.0A პიკზე- 1 ვოლტი. ეს ნიშნავს, რომ თუ 3 ამპერის პირდაპირი დენი მიედინება რომელიმე ხიდის დიოდში, მაშინ მასზე დაიკარგება 1 ვოლტი ძაბვა ( ხიდის ელემენტზე - ხიდის თითოეული ელემენტისთვის). ანუ ჩვენ ვიღებთ მნიშვნელობას ვ ფ= 1V და, როგორც ცალკეული დიოდების შემთხვევაში, გაამრავლეთ მნიშვნელობა ვ ფორით, რადგან ყოველ ნახევარ ციკლში დენი გადის დიოდური შეკრების ორ ელემენტში.
ზოგადად, იმისთვის, რომ ჭკუა არ გააფუჭოთ, ამის ცოდნა სასარგებლოა ვ ფრექტიფიკატორის დიოდებისთვის ეს ჩვეულებრივ დაახლოებით 0,5 ვოლტია. მაგრამ ეს არის მცირე წინა დენით. მისი მატებასთან ერთად იზრდება ძაბვის ვარდნაც ვ ფ on p-n შეერთებადიოდი. როგორც ვხედავთ, ღირებულება ვ ფწინა დენით 3A RS407 ასამბლეის დიოდებისთვის უკვე 1 ვ.
ვინაიდან გამოსწორებული (პულსირებული) ძაბვის პიკური მნიშვნელობა იხსნება ელექტროლიტურ კონდენსატორზე C1, საბოლოო ძაბვა, რომელსაც ვიღებთ დიოდური ხიდის შემდეგ ( U T1 - (ვ ფ*2)) უნდა გამრავლდეს Კვადრატული ფესვი 2-დან, კერძოდ √2 ~ 1.41 .
ასე რომ, ამ მარტივი ფორმულით ჩვენ შეგვიძლია განვსაზღვროთ ფილტრის გამომავალი ძაბვა. ახლა რჩება მხოლოდ შესაფერისი ტრანსფორმატორის პოვნა.
როგორც ტრანსფორმატორი გამოვიყენე TP114-163M დენის ჯავშანტრანსფორმატორი.
სამწუხაროდ, ამის შესახებ ზუსტი მონაცემები ვერ ვიპოვე. გამომავალი ძაბვა მეორად გრაგნილზე დატვირთვის გარეშე არის ~ 19,4 ვ. ამ ტრანსფორმატორის სავარაუდო სიმძლავრეა ~ 7 W. მე დავთვალე .
გარდა ამისა, გადავწყვიტე შემედარებინა მიღებული მონაცემები სერიის ტრანსფორმატორების პარამეტრებთან TP114(TP114-1, TP114-2,...,TP114-12). ამ ტრანსფორმატორების მაქსიმალური გამომავალი სიმძლავრეა 13,2 ვტ. ყველაზე შესაფერისი პარამეტრები ტრანსფორმატორის TP114-163M აღმოჩნდა TP114-12. მეორად გრაგნილზე უმოქმედო რეჟიმში ძაბვა არის 19,4 ვ, ხოლო დატვირთვის ქვეშ - 16 ვ. ნომინალური დატვირთვის დენი - 0,82A.
ასევე ხელთ მქონდა კიდევ ერთი ტრანსფორმატორი, ასევე TP114 სერიის. Აქ არის.
ვიმსჯელებთ გამომავალი ძაბვის (~ 22.3V) და ლაკონური მარკირების მიხედვით 9M, ეს არის ტრანსფორმატორის მოდიფიკაცია. TP114-9. TP114-9-ის პარამეტრები შემდეგია: ნომინალური ძაბვა - 18V; ნომინალური დატვირთვის დენი - 0,73A.
პირველი ტრანსფორმატორის საფუძველზე ( TP114-163M) შევძლებ 1.2...24 ვოლტის რეგულირებადი კვების წყაროს გაკეთებას, მაგრამ ეს არის დატვირთვის გარეშე. ცხადია, რომ დატვირთვის (მიმდინარე მომხმარებლის) მიერთებისას ტრანსფორმატორის გამოსავალზე ძაბვა დაეცემა და შედეგად მიღებული ძაბვა DC-DC გადამყვანის გამოსავალზე ასევე რამდენიმე ვოლტით შემცირდება. ამიტომ, ეს პუნქტი უნდა იყოს გათვალისწინებული და მხედველობაში.
მეორე ტრანსფორმატორის საფუძველზე ( TP114-9) ახლა გექნებათ რეგულირებადი კვების წყარო 1.2...28 ვოლტი. ის ასევე დატვირთვისგან თავისუფალია.
გამომავალი დენის შესახებ.მწარმოებელმა განაცხადა, რომ DC-DC გადამყვანის მაქსიმალური გამომავალი დენი არის 5A. მიმოხილვების მიხედვით ვიმსჯელებთ, მაქსიმუმ 2A. მაგრამ, როგორც ხედავთ, მე მოვახერხე საკმაოდ დაბალი სიმძლავრის ტრანსფორმატორების პოვნა. ამიტომ, ნაკლებად სავარაუდოა, რომ შევძლო 2 ამპერიც კი გამოვწურო, თუმცა ეს ყველაფერი დამოკიდებულია DC-DC მოდულის გამომავალ ძაბვაზე. რაც უფრო მცირეა ის, მით მეტი მიმდინარეობა შეგიძლიათ მიიღოთ.
ნებისმიერი დაბალი სიმძლავრის "საპარსისთვის" ეს კვების წყარო მშვენივრად მოერგება. აქ არის "სიცილის ბურთის" კვება 9 ვ ძაბვით და დაახლოებით 100 mA დენით.
და ეს უკვე კვებავს 12 ვოლტიან LED ზოლს დაახლოებით 1 მეტრი სიგრძის.
ასევე არის ამ DC-DC გადამყვანის მსუბუქი, Lite ვერსია, რომელიც ასევე აწყობილია XL4015E1 ჩიპზე.
ერთადერთი განსხვავება არის ჩაშენებული ვოლტმეტრის ნაკლებობა.
პარამეტრები მსგავსია: შეყვანის ძაბვა 4...38V, მაქსიმალური დენი 5A (რეკომენდებულია არაუმეტეს 4.5A). რეალისტურია მისი გამოყენება 30 ვ, 30 ვ ან მეტი შეყვანის ძაბვით. დატვირთვის დენი არაუმეტეს 2...2,5A. თუ უფრო დატვირთავთ, შესამჩნევად თბება და, ბუნებრივია, მცირდება მომსახურების ვადა და საიმედოობა.