Nakahiwalay dc. Mga halimbawa ng mga handa na solusyon

Nakahiwalay dc.  Mga halimbawa ng mga handa na solusyon
Nakahiwalay dc. Mga halimbawa ng mga handa na solusyon

Dwayne Reid

Kung ang DC/DC converter ay dapat na mura at ginawa sa maliit na dami, buuin ito gamit karaniwang mga diskarte at ang mga solusyon ay imposible. Ang mga pinagsamang switch na ginawa ng mga kumpanya, o, sa karaniwang kaso, ay hindi idinisenyo para sa isang pagsasaayos na may mga nakahiwalay na output at nangangailangan ng paggamit ng mga mamahaling mga transformer, na, bukod dito, ay mahirap bilhin sa maliliit na dami. Bilang karagdagan, upang magbigay ng feedback, ang mga integrated switch circuit ay karaniwang nangangailangan ng mga opto-isolator at kaukulang control chips.

Ang isang alternatibong circuit na gumagamit ng mga discrete na bahagi ay may kakayahang maghatid ng hanggang 50 mA ng kasalukuyang sa 5 V. Ang input boltahe ng circuit ay 8 hanggang 32 V. Upang maalis ang pangangailangan para sa mga bahagi ng feedback, ang yugto ng output ay idinisenyo bilang isang source circuit DC. Maaari kang gumamit ng parallel regulator tulad ng TL431, o kahit isang simpleng zener diode.

Dahil ang output boltahe ay mas mababa kaysa sa minimum na input boltahe, ang isang simpleng 1:1 transpormer ay maaaring gamitin bilang isang isolating transpormer. Ang anumang pulse transpormer ay gagawin pangkalahatang layunin. Ang ganitong mga transformer, na may presyo na humigit-kumulang $0.25, ay may mababang interwinding capacitance at mahusay na pagkakabukod sa pagitan ng mga windings.

Ang isang DC/DC converter ay nangangailangan ng sawtooth voltage generator at isang comparator na kumokontrol sa isang malakas na cascade. Ang feedback sa kasalukuyang load ay kinuha mula sa isang risistor na konektado sa serye na may pangunahing paikot-ikot ng transpormer. Ang ramp boltahe generator ay madaling gawin gamit ang isang op amp na may ilang resistors at isang kapasitor, ngunit upang i-save ang mga bahagi ang op amp ay pinalitan ng ikalawang kalahati ng isang dual LM393 comparator. Ang circuit ay mahusay na gumagana sa simetriko ramp boltahe, kaya walang proteksyon diodes ay kinakailangan. Upang mabawasan ang posibilidad ng saturation ng transpormer T1, ang maximum na duty cycle ng ramp voltage generator ay nakatakda sa humigit-kumulang 50%.

Upang mabawasan ang pagkawala ng kontrol dahil sa kasalukuyang pag-withdraw ng transpormer na may puna Sa mga tuntunin ng kasalukuyang, ang sawtooth boltahe generator ay dapat gumana sa isang dalas ng tungkol sa 400 kHz at isang amplitude ng tungkol sa 0.5 V. Ang eksaktong dalas at amplitude halaga ay depende sa reference boltahe. Sa circuit, ang pinagmumulan ng boltahe ng sanggunian ay ginawa gamit ang isang regular na pulang LED, ang pasulong na pagbagsak ng boltahe sa kabuuan na medyo matatag sa ilalim ng mga kondisyon ng silid.

Ang output kasalukuyang ng PWM comparator ay hindi sapat para sa direktang kontrol transpormer. Samakatuwid, konektado sa bukas na output ng kolektor nito pnp transistor Q1 at risistor R12, na bumubuo ng isang malakas na yugto ng output. Bilang karagdagan, ang cascade ay gumaganap bilang isang boltahe surge limiter. Kapag, sa panahon ng isang lumilipas, ang boltahe surge ay lumampas sa breakdown boltahe ng comparator, ang transistor ay bubukas at pinutol ang surge.

Sa kabila ng ganap na hindi kinaugalian na disenyo, ang circuit ay gumaganap nang napakahusay, at ang modelo ng Spice ay nagpapakita ng kasunduan sa mga resulta na nakuha sa breadboard. At, pinaka-mahalaga, ang scheme ay sobrang mura. Ang kabuuang halaga ng lahat ng mga bahagi, kabilang ang transpormer, kapag binili sa mga batch ng ilang daang piraso, ay hindi lalampas sa $0.60.

Nakahiwalay o hindi nakahiwalay na DC/DC converter: alin ang pipiliin?

Ano ang mas kanais-nais - upang bumuo, gumawa o bumili ng isang yari na aparato, na-configure at nasubok, kasama ang lahat ng kinakailangang mga sertipiko at garantiya na may kaugnayan sa mga pagtitipon at mga bahagi ng elektronikong kagamitan (REA)? Ang paksang ito ay paulit-ulit na itinaas sa mga pahina ng iba't ibang mga publikasyon, kabilang ang mga journal ng "Components and Technologies" na kawani ng editoryal. Inilapat sa DC/DC-mga nagko-convert, ang dilemma na ito ay isinasaalang-alang ng may-akda ng artikulong ito sa. Narito ang mga benepisyo ng opsyong "bumili" para sa malaking bilang Ang mga end-use na application na gumagamit ng mga switching power supply ay nakakumbinsi nang makatwiran. Gayunpaman, ang tanong ay nanatiling "overboard": kung bibili ka, ano nga ba? Susubukan ng artikulong ito na punan ang puwang na ito.

Tinitimbang muli ang lahat proetkontra tungkol sa DC/DC converter at, gaya ng sinasabi nila, nang isinasaalang-alang ang mga argumento ng mga partido, nakarating kami sa isang malinaw na konklusyon - mas kumikitang bilhin ito. At upang makabili nang eksakto kung ano ang kailangan natin at hindi magkamali, kailangan natin, una sa lahat, maging interesado sa isang tiyak na hanay ng mga pinakamahalagang isyu, karamihan sa mga ito ay tinalakay nang detalyado sa.

Bagama't walang mga detalye dito, bawasan natin ang problema sa pagpili ng DC/DC converter sa ilang malinaw na punto. Kaya kung ano ang kailangan nating isaalang-alang:

  1. ang layunin ng produkto kung saan kami pumipili ng DC/DC converter, at isang listahan ng mga nauugnay na pamantayan sa kaligtasan, electromagnetic compatibility, at pagsunod sa mga kinakailangan sa pangangalaga sa kapaligiran;
  2. saklaw mga temperatura ng pagpapatakbo;
  3. kinakailangang saklaw ng boltahe ng input;
  4. kasalukuyang hanay ng pagkarga;
  5. Ang kinakailangang rate ng output boltahe (boltahe) sa buong hanay ng pagkarga at ang katanggap-tanggap na katumpakan ng pagpapanatili nito (sila), nang hindi nalilimutang isaalang-alang ang tugon sa mga pagbabago sa pagkarga (ang tinatawag na pag-reset/paggulong), na, dahil sa ang mga kakaiba ng control loop ng isang partikular na uri ng converter, ay maaaring magdulot ng lumilipas na proseso na hindi katanggap-tanggap para sa aming huling produkto;
  6. pinahihintulutang lugar para sa paglalagay ng converter para sa aming panghuling solusyon at pinakamataas na taas profile, na isinasaalang-alang ang lahat ng mga elemento na kinakailangan para sa pangwakas na pagpapatupad nito, i.e. isaalang-alang ang solusyon bilang isang kumpletong aparato;
  7. katanggap-tanggap na antas ng kahusayan sa buong hanay ng pagkarga;
  8. pagiging maaasahan ng panghuling solusyon sa DC/DC converter sa tunay na kondisyon operasyon;
  9. limitahan ang presyo ng panghuling solusyon sa DC/DC converter at pagpapasiya ng supplier nito.

kanin. 1. Halimbawang topology ng isang hindi nakahiwalay na DC/DC converter na may dalawang output voltage

Bagama't ngayon ang merkado ay nag-aalok ng mga DC/DC converter, gaya ng sinasabi nila, para sa bawat panlasa, kulay at badyet, sa simula, ang lahat ay bumaba sa pangunahing tanong: bumili ba tayo ng isang nakahiwalay o hindi nakahiwalay na DC/DC converter. Upang malinaw na maunawaan kung ano pinag-uusapan natin Ipaliwanag natin sa madaling sabi: ang isang nakahiwalay na converter ay nangangahulugan na ang output at input nito ay walang galvanic na koneksyon at pinaghihiwalay ng isang insulating barrier na may tiyak na dielectric na lakas. Ang parameter na ito ay nagpapahiwatig ng paglaban ng insulating barrier sa boltahe na inilapat sa pagitan ng input at output nito, at, sa karamihan ng mga kaso, tinutukoy ang posibleng lugar ng aplikasyon ng aparato. Alinsunod dito, ang isang hindi nakahiwalay na converter ay hindi nagbibigay ng galvanic na paghihiwalay sa pagitan ng input at output nito, at ang katotohanang ito ay mapagpasyahan din para sa mga aplikasyon nito. Ang lahat ng nasa itaas ay mga pandaigdigang pagkakaiba na tumutukoy sa mga solusyon sa disenyo ng circuit, mga katangian ng elektrikal at maging ang disenyo ng mga converter.

Malinaw na ang lahat ng ito ay nakakaapekto sa halaga ng mga ganitong uri ng DC/DC converter. Ang responsableng developer dito ay kailangang gumamit ng isa kapaki-pakinabang na tuntunin. Nagustuhan ni Benjamin Franklin na ulitin ito - ang dakilang Amerikanong politiko, na ang larawan ay pinalamutian ang $100 bill, diplomat, ensiklopedya, manunulat, mamamahayag, publisher at imbentor. Para sa sanggunian: siya ang nagpakilala sa ngayon na tinatanggap na pangkalahatang pagtatalaga para sa mga de-koryenteng sisingilin na estado na "+" at "-" at ipinaliwanag ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng garapon ng Leyden, ang ninuno ng lahat ng mga modernong capacitor, na itinatag iyon pangunahing tungkulin isang dielectric ang gumaganap dito, na naghihiwalay sa mga conductive plate nito. Sabi niya: Ang isang sentimos na naipon ay isang sentimos na nakuhaAng isang sentimos na naipon ay isang sentimos na kinita"), na napakahusay na naglalarawan sa kanyang saloobin sa pag-optimize ng halaga ng panghuling produkto.

Tingnan natin mula sa posisyong ito ang mga pagkakaiba sa pagitan ng mga nagko-convert (na tutulong sa atin sa ibang pagkakataon), na timbangin muli ang lahat. proetkontra, at pag-isipan natin ang partikular na solusyon sa converter na kailangan natin para sa isang partikular na end device. Iyon ay, subukan nating lumayo sa karaniwang tukso para sa mga developer tulad ng: "ilagay natin ito dito, gusto ko!" Mukhang isang nakakahimok na argumento, hindi ba?

Kung babaling tayo sa aspeto ng presyo, kung gayon sa pangkalahatang tuntunin Ang mga hindi nakahiwalay na nagko-convert ay nakikinabang dahil sa kanilang likas na katangian. Gayunpaman, hindi ito nalalapat sa mga nakabalot, kumpletong solusyon na may mga filter ng input at output na nakakatugon sa mahigpit na mga kinakailangan sa EMC at may mataas na mekanikal na katatagan. Narito ang mga pagkakaiba sa presyo ay higit na na-level out. Para naman sa topology ng mga hindi nakahiwalay na converter, mayroon kaming available na boost, buck, boost-buck at inverting topologies, na naging classic na at inilarawan nang maraming beses. Sa ilang pagbabago, gamit ang isang transpormer, maaari nating makuha, batay sa mga hindi nakahiwalay na mga converter, ang mga solusyon na may ilang, kadalasang dalawa, mga boltahe ng output, at isa sa mga boltahe na ito ay ihihiwalay, na nagbibigay isang buong serye mga pakinabang na likas sa kanilang mga nakahiwalay na katapat. Ang isang halimbawa ng naturang solusyon, na hindi madalas na matatagpuan sa teknikal na panitikan at sa pagsasanay, ay ipinapakita sa Fig. 1.

Ang topology na ito ay epektibo, ngunit para sa medyo maliliit na alon sa karagdagang circuit. Ginamit ito ng may-akda ng artikulo sa pagsasanay upang makabuo ng dalawang boltahe na 3.3 V (3.5 A) at –12 V (0.250 mA) at ginamit ito bilang bahagi ng ATX power supply system ng isang pang-industriyang computer board. Ito ay lahat ng mabuti at mabuti, ngunit ito ay hindi isang kumpletong solusyon na maaaring mabili sa modular form. Sa iyong sarili, tulad ng natukoy namin sa simula ng artikulo, ang paggawa ng anumang pagbabago ay hindi kumikita - ito ay mahal, tumatagal ng oras, at ang resulta ay hindi ginagarantiyahan, at kailangan mong umarkila ng mga espesyalista sa bagay na ito, na hindi namin ginagawa. mayroon. Kapansin-pansin na, bilang panuntunan, tanging ang pinakasimpleng mga pagpipilian ang magagamit sa anyo ng mga hindi nakahiwalay na mga converter, na ang ilan ay naglalayong epektibong palitan ang mga linear stabilizer.

kanin. 2. Mga halimbawa ng polarity conversion gamit ang isang nakahiwalay na DC/DC converter

Tulad ng para sa mga hindi nakahiwalay na converter, ang mga ito ay katanggap-tanggap at makatwiran para sa pagbuo ng PoL (Point-of-Load) na mga sistema ng kuryente na ipinamahagi, iyon ay, kapag ito ay kinakailangan upang paganahin ang mga load sa agarang paligid ng kanilang lokasyon, na may maikling haba ng intermediate na kapangyarihan. mga bus. Ang isa pang pagpipilian ay ang pagbuo ng mga power bus para sa mga board ng maliit na form factor, kung saan posible na gawin nang walang pagbabahagi ng lupa at, mas mabuti, walang mga hybrid na solusyon, iyon ay, kung saan walang kumbinasyon ng mga analog at digital na yugto.

Ano ang maibibigay sa atin ng mga nakahiwalay na DC/DC converter? Para sa isang ordinaryong developer na hindi talaga sumasaliksik sa kakanyahan ng ganoong "maliit na bagay" bilang isang DC/DC converter (na maaaring bumalik upang sumama sa kanya sa huling yugto ng proyekto), lalo na sa isang modular na disenyo, ito ay isang "itim na kahon" na may mga konklusyon na ginagawa lamang ang nais na function, tulad ng parehong kapasitor o transistor. Ang pangunahing pag-andar nito ay upang lumikha ng isang naaangkop na insulating barrier at output boltahe kinakailangang kapangyarihan. Gayunpaman, hindi lahat ay napakasimple at halata. Sa katunayan, kung ang isyu ay nakasalalay lamang sa insulating barrier, tulad ng, halimbawa, ito ay ipinapakita ng halimbawa ng paggamit ng mga produkto mula sa kilalang kumpanya na TRACO Electronic sa kagamitang medikal sa, o sa kaso kapag, dahil sa isang makabuluhang distansya mula sa pangunahing pinagmumulan ng kapangyarihan, kinakailangan ang paghahati ng lupa, pagkatapos ay walang pagpipilian, at ang lahat ay malinaw. Ang isang mas kumplikadong isyu ay may kinalaman, halimbawa, mga kagamitan sa telekomunikasyon at mga distributed power system na may mahabang intermediate na mga bus, pati na rin ang mga kagamitan na may mga bias na cascades.

Ano ang maiaalok sa atin ng mga nakahiwalay na DC/DC converter? Tulad ng sinabi ni Sergei Kapitsa sa kamangha-manghang programa ng ating kabataan na "Obvious-Incredible," "Ang tanong, siyempre, ay kawili-wili." Para ibunyag ito, buksan natin praktikal na mga halimbawa ibinigay sa . Ang katotohanan ay ang mga nakahiwalay na converter ay maaaring, sa ilang mga kaso, matagumpay na palitan ang mga hindi nakahiwalay, na nagbibigay sa amin ng isang bilang ng mga pakinabang, kadalasang napaka makabuluhan, na magpapasimple sa disenyo ng huling produkto.

Dahil ang isang nakahiwalay na DC/DC converter ay may lumulutang na output dahil hindi ito nakatali sa karaniwang wire o, gaya ng madalas nating sinasabi, sa lupa. Sa parehong paraan, maaari nating ipagpalagay na ang isang lumulutang na entry ay nangyayari din. Samakatuwid, ang anumang nakahiwalay na DC/DC converter ay maaaring gamitin upang baligtarin ang polarity ng boltahe ng power bus. Kung ang galvanic isolation sa pamamagitan ng pagkakabukod ay hindi kinakailangan, ngunit magagamit karaniwang punto koneksyon, kung gayon ang anumang output ay maaaring itali sa anumang input, pati na rin sa anumang nais na boltahe ng sanggunian. Sa Fig. Ipinapakita ng Figure 2 ang dalawang posibleng configuration para sa pagpapalit ng nakahiwalay na DC/DC converter upang makagawa ng negatibong output boltahe mula sa isang positibong boltahe sa input nito, at kabaliktaran. At kung makakakuha ka ng –15 V mula sa +5 V gamit ang isang hindi nakahiwalay na DC/DC converter, hindi na ganoon kadali ang pagkuha ng +5 V mula sa –48 V.

kanin. 3. Simpleng boltahe doubler

Mayroong mga aplikasyon ng DC/DC kung saan hindi kinakailangan ang galvanic isolation sa pamamagitan ng isolation, ngunit kinakailangan ang mas mataas na output voltage kaysa sa input voltage. SA sumusunod na halimbawa ipinapakita sa Fig. Ang 3 ay nagpapakita ng boltahe doubler batay sa isang DC/DC converter na gumagawa ng output boltahe na dalawang beses ang input boltahe.

Ang mga pakinabang dito ay nakatago sa isang tila kakaibang katotohanan: kung ang isang DC/DC converter ay idinisenyo para sa isang kapangyarihan ng 15 W, pagkatapos ay may isang output boltahe ng 12 V, ito ay magbibigay ng isang operating kasalukuyang ng hanggang sa 1.25 A. Gayunpaman, ito Ang boltahe ng output ay nasa itaas ng boltahe ng input na 12 V. Samakatuwid, ang pagkarga ay ibinibigay ng boltahe na 24 V na may kasalukuyang 1.25 A, iyon ay, mayroon kaming kabuuang kapangyarihan na 30 W.

Tulad ng alam mo, ang bentahe ng mga step-down pulsed DC/DC converter kaysa sa mga linear ay ang pagkonsumo nila ng mas kaunting kasalukuyang sa input kaysa sa ibinibigay nila sa load. Kung kailangan nating ipatupad ang mga panloob na bus mula sa intermediate bus nang simple hangga't maaari, at kasama mahusay na kahusayan at ang hindi maiiwasang pag-decoupling sa mga lupain, kung gayon ito ay mas mahusay kaysa sa ipinapakita sa Fig. Mahirap maghanap ng 4 na pagpipilian.

kanin. 4. Power supply na may tatlong output voltage, gamit ang DC/DC converter (Atensyon! Ang larawan ay binago upang magkasya sa TRACO base!)

At sa konklusyon, narito ang isa pang mahalaga at kapaki-pakinabang na halimbawa. Kung mayroon kang isang "hodgepodge" ng mga analog at digital na yugto sa board, na, bilang karagdagan, ay may isang karaniwang 5 V power bus at ground (ibig sabihin, sa unang tingin, hindi ito maaaring paghiwalayin), kung gayon ang mga analog integrated circuit ay maaaring makaranas ng mga problema dulot ng makabuluhang antas ng high-frequency interference mula sa mga circuit na nagdadala ng mga digital signal. Ito ay lalong kapansin-pansin sa mga application ng pagsukat, audio o video. Tulad ng para sa isang karaniwang batayan, madalas na kinakailangan kung saan ang mga analog at digital na bahagi ng circuit ay nagbabahagi ng parehong karaniwang pinagmulan ng signal. Ito ay madalas na ginagawang imposible ang kanilang kumpletong galvanic separation.

Sa Fig. Ang Figure 5 ay nagpapakita ng isang tila walang kahulugan na circuit na nagko-convert ng input boltahe na 5 V sa isang output boltahe na katumbas ng parehong 5 V, at sa ilang kadahilanan ay ginagawa ito ng isang nakahiwalay na converter sa isang hindi nakahiwalay na koneksyon. Ang dahilan kung bakit talagang may katuturan ang circuit na ito ay dahil sa mga tampok at detalye ng naturang mga DC/DC converter. At tumutulong siya sa paglutas ng problema.

kanin. 5. Hindi nakahiwalay na +5V hanggang +5V DC converter para i-clear ang +5V bus

Ang kakanyahan ng solusyon ay ang saklaw ng boltahe ng input ng converter ay +5 V na may isang tiyak na antas ng hindi pagkakapantay-pantay mula sa pagbabagu-bago at pagkagambala, at ang boltahe ng output nito ay pinananatili sa 5 V ± 0.8%, kaya ang naturang converter ay mag-aalis hindi lamang ng ingay at interference, ngunit gayundin ang anumang maliliit na variation ng boltahe sa kabuuan ng input nito, na pinipigilan ang mga surge at transient na hindi maiiwasang mangyari sa mga digital na yugto.

Ang isang katulad na pamamaraan (Larawan 5) ay ginamit ng may-akda sa isa sa mga serial na produkto espesyal na layunin, kung saan ang isang microcontroller na may mga digital na yugto, isang napaka-sensitive na amplifier at mga high-order na analog filter ay matatagpuan sa isang napaka-compact na naka-print na circuit board. Ang solusyon ay nagpakita ng napakataas na kahusayan kapag nagtatrabaho sa mga signal sa isang antas ng isang fraction ng isang millivolt.

kanin. 6. X-ray isang fragment ng switching stabilizer mula sa isang kilalang brand (larawan sa kaliwa) at isang replica ng produktong ito na ginawa ng katunggali nito (larawan sa kanan)

At sa wakas, kung gagamit tayo ng paghihiwalay ng paghihiwalay, halimbawa, sa antas ng mga kinakailangan para sa kagamitan sa telekomunikasyon, kung gayon, sulit ba na ituloy at gamitin ang mga DC/DC converter na may napakataas na resistensya sa paghihiwalay? Kung hindi ka kapos sa pondo at mahinahong tinatanggap ng customer ang iyong flight of fancy, kung gayon ito ang iyong karapatan, maaari ka ring mag-order ng isang converter na may inlay, at, maniwala ka sa akin, gagawin nila ito at ihahatid ito sa iyo. Tanging isang responsableng developer ang dapat pa ring gumamit ng panuntunan ni Benjamin Franklin.

Tulad ng nabanggit sa simula ng artikulo, ang mga developer ay inaalok ng iba't ibang mga DC/DC converter mula sa isang malaking bilang ng mga tagagawa. Dito kailangan mong tandaan na ang kuripot ay nagbabayad ng dalawang beses, at para sa mga mahahalagang produkto ay hindi nahuhulog para sa mga kahina-hinalang alok na may mababang presyo. Kung sa tingin mo na ang parehong pangalan ay nagtatago ng parehong solusyon, kung gayon ikaw ay lubos na nagkakamali. Ang isang replica ng isang sikat na brand ay maaari lamang magkaroon ng pareho hitsura at pamagat. Ang isang malinaw na halimbawa ay ipinapakita sa Fig. 6.

kanin. 7. Ang TEL Series 8 ay nagbukod ng 8-W DC/DC converter mula sa TRACO Electronic

Habang na-verify namin, ang mga nagko-convert ng DC/DC ay may parehong mga pangalan, maaaring may ganap na magkakaibang disenyo. Kaya naman sa simula ng artikulo among kritikal na isyu Nabanggit ang paghahanap ng maaasahang supplier. Kaya't mas mabuti at mas ligtas na makitungo sa mga kilalang tatak, pagkatapos ay maaari mong kumpiyansa na makuha para sa iyong pera ang eksaktong produkto na makakatugon sa lahat ng iyong mga kinakailangan, at hindi mo na kailangang mamula sa harap ng customer ng proyekto o sa harap ng ang huling mamimili ng produkto na iyong binuo.

Ang isa sa mga brand na ito na sinubok sa oras ay ang kumpanyang TRACO Electronic, na noong Disyembre 2016 ay naglunsad ng isang linya ng mga de-kalidad na telecom converter na TEL 8 na may lakas na 8 W, na ginawa sa ilalim ng trademark (Fig. 7).

Ang mga converter na ito ay hindi lamang nakikilala sa pamamagitan ng kanilang mataas teknikal na katangian at maliliit na sukat, ngunit mataas din ang pagiging maaasahan (hindi bababa sa 1 milyong oras), dielectric na lakas ng pagkakabukod (1800 V/1 s at 1500 V/60 s), mataas na katumpakan pagtatakda ng na-rate na boltahe ng output (±2%) at ang katatagan nito (0.8% kapag binabago ang boltahe ng input sa buong hanay at 1% sa buong hanay ng pagkarga - mula sa zero hanggang sa maximum), nakabuo ng proteksyon sa labis na karga (150%) na may self- healing (sinok ), hindi katanggap-tanggap na mababang input boltahe at electrostatics sa antas ng mga kinakailangan ng EN 61000-4-2 standard (air ±8 kV, contact ±6 kV). Ang mga TEL 8 series converter ay nakakatugon sa mga kinakailangan sa electromagnetic compatibility at lumalaban sa panlabas na interference na may lakas ng field hanggang 10 V/m (EN 61000-4-3 standard). Ang mga converter ay ginawa sa mga metal na aluminum case at, mahalaga, may built-in na electromagnetic interference suppression filter ayon sa EN55022 Class A standard Ang operating temperature range ng TEL 8 series converters ay –40… +80 °C pinakamataas na temperatura pabahay hanggang +105 °C. Ang mga converter ay maaaring gamitin sa mga kagamitan na tumatakbo sa mga altitude hanggang 4,000 m sa itaas ng antas ng dagat, mayroong lahat ng kinakailangang sertipiko ng kaligtasan at sumusunod sa mga kinakailangan ng RoHS Directive. Basic mga de-koryenteng parameter, na nagpapahintulot sa iyo na gawin paunang pagpili ang kinakailangang converter ay ibinibigay sa talahanayan. 1. Ang kumpletong data para sa TRACO Electronic TEL 8 Series inverters at mga link para makakuha ng mga certification ay direktang makukuha mula sa datasheet.

Talahanayan 1

Panitikan

  1. Rentyuk V. Isolated low-power DC/DC converter: gumawa o bumili? // Electrician. 2012. Blg. 12.
  2. Rentyuk V. Mga bagong kakayahan ng modernong DC/DC converter: mga tampok ng paggawa ng desisyon sa pagpili at karaniwang mga aplikasyon // Electrician. 2015. Blg. 7–9.
  3. Pagdidisenyo ng Mababang-gastos, Maramihang Output na DC-DC Converter. APPLICATION NOTE, Würth Elektronik eiSos 2013-09-10.
  4. Rentyuk V., Filatov V. Mga supply ng kuryente na may mataas na boltahe ng pagkasira ng pagkakabukod. Kaligtasan higit sa lahat // Mga bahagi at teknolohiya. 2016. No. 3.
  5. Steve Roberts. DC/DC BOOK OF KNOWLEDGE: Mga praktikal na tip para sa Gumagamit. Ikalawang Edisyon, 2015.
  1. DC/DC Converter TEL 8 Series, 8 Watt Rev. Disyembre 21. 2016. http://assets.tracopower.com/20170126153146/TEL8/documents/tel8-datasheet.pdf

Nagkaroon na ng higit sa isang dosenang mga pagsusuri at pagpapabuti sa kilalang kit para sa pag-assemble ng isang supply ng kuryente sa laboratoryo, ngunit sa pagbabagong ito nagawa kong gawin itong "transformer-independent", ngayon ay hindi na ito nangangailangan ng alternating boltahe, at gumagana. mahusay sa direktang boltahe!

Pagkabili ng kit na ito ( mahusay na pagsusuri, na kung saan ang aking inspirasyon, ay narito: ), Maingat kong binasa ang lahat ng mga pagsusuri, at ginawa ang lahat ayon sa iyong mga rekomendasyon - Binago ko ang mga input diode sa mga Schottky, na nag-install ng mga de-kalidad na electrolyte sa lahat ng dako.

Ngunit ang problema ng transpormer ay lumitaw, mayroon kaming ibinebenta alinman sa isang mabigat na Sobyet, na humuhuni at malaki, ngunit ang pag-order mula sa China, dahil sa bigat, ay mahal. Umupo ako para mag-isip, salamat sa pagsusuri ni Kirich, alam kong ginagamit ang isang transpormer para makakuha ng negatibong boltahe ng supply para sa isang operational amplifier nang walang anumang problema. Paano kung makakuha tayo ng negatibong boltahe? alternatibong pamamaraan? Naisip ko, at nagsagawa ng eksperimento sa pamamagitan ng pagbibigay ng kapangyarihan sa op-amp mula sa isa pang supply ng kuryente sa laboratoryo. Ang lahat ay gumana nang perpekto, kaya inutusan ko ang mga converter na ito at nagpasya na radikal na baguhin ang circuit.

Ang lahat ng mga pagbabago ay makikita mula sa larawan na ang mga bahagi na hindi kapaki-pakinabang ay maaaring hindi mai-install kaagad. Ang mga ito ay input diodes (lahat ng 4 na piraso), dalawang 1N4148 diode, isang 82 ohm risistor, isang 47 uF capacitor, isang 5.1V zener diode, at isang 220 ohm resistor, palitan ito ng isang jumper.

Sa halip na 7824 stabilizer, naghinang kami sa 7805, at sa halip na koneksyon ng fan ay naglalagay kami ng isang kapasitor (nag-install ako ng 330 uF 16 volts, maaari kang maglagay ng iba pang may katulad na mga parameter), at sa tabi ng kapasitor ay nag-drill kami ng 4 na butas. na ipinapasok namin ang converter.

Iba pang mga pagpapabuti mula sa reverse side Ang mga board ay makikita sa larawan sa ibaba. Nagbebenta rin ako ng 0.1 µF capacitor na kahanay ng input, kung sakali.

Nag-solder ako ng pula at itim na mga wire sa mga butas para sa mga binti ng input rectifier diodes - ngayon ay ibibigay sa kanila ang kapangyarihan. Sa larawan, ang LED ay hindi rin soldered, at ang mga adjustment resistors ay direkta sa board, at ang 0.47 ohm ay nasa lugar din. Sa huling bersyon, sa halip na 0.47 ohm ay maglalagay ako ng 0.1 ohm, ang mga resistors ay magiging 10 turn, at ang LED ay nasa front panel.

Nag-order ako ng power supply para sa 24 volts 3 amperes, mula rin sa pagsusuri ng respetadong Kirich (). Sa mga tuntunin ng presyo at timbang, lumalabas na mas mura kaysa sa isang transpormer ng kinakailangang laki.

Sa iyong kahilingan, ako ay nagpo-post ng isang pamamaraan ng mga pagpapabuti.

Umaasa ako na ang pagbabagong ito ay magiging kapaki-pakinabang sa iyo, at ang pag-uulit nito ay hindi mahirap. Taos-puso, ang iyong Anna :)


Balak kong bumili ng +38 Idagdag sa mga paborito Nagustuhan ko ang pagsusuri +85 +151

Kapag gumagawa ng anumang uri ng mga pang-industriyang interface, isa sa mga isyu na napagpasyahan ng mga developer ay ang pangangailangang gumamit ng galvanic isolation. At sa karamihan ng mga kaso ang sagot sa tanong nito depende sa pangangailangang lutasin ang mga problema gaya ng pagtaas ng kaligtasan ng kuryente, pagbabawas ng impluwensya ng pangkaraniwang interference, proteksyon mula sa mga impluwensyang may mataas na boltahe, pagpapatupad ng ground loop break, atbp. Ang susunod na tanong na kailangang lutasin pagkatapos matukoy ang pangangailangan para sa galvanic isolation at ang mga elemento para sa pagpapatupad ng isang nakahiwalay na interface ay napili ay kung paano magbigay ng kapangyarihan sa linya ng signal. Ngayon, maraming mga solusyon para sa pagpapatupad ng mga nakahiwalay na DC/DC converter, ngunit, sa karamihan, isang murang, maliit na laki na solusyon ang kinakailangan upang makabuo ng isang nakahiwalay na interface. Para sa application na ito Mga Instrumentong Texas nag-aalok ng mga driver at . Batay sa application, ang microcircuit ay maaaring halos hatiin sa load power: Ang SN6501 ay idinisenyo para sa mga power na mas mababa sa 0.5 W, at ang TPS55010 ay dinisenyo para sa mga power na mas mababa sa 2 W. Ang mga pagkakaiba sa output power ay tinutukoy ng case at internal circuitry, kaya ang SN6501 ay ginawa ayon sa isang push-pull converter circuit sa isang SOT23 package, at ang TPS55010 ay isang transformer driver para sa pagpapatupad ng Flybuck architecture at ginawa sa isang 16 -pin QFN package (3x3 mm).

Pangkalahatang impormasyon tungkol sa SN6501

Ang SN6501 ay isang transpormer driver na idinisenyo para sa mura, maliit na laki ng nakahiwalay na DC/DC converter at nagpapatupad ng push-pull control circuit. Ang driver na ito ay ginawa sa SOT23-5 package. Kasama sa microcircuit ang isang generator ng orasan, isang transistor control circuit at dalawang N-channel MOSFET. Ang transistor driving circuit ay may kasamang frequency divider at logic circuit na nagbibigay ng mga pantulong na output signal nang walang magkakapatong na agwat ng oras (Figure 1).

kanin. 1.

Ang dalas ng output ng generator ay ibinibigay sa isang asynchronous divider, na nagbibigay ng dalawang komplementaryong output signal S at /S ng pinababang frequency na may duty cycle na 50%. Ang kasunod na lohika ay nagdaragdag ng "dead zone" sa pagitan mataas na antas dalawang signal. Ang mga resultang signal G1 at G2 ay ang gate control signal ng output transistors Q1 at Q2. Tulad ng ipinapakita sa Figure 2, bago ang isang control signal (G1, G2) na may logic na isang antas ay inilapat sa alinman sa mga gate, isang maikling pagitan ay idinagdag dito, kung saan ang parehong mga signal ay nasa "mababa" na estado, at pareho transistors, ayon sa pagkakabanggit, sa mataas na impedance. Ito maikling panahon ay kinakailangan upang maiwasan ang isang maikling circuit sa pagitan ng mga terminal ng pangunahing paikot-ikot at tinitiyak ang isang operating mode nang walang magkakapatong na mga agwat ng oras.

kanin. 2.

Pangkalahatang impormasyon tungkol sa TPS55010

Ang TPS55010 ay isang transformer driver na idinisenyo upang gumana sa orihinal na flybuck topology. Ang microcircuit ay ginawa sa isang maliit na laki ng QFN package na may thermal pad. Kasama sa panloob na circuit ang isang adjustable oscillator (0.100...2 MHz), na may kakayahang mag-synchronize mula sa panlabas na signal, PWM circuit, kalahating tulay, proteksyon sa temperatura, proteksyon ng boltahe (Larawan 3). Upang itakda ang boltahe ng output, ginagamit ang isang built-in na kalahating tulay na may kasalukuyang kontrol. Nagbibigay din ang circuit ng posibilidad ng isang malambot na pagsisimula, na sinisiguro sa pamamagitan ng pagkonekta ng isang kapasitor sa SS pin.

kanin. 3.

Kapag pinapagana ang TPS55010 sa Flybuck topology, ang transpormer ay konektado sa parehong paraan tulad ng sa isang flyback converter, habang ang relasyon sa pagitan ng input at output boltahe ay tinutukoy tulad ng sa isang conventional step-down transpormer/converter. Iyon ay, ang output boltahe ay tinutukoy ng boltahe ng pangunahing circuit, at hindi na kailangang gumamit ng karagdagang optocoupler (Larawan 4). Ang mataas na kahusayan ng converter (higit sa 80%) ay tinutukoy ng paggamit ng mga built-in na MOSFET transistors upang ipatupad ang isang half-bridge.

kanin. 4.

Upang gawing simple ang pag-unlad para sa pakikipagtulungan gamit ang TPS55010 chip, ang mga handa na mga transformer na ginawa ng kumpanya ay magagamit Wurth(na may transformation ratio na 1:2.5 at galvanic isolation na 2.5 kV, na may transformation ratio na 1:8, bipolar output at galvanic isolation na 2 kV).

Prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang push-pull converter

Ang isang paraan upang ilipat ang boltahe mula sa pangunahin patungo sa pangalawang circuit sa mga DC/DC converter ay ang paggamit ng push-pull converter kasabay ng isang center-tapped na transpormer.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang push-pull converter ay inilalarawan sa Figure 5. Sa unang yugto, kapag ang Q 1 ay sarado, ang boltahe V IN ay lumilikha ng kundisyon para sa kasalukuyang dumaan sa ibabang bahagi ng pangunahing paikot-ikot, sa gayon ay lumilikha ng negatibong boltahe na may kaugnayan sa midpoint. Kasabay nito, sa itaas na kalahati ng pangunahing paikot-ikot ang boltahe ay positibo na nauugnay sa midpoint at pinapanatili ang nakaraang halaga ng kasalukuyang sa pamamagitan ng Q 2, na sa kasalukuyang estado bukas Kaya, dalawang pinagmumulan ng boltahe, bawat isa ay may boltahe na V IN, ay konektado sa serye at lumikha ng potensyal na katumbas ng 2 V IN na may kaugnayan sa lupa. Ang boltahe ng parehong polarity tulad ng sa pangunahing paikot-ikot ay magkakaroon din sa pangalawa. Samakatuwid, ang diode CR 1 ay magiging forward bias sa pamamagitan ng positibong potensyal ng itaas na bahagi ng pangalawang paikot-ikot. Ang pangalawang winding current ay dadaloy sa diode CR 1, singilin ang capacitor at babalik sa grounded center point sa pamamagitan ng load R L.

kanin. 5.

Sa ikalawang yugto (Larawan 5), kapag ang Q 2 ay sarado, ang Q 1 ay lumipat sa isang mataas na impedance na estado, at ang polarity ng mga boltahe sa pangunahin at pangalawang windings ay nagbabago. SA sa kasong ito Ang ibabang dulo ng pangunahing paikot-ikot ay nasa 2 V IN na may kinalaman sa lupa. Ngayon ang CR 2 ay forward biased habang ang CR 1 ay reverse biased at kasalukuyang dumadaloy mula sa ibabang dulo ng pangalawang paikot-ikot na nagcha-charge ng capacitance sa pamamagitan ng CR 2 diode at bumabalik sa pamamagitan ng load sa center terminal.

Epekto ng core magnetization

Upang mabawasan ang pagkalugi ng power supply sa magnetic material, kinakailangang isaalang-alang ang magnetization effect ng core. Ipinapakita ng Figure 6 ang perpektong magnetization curve para sa isang push-pull converter, kung saan ang B ay ang magnetic flux density at ang H ay ang puwersa. magnetic field. Kapag nasa conducting state ang Q 1, magnetic flux nagbabago mula A hanggang A', at kapag nagsara ang Q 2, babalik ang flux mula A' hanggang A. Ang pagkakaiba sa flux, at, nang naaayon, ang density, ay proporsyonal sa produkto ng boltahe ng pangunahing paikot-ikot na V P ng oras t ON kung kailan ito inilapat : B » V P ґ t ON .

kanin. 6.

Mahalaga ang produktong ito dahil tinutukoy nito ang magnetization ng core sa bawat switching cycle. Kung ang produkto ng boltahe at oras para sa dalawang yugto ng converter ay hindi magkapareho, kung gayon ang kawalaan ng simetrya ng density ng flux ay hahantong sa pagbabago sa kurba ng B-H na may kaugnayan sa orihinal na posisyon. Kung ang balanse ay hindi naibalik, ang bias ay tataas sa bawat kasunod na cycle, at unti-unting lilipat ang transpormer sa rehiyon ng saturation.

Gayunpaman, dahil sa positibong koepisyent ng temperatura ng MOSFET channel resistance, ang SN6501 output transistor ay nagre-regulate sa sarili ng "Vґt" imbalance. Sa kaso ng mas mahabang toneladang oras, unti-unting pinainit ng dumadaloy na kasalukuyang ang transistor, na humahantong sa pagtaas ng RDSon. Ang mas mataas na resistensya ay nagreresulta sa mas mataas na VDS. At dahil ang pangunahing paikot-ikot na boltahe ay ang pagkakaiba sa pagitan ng pare-pareho ang boltahe ng input V IN at ang pagbaba ng boltahe sa MOSFET, V P = V IN - V DS, unti-unting bumababa ang boltahe V P, sa gayon ay ibinabalik ang balanse.

Dapat pansinin na, salungat sa popular na paniniwala, ang output boltahe (V OUT) ng isang unregulated converter ay makabuluhang bumababa sa isang malaking pagbabago sa kasalukuyang load. Pagkakaiba sa pagitan ng V OUT sa pinakamababang load at V OUT sa maximum load maaaring lumampas sa hanay ng boltahe ng supply ng mga konektadong microcircuits. Samakatuwid, upang makapagbigay ng isang matatag, independiyenteng pag-load ng suplay ng kuryente habang pinapanatili ang pinakamataas na posibleng kahusayan, inirerekumenda na gumamit ng isang low-dropout na linear regulator kasabay ng isang push-pull converter. Ang mga halimbawa ng mga converter circuit ay ipinapakita sa Mga Figure 8-13.

kanin. 8.

kanin. 9.

kanin. 10.

kanin. 11.

kanin. 12.

kanin. 13. Isolated I 2 C interface para sa pagpapatupad ng isang information acquisition system na may 4 na input at 4 na output

Pagpili ng Linear LDO Regulator

Kapag pumipili ng isang linear voltage regulator, ang mga sumusunod na kinakailangan ay dapat isaalang-alang:

    Ang kasalukuyang kapasidad ng pagdadala ng regulator ay dapat na bahagyang lumampas sa tinukoy na kasalukuyang pagkarga sa produkto. Bilang halimbawa, para sa kasalukuyang load na 100mA, kinakailangan na pumili ng regulator na may kasalukuyang kapasidad na 100…150mA. Bagama't posible ring gumamit ng mataas na kasalukuyang regulator, magreresulta ito sa mas mababang kahusayan dahil ang mga naturang regulator ay karaniwang may mas mataas na pagbaba ng boltahe.

    Upang makatanggap pinakamataas na kahusayan Ang panloob na pagbaba ng boltahe ng regulator (V DO) sa kasalukuyang operating load ay dapat na minimal. Para sa mga regulator ng badyet na 150mA ito ay karaniwang ~150mV sa 100mA. Sa kasong ito, dapat bigyang pansin ang mga kondisyon kung saan ibinibigay ang halagang ito, dahil ang mababang halaga ay karaniwang tinutukoy kapag temperatura ng silid at maaaring tumaas ng ilang beses sa mga pagbabago sa temperatura, na nagpapataas naman ng mga kinakailangan sa boltahe ng input.

Ang pinakamababang boltahe ng input na sapat upang mapanatili ang operasyon ng regulator ay tinutukoy bilang mga sumusunod: V Imin = V DOmax + V OUTmax. Iyon ay, upang matukoy ang pinakamasamang kaso na kinakailangan ng V I, dapat nating kunin ang pinakamataas na halaga ng V DO at V OUT na tinukoy para sa isang ibinigay na regulator sa isang naibigay na kasalukuyang at idagdag ang mga ito nang sama-sama. Dapat mo ring tiyakin na ang rectifier output boltahe para sa isang naibigay na kasalukuyang load ay katumbas o mas malaki kaysa sa V Imin. Kung hindi, ang anumang pagbabago sa input ng regulator ay ipapadala nang hindi nagbabago sa output, dahil ang regulator ay hindi makakapagbigay ng stabilization at kikilos tulad ng isang normal na conductor.

Ang maximum na input boltahe ng regulator ay dapat na mas malaki kaysa sa boltahe sa output ng rectifier na walang load. napapailalim sa ganitong kondisyon walang kasalukuyang pagmuni-muni sa pangunahing paikot-ikot, kaya inaalis ang epekto ng pagbaba ng boltahe sa RDSon at pagkamit ng pinakamataas na boltahe sa pangunahing paikot-ikot. Nakakamit nito ang pinakamataas na boltahe sa pangalawang paikot-ikot: V Smax = V INmax ґ n, kung saan ang V INmax ay ang maximum na input ng boltahe ng converter, at n ang ratio ng pagbabago. Kaya, upang maiwasan posibleng pinsala regulator, ang maximum input voltage nito ay dapat na mas mataas kaysa sa V Smax. Ipinapakita ng talahanayan 1 ang pinakamataas na pangalawang boltahe sa iba't ibang ratio ng pagbabagong-anyo na karaniwang ginagamit sa 100 mA na mga push-pull converter.

Talahanayan 1. Kinakailangan ang pinakamataas na boltahe ng input ng LDO para sa iba't ibang configuration ng push-pull converter

Push-pull converter LDO
Configuration V INmax,V Coefficient
pagbabagong-anyo
VSmax, V V Imax, V
3.3 V V IN /3.3 V V OUT 3,6 1.5 ±3% 5,6 6…10
3.3V V IN /5V V OUT 3,6 2.2 ±3% 8,2 10
5 V V IN / 5 V V OUT 5,5 1.5 ±3% 8,5 10

Pagpili ng isang rectifier diode

Upang matiyak ang pinakamataas na posibleng boltahe sa output ng converter, ang rectifying diode ay dapat na may mababang pasulong na boltahe na drop. Gayundin kapag ang diode ay ginagamit sa high frequency switching mode, hal. na may dalas na 450 kHz, dapat itong magbigay ng mabilis na mga oras ng pagpapalabas. Ang mga Schottky diode ay may parehong mga katangiang ito at samakatuwid ay inirerekomenda para sa paggamit sa mga application ng push-pull converter. Ang isang halimbawa ng naturang diode ay alinman STP0520Z na may karaniwang pagbaba ng 300 mV sa kasalukuyang 100 mA. Para sa malalaking boltahe ng output gaya ng ±10 V pataas, angkop , pagbibigay ng operasyon sa mga boltahe na 30 V.

Pagpili ng kapasitor

Sa mga circuit na ipinakita sa ibaba (Mga Figure 8...13), ang lahat ng mga capacitor ay multilayer ceramic capacitors (MLCC). Ang isang kapasidad sa hanay na 10...100 nF ay ginagamit bilang isang power decoupling capacitor. Ang isang input smoothing capacitor na konektado sa center terminal ng primary winding ay nagpapanatili ng mga operating currents sa loob nito habang lumilipat. Upang matiyak ang kaunting emisyon, ang kapasitor na ito ay dapat na may markang 10...22 µF. Kapag nag-wire ng isang naka-print na circuit board sa magkabilang panig na may espesyal na idinisenyong ground bus, ang kapasitor na ito ay dapat na matatagpuan malapit sa gitnang terminal ng paikot-ikot, na magsisiguro ng minimal na conductor inductance. Sa pamamagitan ng isang apat na layer na PCB na may hiwalay na lupa at V IN layer, ang kapasitor ay maaaring mai-install sa power supply point sa board. Sa kasong ito, upang matiyak ang minimum na inductance ng conductor kapag kumokonekta sa kapasitor sa mga layer ng kapangyarihan, kinakailangan na gumamit ng hindi bababa sa dalawang parallel vias sa bawat transition point.

Ang isang smoothing capacitor sa rectifier output ay nagsisiguro ng minimal na output voltage surges. Ang halaga ng kapasitor na ito ay dapat na mga 10...22 µF. Ang isang kapasitor sa input ng regulator ay opsyonal, bagaman sa pagsasanay mga analog circuit, ang paggamit ng maliit na nominal na halaga ng ~47...100 nF ay nagpapabuti sa pagpigil ng ingay at katatagan ng circuit sa panahon ng mga lumilipas na proseso.

Ang pagpili ng kapasitor sa output ng regulator ay depende sa mga kinakailangan para sa katatagan ng regulator sa isang naibigay na load. Ang kapasitor na ito ay nagpapatatag sa internal control circuit at ipinahiwatig sa microcircuit data sheet. Sa karamihan ng mga kaso, sapat na ang paggamit ng ceramic capacitor na may kapasidad na 4.7 ... 10 μF na may mababang epektibong pagtutol. Kaya para sa pamilya TPS763xx gumamit ka lang ng capacitor 4.7 µF.

Pagpili ng transformer

Ang isa sa mga pamantayan para sa pagpili ng isang transpormer para sa isang nakahiwalay na DC/DC converter ay ang produkto ng Vt. Ang tamang napiling halaga ng parameter na ito ay maiiwasan ang saturation ng transformer coil. Upang makamit ito, ang produkto ng Vt ng transpormer ay dapat na mas malaki kaysa sa maximum na produktong Vt na inilapat ng driver. Pinakamataas na boltahe, inilabas SN6501, Ito ang nominal input boltahe +10%. Ang maximum na oras kung kailan ang boltahe na ito ay inilapat sa pangunahing paikot-ikot ng driver ng SN6501 ay isang kalahating cycle ng pinakamababang posibleng dalas sa isang ibinigay na boltahe ng input. Kaya, ang pinakamababang kinakailangan para sa produkto Vt ng isang transpormer ay tinutukoy ng sumusunod na relasyon:

,

Kaugnay ng paggamit ng driver ng SN6501, nakukuha namin ang:

para sa supply boltahe 3.3 V at

para sa boltahe ng supply na 5 V.

Para sa karamihan ng mga low-power na transformer na may output ng center point, ang mga halaga ng Vt parameter ay nasa hanay na 22...150V µs na may mga tipikal na sukat na 10x12mm. Kasabay nito, nagbibigay ang mga transformer na partikular na idinisenyo para sa PCMCIA pinakamaliit na halaga 11V µs at ibinibigay sa isang makabuluhang pinaliit na laki na 6x6mm.

Bagama't karamihan sa mga available na transformer ay nakakatugon sa mga kinakailangan ng Vt at maaaring gamitin kasama ng SN6501, ang ibang mga transformer ay dapat ding isaalang-alang bago ang huling pagpili para sa iyong pinagmulang disenyo. mahalagang mga parameter, tulad ng pagkakabukod boltahe, transpormer kapangyarihan, pagbabagong-anyo ratio.

Depende sa mga kinakailangan ng produkto para sa magnitude ng galvanic isolation, napili ang isang transpormer na nagbibigay ng kinakailangang pagkakabukod sa hanay ng 0.5...6 kV.

Gayundin, ang transpormer ay dapat magkaroon ng ratio ng pagbabagong-anyo na magpapahintulot sa converter na binuo na gumana sa kinakailangang mga alon ng pag-load at sa buong saklaw ng temperatura.

Ang pinakamababang ratio ng pagbabagong-anyo ay tinutukoy ng ratio ng pinakamababang boltahe sa pangalawang paikot-ikot sa pinakamababang boltahe sa pangunahing paikot-ikot, na pinarami ng isang kadahilanan ng pagwawasto na isinasaalang-alang ang kahusayan ng transpormer:

Ang halaga ng V Smin (Figure 7) ay dapat na ganoon, na may pinakamataas na pagbaba sa diode V Fmax, mayroong sapat na boltahe sa input ng regulator para sa karagdagang operasyon nito.

kanin. 7.

Gamit ang data mula sa nakaraang seksyon upang kalkulahin ang minimum na input ng boltahe ng regulator at pagdaragdag ng V Fmax sa halagang ito, makuha namin ang minimum na kinakailangang pangalawang boltahe.

Upang kalkulahin ang pinakamababang boltahe sa pangunahing paikot-ikot na V Pmin, kinakailangang ibawas ang pinakamataas na posibleng drain-source na boltahe ng transistor switch V DSmax mula sa pinakamababang posibleng boltahe sa gitnang terminal V INmin. Kasabay nito, dapat itong isaalang-alang na ang V DSmax ay ang produkto ng pinakamataas na halaga ng R DSon at I D para sa isang ibinigay na boltahe ng supply.

Kaya nakukuha natin ang:

Gamit ang mga expression para sa V Pmin at V Smin, nakakakuha kami ng isang expression para sa pagkalkula ng minimum na ratio ng pagbabagong-anyo:

Bilang isang halimbawa ng pagkalkula ng minimum na ratio ng pagbabago, kumuha tayo ng isang converter circuit na may input na boltahe V IN = 3.3 V at isang output boltahe V OUT = 5 V. Bilang natitirang mga elemento ng circuit, pumili kami ng isang rectifier diode at isang linear pampatatag . Mula sa mga pagtutukoy ng device para sa load na 100 mA at temperatura na 85C°, nakukuha namin ang mga sumusunod na halaga: V Fmax = 0.2 V, V DOmax = 0.2 V, V OUTmax = 5.175 V. Dahil ang SN6501 supply voltage ay 3.3 V, nakukuha namin ang V INmin = 3.234 V, mula din sa pagtutukoy para sa SN6501 kinukuha namin ang mga halaga R DSmax = 3 Ohm at I Dmax = 150 mA. Ang pagpapalit ng data sa itaas sa formula para sa koepisyent ng pagbabago, nakukuha namin ang pinakamababang halaga:

Karamihan sa mga available na komersyal na transformer para sa mga push-pull converter mula sa 3...5 V ay may transformation ratio na 2.0...2.3, na may katumpakan na ±3%

Ang mga halimbawa ng natapos na mga transformer ay ibinigay sa Talahanayan 2.

Talahanayan 2. Mga transformer para gamitin sa SN6501

Coefficient
pagbabagong-anyo
T, Vmks Galvanic
paghihiwalay, V (rms)
Aplikasyon, V Gamit ang LDO Pangalan
1…1,3 11 2500 5…5; 3,3…3,3 Oo
1…1,5 34,4 2500 5…5; 3,3…3,3 Oo
1…2,2 21,5 2500 3,3…5 Oo

Mga halimbawa ng mga handa na solusyon

Ang mga figure 8...13 ay nagpapakita ng mga diagram para sa paggamit ng SN6501 at TPS55010 upang ipatupad ang mga nakahiwalay na interface sa mga system na may 3.3 V na supply ng boltahe Para sa mga system na may 5 V na supply, kakailanganin mo lamang baguhin ang ratio ng pagbabago at piliin ang nais na regulator kung saan ito ay kinakailangan.

Mga halimbawa ng pagpapatupad ng mga nakahiwalay na interface , ang mga prinsipyo sa pagpili na inilarawan sa artikulo nang mas maaga. Dapat ding tandaan ang paggamit ng precision reference boltahe na pinagmumulan at (Figures 12, 13), ang paggamit nito kasabay ng isang DAC/ADC ay nagpapahintulot sa pagbuo ng mga high-precision measurement system.

Mga konklusyon

Gamit ang mga compact driver (SOT23-5) At (QFN16) Kasama ng mga available na low-profile na mga transformer, nagbibigay-daan ito para sa isang simple, compact, galvanically isolated power supply solution. Ang solusyon na ito ay matagumpay na ginamit upang magbigay ng kapangyarihan iba't ibang uri pang-industriya na mga interface ( CAN, RS-485, SPI atbp.). Upang mapadali ang mabilis na pagbuo ng mga galvanically isolated na interface at pag-verify ng functionality ng solusyon na ito, ang Texas Instruments ay nagbibigay ng parehong mga sample ng mga driver mismo at karaniwang mga proyekto at mga development board.

Resibo teknikal na impormasyon, mga sample ng order, paghahatid - e-mail:

Maaaring gamitin ang mga DC/DC voltage converter sa iba't ibang kagamitan, tulad ng computing at kagamitang elektroniko, mga awtomatikong sistema kontrol, sistema ng komunikasyon, atbp.

Ang mga DC/DC converter ay kumpleto sa pagganap na mga device na nagko-convert ng boltahe ng DC sa DC. Ang mga naturang device ay matatagpuan malawak na aplikasyon sa tinatawag na distributed LED power systems, kung saan ang naayos at na-filter na boltahe ng pangunahing network ay direktang ipinamamahagi sa buong powered system, o kino-convert ng DC/DC converter (o ilang converter), na nagbibigay ng antas ng boltahe at kasalukuyang kinakailangan para sa bawat partikular na load .

Ang seksyon ay pinagsama-sama sa pagkakasunud-sunod ng pagtaas ng kapangyarihan ng mga DC/DC converter. Kasama sa paglalarawan ng bawat serye ng mga converter ang:

  • appointment,
  • functionality,
  • saklaw ng temperatura ng pagpapatakbo,
  • magnitude ng mga kawalang-tatag at
  • amplitude ng output boltahe ripple.

Ibinibigay ang mga katangian ng kaligtasan - lakas ng kuryente at paglaban sa pagkakabukod sa pagitan ng mga contact ng input at output ng mga module. Lahat ng DC/DC voltage converter ay galvanically isolated.

Para sa bawat serye ng mga converter, ang bigat ng produkto ay ipinahiwatig at ang mga dimensional na guhit ay ibinigay. Sumusunod ang aming mga taga-disenyo sa mga prinsipyo ng pagpapatuloy, standardisasyon at pag-iisa, at patuloy ang pagsisikap na pahusayin ang mga pag-unlad. Sa istruktura, ang mga MMP-Irbis converter na may lakas na hanggang 200W ay ​​ginawa sa mga kaso ng metal(maliban sa isa- at dalawang-watt na yunit), ay puno ng isang tambalan (sa sarili nating disenyo) at nilayon para sa pag-install sa naka-print na circuit board. Ang lokasyon ng mga pin ay sumusunod sa mga dayuhang pamantayan. Ang inirerekomendang temperatura ng paghihinang sa panahon ng pag-install ay 260ºС. Ang buhay ng serbisyo ng mga module ay 15 taon. Ang panahon ng warranty ng tagagawa ay 36 na buwan.