Izolyatsiya qilingan tok. Tayyor yechimlarga misollar

Izolyatsiya qilingan tok.  Tayyor yechimlarga misollar
Izolyatsiya qilingan tok. Tayyor yechimlarga misollar

Dueyn Rid

Agar DC/DC konvertori arzon bo'lishi va oz miqdorda ishlab chiqarilishi kerak bo'lsa, uni foydalanib tuzing standart yondashuvlar va yechimlar mumkin emas. Kompaniyalar tomonidan ishlab chiqarilgan o'rnatilgan kalitlar yoki odatda, izolyatsiyalangan chiqishlari bo'lgan konfiguratsiya uchun mo'ljallanmagan va qimmat transformatorlardan foydalanishni talab qiladi, bundan tashqari, ularni oz miqdorda sotib olish qiyin. Bundan tashqari, fikr-mulohazalarni ta'minlash uchun integral o'chirish sxemalari odatda opto-izolyatorlar va tegishli boshqaruv chiplarini talab qiladi.

Diskret komponentlardan foydalanadigan muqobil sxema 5 V da 50 mA gacha oqimni etkazib berishga qodir. Devrenning kirish kuchlanishi 8 dan 32 V gacha. Teskari aloqa komponentlariga bo'lgan ehtiyojni bartaraf etish uchun chiqish bosqichi manba sxemasi sifatida ishlab chiqilgan. to'g'ridan-to'g'ri oqim. Siz TL431 kabi parallel regulyatordan yoki hatto oddiy zener diyotidan foydalanishingiz mumkin.

Chiqish kuchlanishi minimal kirish kuchlanishidan past bo'lganligi sababli, izolyatsiya qiluvchi transformator sifatida oddiy 1: 1 transformatordan foydalanish mumkin. Har qanday impuls transformatori ishlaydi umumiy maqsad. Taxminan 0,25 dollarga teng bo'lgan bunday transformatorlar past o'rash sig'imiga ega va o'rashlar orasidagi mukammal izolyatsiyaga ega.

DC/DC konvertoriga arra tishli kuchlanish generatori va kuchli kaskadni boshqaruvchi komparator kerak. Yuk oqimi bo'yicha qayta aloqa transformatorning birlamchi o'rashiga ketma-ket ulangan rezistordan olinadi. Rampa kuchlanish generatorini bir nechta rezistorlar va kondansatkichli op-amp yordamida qilish oson, ammo komponentlarni tejash uchun op-amp er-xotin LM393 komparatorining ikkinchi yarmi bilan almashtiriladi. O'chirish nosimmetrik rampa kuchlanishi bilan ajoyib ishlaydi, shuning uchun himoya diyotlari kerak emas. Transformator T1ning to'yinganlik ehtimolini kamaytirish uchun rampa kuchlanish generatorining maksimal ish aylanishi taxminan 50% ga o'rnatiladi.

Transformator bilan oqim olib qo'yish natijasida nazorat yo'qotishlarini minimallashtirish fikr-mulohaza Oqim nuqtai nazaridan, rampa kuchlanish generatori taxminan 400 kHz chastotada va taxminan 0,5 V amplitudada ishlashi kerak. Aniq chastota va amplituda qiymatlari mos yozuvlar kuchlanishiga bog'liq. O'chirishda mos yozuvlar kuchlanish manbai odatdagi qizil LED yordamida amalga oshiriladi, uning bo'ylab to'g'ridan-to'g'ri kuchlanish pasayishi xona sharoitida juda barqaror.

PWM komparatorining chiqish oqimi etarli emas bevosita nazorat qilish transformator. Shuning uchun, uning ochiq kollektor chiqishiga ulangan pnp tranzistor Q1 va rezistor R12, kuchli chiqish bosqichini tashkil qiladi. Bundan tashqari, kaskad kuchlanish kuchlanishini cheklovchi sifatida ishlaydi. Vaqtinchalik o'tish paytida kuchlanish kuchlanishi komparatorning buzilish kuchlanishidan oshib ketganda, tranzistor ochiladi va kuchlanishni uzadi.

To'liq noan'anaviy dizaynga qaramay, sxema juda yaxshi ishlaydi va Spice modeli non taxtasida olingan natijalarga mos kelishini ko'rsatadi. Va, eng muhimi, sxema juda arzon. Barcha komponentlarning, shu jumladan transformatorning umumiy qiymati bir necha yuz dona partiyalarda sotib olinganda 0,60 dollardan oshmaydi.

Izolyatsiya qilingan yoki izolyatsiyalanmagan DC/DC konvertor: qaysi birini tanlash kerak?

Qaysi biri afzalroq - konfiguratsiya qilingan va sinovdan o'tgan, elektron jihozlar (REA) yig'ilishlari va komponentlariga nisbatan barcha kerakli sertifikatlar va kafolatlarga ega tayyor qurilmani ishlab chiqish, ishlab chiqarish yoki sotib olish? Ushbu mavzu turli nashrlar sahifalarida, shu jumladan "Komponentlar va texnologiyalar" tahririyati jurnallarida bir necha bor ko'tarilgan. DC uchun qo'llaniladi/DC-konvertorlar, bu dilemma ushbu maqola muallifi tomonidan ko'rib chiqilgan. Bu erda "sotib olish" opsiyasining afzalliklari katta raqam kommutatsiya quvvat manbalaridan foydalangan holda oxirgi foydalanish ilovalari ishonchli tarzda oqlandi. Biroq, savol "chetdan tashqari" bo'lib qoldi: agar siz sotib olsangiz, unda nima aniq? Ushbu maqola ushbu bo'shliqni to'ldirishga harakat qiladi.

Hamma narsani yana tortish prova boshqalarqarshi DC/DC konvertoriga nisbatan va ular aytganidek, tomonlarning dalillarini ko'rib chiqib, biz aniq xulosaga keldik - uni sotib olish foydaliroq. Va bizga kerak bo'lgan narsani sotib olish va xato qilmaslik uchun biz, birinchi navbatda, eng muhim masalalarning ma'lum bir doirasi bilan qiziqishimiz kerak, ularning aksariyati batafsil muhokama qilinadi.

Bu erda hech qanday tafsilotlar bo'lmasa-da, keling, DC / DC konvertorini tanlash muammosini bir nechta aniq nuqtalarga qisqartiraylik. Shunday qilib, biz nimani e'tiborga olishimiz kerak:

  1. biz DC/DC konvertorini tanlayotgan mahsulotning maqsadi va tegishli xavfsizlik standartlari ro'yxati, elektromagnit moslashuv va atrof-muhitni muhofaza qilish talablariga muvofiqligi;
  2. diapazon ish harorati;
  3. zarur kirish kuchlanish diapazoni;
  4. joriy yuk oralig'i;
  5. Barcha yuk oralig'ida talab qilinadigan nominal chiqish kuchlanishi (kuchlanishlar) va uni ushlab turishning maqbul aniqligi (ularni), yukning o'zgarishiga (qayta tiklash / ko'tarilish deb ataladigan) javobni hisobga olishni unutmasdan, ma'lum bir turdagi konvertorning boshqaruv halqasining o'ziga xos xususiyatlari, bizning yakuniy mahsulotimiz uchun qabul qilinishi mumkin bo'lmagan vaqtinchalik jarayonga olib kelishi mumkin;
  6. yakuniy yechimimiz uchun konvertorni joylashtirish uchun maqbul maydon va maksimal balandlik profil, uni yakuniy amalga oshirish uchun zarur bo'lgan barcha elementlarni hisobga olgan holda, ya'ni. yechimni to'liq qurilma sifatida ko'rib chiqing;
  7. butun yuk oralig'ida maqbul samaradorlik darajasi;
  8. dagi yakuniy DC/DC konvertor yechimining ishonchliligi real sharoitlar operatsiya;
  9. DC/DC konvertorining yakuniy yechimining chegara narxi va uni yetkazib beruvchini aniqlash.

Guruch. 1. Ikki chiqish kuchlanishiga ega bo'lmagan DC/DC konvertorining namuna topologiyasi

Garchi bugungi kunda bozor DC / DC konvertorlarini taklif qilsa-da, ular aytganidek, har qanday lazzat, rang va byudjet uchun, hamma narsa asosiy savolga to'g'ri keladi: biz izolyatsiya qilingan yoki izolyatsiyalanmagan DC / DC konvertorini sotib olamizmi? Nimani aniq tushunish uchun haqida gapiramiz Keling, qisqacha tushuntirib beraylik: izolyatsiya qilingan konvertor uning chiqishi va kirishi galvanik aloqaga ega emasligini va ma'lum bir dielektrik quvvatga ega bo'lgan izolyatsion to'siq bilan ajratilganligini anglatadi. Ushbu parametr izolyatsion to'siqning kirish va chiqish o'rtasida qo'llaniladigan kuchlanishga qarshiligini ko'rsatadi va ko'p hollarda qurilmani qo'llashning mumkin bo'lgan sohasini belgilaydi. Shunga ko'ra, izolyatsiyalanmagan konvertor o'zining kirish va chiqishi o'rtasida galvanik izolyatsiyani ta'minlamaydi va bu fakt uning ilovalari uchun ham hal qiluvchi ahamiyatga ega. Yuqoridagilarning barchasi elektron dizayn echimlarini belgilaydigan global farqlardir, elektr xususiyatlari va hatto konvertorlarning dizayni.

Bularning barchasi ushbu turdagi DC / DC konvertorlarining narxiga ta'sir qilishi aniq. Bu erda mas'ul ishlab chiquvchi ulardan foydalanishi kerak foydali qoida. Benjamin Franklin buni takrorlashni yaxshi ko'rardi - portreti 100 dollarlik banknotni bezab turgan buyuk amerikalik siyosatchi, diplomat, ensiklopedist, yozuvchi, jurnalist, noshir va ixtirochi. Ma'lumot uchun: aynan u "+" va "-" elektr zaryadlangan holatlar uchun umumiy qabul qilingan belgini kiritgan va barcha zamonaviy kondensatorlarning ajdodi bo'lgan Leyden jarining ishlash tamoyilini tushuntirib bergan. asosiy rol unda dielektrik o'ynaydi, uning o'tkazuvchan plitalarini ajratadi. U aytdi: Tejalgan tiyin - bu orttirilgan tiyinTejalgan tiyin - bu ishlagan tiyin"), bu uning yakuniy mahsulot tannarxini optimallashtirishga bo'lgan munosabatini juda yaxshi tasvirlaydi.

Keling, ushbu pozitsiyadan konvertorlar o'rtasidagi farqlarni batafsil ko'rib chiqaylik (bu bizga keyinroq yordam beradi), hamma narsani yana bir bor torting. prova boshqalarqarshi, va ma'lum bir so'nggi qurilma uchun kerak bo'lgan maxsus konvertor yechimiga to'xtalib o'tamiz. Ya'ni, keling, ishlab chiquvchilar uchun odatiy vasvasadan qochishga harakat qilaylik: "Buni shu erga qo'yamiz, menga yoqadi!" Majburiy dalilga o'xshaydi, shunday emasmi?

Agar narx jihatiga murojaat qilsak, unda umumiy ma'noda Izolyatsiya qilinmagan konvertorlar tabiatiga ko'ra foyda keltiradi. Biroq, bu qat'iy EMC talablariga javob beradigan va yuqori mexanik barqarorlikka ega bo'lgan kirish va chiqish filtrlari bilan qadoqlangan, to'liq echimlarga taalluqli emas. Bu erda narxlardagi farqlar asosan tekislanadi. Izolyatsiya qilinmagan konvertorlar topologiyasiga kelsak, bizda allaqachon klassikaga aylangan va ko'p marta tavsiflangan boost, buck, boost-buck va inverting topologiyalari mavjud. Transformator yordamida ba'zi o'zgartirishlar bilan biz izolyatsiyalanmagan konvertorlar asosida bir nechta, odatda ikkita chiqish kuchlanishiga ega bo'lgan eritmalarni olishimiz mumkin va bu kuchlanishlardan biri izolyatsiya qilinadi, bu esa beradi. butun chiziq ularning izolyatsiya qilingan hamkasblariga xos bo'lgan afzalliklar. Texnik adabiyotlarda va amaliyotda tez-tez uchramaydigan bunday yechimning namunasi shaklda ko'rsatilgan. 1 .

Ushbu topologiya samarali, ammo qo'shimcha sxemada nisbatan kichik oqimlar uchun. Maqola muallifi uni 3,3 V (3,5 A) va –12 V (0,250 mA) ning ikkita kuchlanishini yaratish uchun amalda qo'llagan va uni sanoat kompyuter platasining ATX elektr ta'minoti tizimining bir qismi sifatida ishlatgan. Bularning barchasi yaxshi va yaxshi, lekin modulli shaklda sotib olinadigan to'liq echim emas. O'z-o'zidan, biz maqolaning boshida aniqlaganimizdek, biron bir o'zgartirishni amalga oshirish foyda keltirmaydi - bu qimmat, vaqt talab qiladi va natija kafolatlanmaydi va siz bu masalada mutaxassislarni yollashingiz kerak, biz buni qilmaymiz. bor. Shuni ta'kidlash kerakki, qoida tariqasida, izolyatsiyalanmagan konvertorlar ko'rinishida faqat eng oddiy variantlar mavjud bo'lib, ularning ba'zilari chiziqli stabilizatorlarni samarali almashtirishga qaratilgan.

Guruch. 2. Izolyatsiya qilingan DC/DC konvertor yordamida polaritni konvertatsiya qilish misollari

Izolyatsiya qilinmagan konvertorlarga kelsak, ular PoL (yuklanish nuqtasi) taqsimlangan energiya tizimlarini qurish uchun maqbuldir, ya'ni ular joylashgan joyga bevosita yaqin bo'lgan yuklarni qisqa uzunlikdagi oraliq quvvat bilan quvvatlantirish kerak bo'lganda. avtobuslar. Yana bir variant - kichik shakl faktorli taxtalar uchun quvvat avtobuslarini shakllantirish, bu erda erni taqsimlamasdan qilish mumkin va, afzalroq, gibrid echimlar mavjud bo'lmaganda, ya'ni analog va raqamli bosqichlarning kombinatsiyasi mavjud emas.

Izolyatsiya qilingan DC/DC konvertorlari bizga nima berishi mumkin? To'g'ridan-to'g'ri to'g'ridan-to'g'ri to'g'ridan-to'g'ri to'g'ridan-to'g'ri konvertor kabi "kichik narsa" ning mohiyatini o'rganmaydigan oddiy ishlab chiquvchi uchun (bu loyihaning yakuniy bosqichida uni ta'qib qilishi mumkin), ayniqsa modulli dizaynda, bu faqat bajaradigan xulosalar bilan "qora quti" dir kerakli funksiya, xuddi shu kondansatör yoki tranzistor kabi. Uning asosiy vazifasi tegishli izolyatsion to'siqni va chiqish kuchlanishini yaratishdir zarur quvvat. Biroq, hamma narsa juda oddiy va ravshan emas. Haqiqatan ham, agar muammo faqat izolyatsion to'siqda bo'lsa, masalan, bu taniqli TRACO Electronic kompaniyasining mahsulotlaridan foydalanish misolida ko'rsatilgan. tibbiy asbob-uskunalar yoki asosiy quvvat manbaidan sezilarli masofa tufayli erni taqsimlash zarur bo'lgan taqdirda, tanlov yo'q va hamma narsa aniq. Keyinchalik murakkab masala, masalan, telekommunikatsiya uskunalari va uzun oraliq avtobuslarga ega taqsimlangan energiya tizimlari, shuningdek, kaskadli kaskadli uskunalar.

Izolyatsiya qilingan DC/DC konvertorlari bizga nimani taklif qilishi mumkin? Sergey Kapitsa yoshlarimizning qiziqarli dasturida aytganidek, "Aniq-aql bovar qilmaydigan" "Savol, albatta, qiziq". Uni ochish uchun keling, unga murojaat qilaylik amaliy misollar berilgan. Haqiqat shundaki, izolyatsiya qilingan konvertorlar ba'zi hollarda izolyatsiya qilinmaganlarni muvaffaqiyatli almashtirishi mumkin, bu bizga bir qator afzalliklarni beradi, ko'pincha juda muhim, bu yakuniy mahsulot dizaynini soddalashtiradi.

Izolyatsiya qilingan DC/DC konvertori suzuvchi chiqishga ega, chunki u umumiy simga yoki biz tez-tez aytganimizdek, erga ulanmagan. Xuddi shu tarzda, suzuvchi yozuv ham sodir bo'ladi deb taxmin qilishimiz mumkin. Shuning uchun har qanday izolyatsiya qilingan DC / DC konvertor quvvat avtobus kuchlanishining polaritesini o'zgartirish uchun ishlatilishi mumkin. Izolyatsiya bilan galvanik izolyatsiya talab qilinmasa, lekin mavjud bo'lsa umumiy nuqta ulanish, keyin har qanday chiqish har qanday kirishga, shuningdek, istalgan mos yozuvlar kuchlanishiga bog'lanishi mumkin. Shaklda. 2-rasmda izolyatsiyalangan DC/DC konvertorini kirishdagi musbat kuchlanishdan salbiy chiqish kuchlanishini va aksincha, o'zgartirish uchun ikkita mumkin bo'lgan konfiguratsiya ko'rsatilgan. Va agar siz izolyatsiyalanmagan DC/DC konvertori bilan +5 V dan -15 V ni olishingiz mumkin bo'lsa, -48 V dan +5 V ni olish endi oson emas.

Guruch. 3. Oddiy kuchlanishli dublyor

Izolyatsiya orqali galvanik izolyatsiya talab qilinmaydigan, lekin kirish voltajidan yuqori chiqish voltaji talab qilinadigan DC / DC ilovalari mavjud. IN quyidagi misol shaklda ko'rsatilgan. 3-rasmda kirish kuchlanishidan ikki baravar ko'p bo'lgan chiqish kuchlanishini ishlab chiqaradigan DC/DC konvertoriga asoslangan kuchlanish dublyori ko'rsatilgan.

Bu erda afzalliklar g'alati tuyulgan haqiqatda yashiringan: agar DC / DC konvertori 15 Vt quvvatga mo'ljallangan bo'lsa, u holda 12 V chiqish kuchlanishiga ega bo'lsa, u 1,25 A gacha bo'lgan ish oqimini ta'minlaydi. Biroq, bu chiqish kuchlanish 12 V. Shuning uchun, yuk 1,25 A oqimi bilan 24 V kuchlanish bilan ta'minlanadi, ya'ni, biz 30 Vt umumiy quvvatga ega kirish kuchlanish yuqorida.

Ma'lumki, pastga tushadigan impulsli DC / DC konvertorlarining chiziqli bo'lganlarga nisbatan afzalligi shundaki, ular yukga etkazib beradiganga qaraganda kirishda kamroq oqim iste'mol qiladilar. Agar biz ichki avtobuslarni oraliq avtobusdan iloji boricha sodda va bilan amalga oshirishimiz kerak bo'lsa yaxshi samaradorlik va erlar bo'ylab muqarrar ravishda ajralish, keyin u shaklda ko'rsatilganidan yaxshiroqdir. 4 ta variantni topish qiyin.

Guruch. 4. DC/DC konvertorlari yordamida uchta chiqish kuchlanishli quvvat manbai (Diqqat! Rasm TRACO bazasiga mos ravishda o'zgartirilgan!)

Xulosa qilib aytganda, yana bir muhim va foydali misol. Agar sizda bortda analog va raqamli bosqichlarning "hodgepodge" bo'lsa, ular qo'shimcha ravishda umumiy 5 V quvvatli avtobusga va erga ega bo'lsa (ya'ni, birinchi qarashda, buni ajratib bo'lmaydi), u holda analog integral mikrosxemalar muammolarga duch kelishi mumkin. raqamli signallarni o'tkazuvchi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan sezilarli darajada yuqori chastotali shovqinlari tufayli yuzaga keladi. Bu, ayniqsa, o'lchov, audio yoki video ilovalarida seziladi. Umumiy asosga kelsak, ko'pincha kontaktlarning zanglashiga olib keladigan analog va raqamli qismlari bir xil umumiy signal manbai bo'lgan joyda talab qilinadi. Bu ko'pincha ularni to'liq galvanik ajratishni imkonsiz qiladi.

Shaklda. 5-rasmda 5 V kirish kuchlanishini bir xil 5 V ga teng bo'lgan chiqish kuchlanishiga aylantiradigan ma'nosiz ko'rinadigan sxema ko'rsatilgan va ba'zi sabablarga ko'ra bu izolyatsiyalanmagan aloqada izolyatsiyalangan konvertor tomonidan amalga oshiriladi. Ushbu sxemaning aslida mantiqiy bo'lishining sababi, bunday DC / DC konvertorlarining xususiyatlari va xususiyatlari bilan bog'liq. Va u muammoni hal qilishga yordam beradi.

Guruch. 5. Izolyatsiya qilinmagan +5V dan +5V gacha bo'lgan DC konvertor +5V avtobusni tozalash uchun

Yechimning mohiyati shundan iboratki, konvertorning kirish kuchlanish diapazoni o'zgaruvchanlik va shovqinlardan ma'lum darajadagi notekislik bilan +5 V ni tashkil qiladi va uning chiqish kuchlanishi 5 V ± 0,8% da saqlanadi, shuning uchun bunday konvertor nafaqat shovqinni, balki shovqinni ham tozalaydi. aralashuv, shuningdek, uning kirishidagi har qanday kichik kuchlanish o'zgarishlari, raqamli bosqichlarda muqarrar ravishda yuzaga keladigan kuchlanish va o'tishlarni bostiradi.

Shunga o'xshash sxema (5-rasm) muallif tomonidan seriyali mahsulotlardan birida ishlatilgan maxsus maqsad, unda raqamli bosqichli mikrokontroller, yuqori sezgir kuchaytirgich va yuqori tartibli analog filtrlar bitta juda ixcham bosilgan elektron platada joylashgan. Yechim millivoltning bir qismi darajasida signallar bilan ishlashda juda yuqori samaradorlikni ko'rsatdi.

Guruch. 6. rentgen nurlari taniqli brenddan kommutatsiya stabilizatorining bir qismi (chapdagi rasm) va ushbu mahsulotning raqobatchisi tomonidan yaratilgan nusxasi (o'ngdagi rasm)

Va nihoyat, agar biz izolyatsiyani ajratishdan foydalansak, masalan, telekommunikatsiya uskunalariga qo'yiladigan talablar darajasida, u holda juda yuqori izolyatsiya to'sig'iga qarshilik ko'rsatadigan DC / DC konvertorlarini ta'qib qilish va ulardan foydalanishga arziydimi? Agar sizning mablag'ingiz kam bo'lsa va mijoz sizning parvozingizni xotirjamlik bilan qabul qilsa, bu sizning huquqingiz, siz hatto inleyli konvertorga ham buyurtma berishingiz mumkin va menga ishoning, ular buni tayyorlab, sizga etkazib berishadi. Faqat mas'uliyatli dasturchi Benjamin Franklin qoidasidan foydalanishi kerak.

Maqolaning boshida aytib o'tilganidek, ishlab chiquvchilarga ko'plab ishlab chiqaruvchilarning turli xil DC / DC konvertorlari taklif etiladi. Bu erda esda tutish kerakki, ziqna ikki marta to'laydi va muhim mahsulotlar uchun shubhali takliflarga tushmaydi. past narxlar. Agar siz bir xil ism bir xil echimni yashiradi deb o'ylasangiz, unda siz chuqur adashasiz. Mashhur brendning nusxasi faqat bir xil bo'lishi mumkin tashqi ko'rinish va sarlavha. Aniq misol rasmda ko'rsatilgan. 6.

Guruch. 7. TEL Series 8 TRACO Electronic-dan ajratilgan 8 Vt DC/DC konvertorlari

Biz tekshirishga muvaffaq bo'lganimizdek, DC/DC konvertorlari bilan bir xil nomlar, butunlay boshqacha dizaynlarga ega bo'lishi mumkin. Shuning uchun maqolaning boshida orasida muhim masalalar Ishonchli yetkazib beruvchini topish haqida gapirildi. Shunday qilib, taniqli brendlar bilan muomala qilish yaxshiroq va xavfsizroq, shunda siz o'zingizning pulingizga barcha talablaringizga to'liq javob beradigan mahsulotni ishonch bilan olishingiz mumkin va loyiha mijozi oldida ham, uning oldida ham qizarib ketishingiz shart emas. siz ishlab chiqqan mahsulotning oxirgi iste'molchisi.

Ushbu vaqt sinovidan o'tgan brendlardan biri TRACO Electronic kompaniyasi bo'lib, u 2016 yil dekabr oyida savdo belgisi ostida ishlab chiqarilgan 8 Vt quvvatga ega TEL 8 yuqori sifatli telekom konvertorlari liniyasini ishga tushirdi (7-rasm).

Ushbu konvertorlar nafaqat yuqoriligi bilan ajralib turadi texnik xususiyatlar va kichik o'lchamlar, lekin yuqori ishonchlilik (kamida 1 million soat), izolyatsiyaning dielektrik kuchi (1800 V/1 s va 1500 V/60 s), yuqori aniqlik nominal chiqish kuchlanishini (± 2%) va uning barqarorligini (butun diapazonda kirish kuchlanishini o'zgartirganda 0,8% va butun yuk oralig'ida 1% - noldan maksimalgacha), ishlab chiqilgan haddan tashqari yuk himoyasi (150%) o'z-o'zidan shifo (hiccup ), qabul qilib bo'lmaydigan darajada past kirish kuchlanishi va EN 61000-4-2 standarti talablari darajasida elektrostatika (havo ± 8 kV, aloqa ± 6 kV). TEL 8 seriyali konvertorlar elektromagnit moslik talablariga javob beradi va 10 V/m gacha bo'lgan maydon kuchlari bilan tashqi shovqinlarga chidamli (EN 61000-4-3 standarti). Konvertorlar metall alyuminiy korpuslarda va eng muhimi, EN55022 sinf A standartiga muvofiq o'rnatilgan elektromagnit shovqinlarni bostirish filtri bilan TEL 8 seriyali konvertorlarning ish harorati oralig'i -40 ... +80 °C ni tashkil qiladi maksimal harorat+105 ° C gacha bo'lgan korpus. Konvertorlar dengiz sathidan 4000 m gacha balandlikda ishlaydigan uskunalarda ishlatilishi mumkin, barcha zarur xavfsizlik sertifikatlariga ega va RoHS direktivasi talablariga javob beradi. Asosiy elektr parametrlari, qilishingizga imkon beradi oldindan tanlash kerakli konvertor jadvalda keltirilgan. 1. TRACO Electronic TEL 8 Series invertorlari uchun toʻliq maʼlumotlar va sertifikatlarni olish uchun havolalar toʻgʻridan-toʻgʻri maʼlumotlar sahifasidan mavjud.

1-jadval

Adabiyot

  1. Rentyuk V. Izolyatsiya qilingan kam quvvatli DC / DC konvertor: qilish yoki sotib olish? // Elektrchi. 2012 yil. 12-son.
  2. Rentyuk V. Zamonaviy DC / DC konvertorlarining yangi imkoniyatlari: tanlov va odatiy ilovalar bo'yicha qaror qabul qilish xususiyatlari // Elektrikchi. 2015. № 7–9.
  3. Arzon narxlardagi, ko'p chiqishli DC-DC konvertorlarini loyihalash. ILOVA ISHLATI, Würth Elektronik eiSos 2013-09-10.
  4. Rentyuk V., Filatov V. Yuqori izolyatsiyani buzish kuchlanishli quvvat manbalari. Xavfsizlik birinchi navbatda // Komponentlar va texnologiyalar. 2016 yil. 3-son.
  5. Stiv Roberts. DC/DC BILIMLAR KITOBI: Foydalanuvchi uchun amaliy maslahatlar. Ikkinchi nashr, 2015 yil.
  1. DC/DC konvertori TEL 8 seriyali, 8 vatt Rev. 21 dekabr, 2016 yil. http://assets.tracopower.com/20170126153146/TEL8/documents/tel8-datasheet.pdf

Laboratoriya elektr ta'minotini yig'ish uchun taniqli to'plamga allaqachon o'ndan ortiq sharhlar va takomillashtirishlar kiritilgan, ammo bu modifikatsiya bilan men uni "transformatordan mustaqil" qilishga muvaffaq bo'ldim, endi u o'zgaruvchan kuchlanishni talab qilmaydi va ishlaydi. to'g'ridan-to'g'ri kuchlanishda ajoyib!

Ushbu to'plamni sotib olgandan so'ng ( ajoyib sharh, bu mening ilhomim bo'lgan, bu erda: ), Men barcha sharhlarni diqqat bilan o'qib chiqdim va sizning tavsiyalaringiz bo'yicha hamma narsani qildim - men kirish diodlarini Schottky ga o'zgartirdim, hamma joyda yuqori sifatli elektrolitlar o'rnatdim.

Ammo transformator muammosi paydo bo'ldi, bizda sovet og'irligi bor, u g'o'ng'ir va katta, ammo og'irligi tufayli Xitoydan buyurtma berish qimmat. Men o'ylab o'tirdim, Kirichning sharhi tufayli men hech qanday muammosiz ishlaydigan kuchaytirgich uchun salbiy kuchlanish kuchlanishini olish uchun transformator ishlatilishini bilardim. Agar biz salbiy kuchlanishni olsak nima bo'ladi? muqobil usul? Men o'yladim va boshqa laboratoriya quvvat manbaidan op-ampga quvvat berib, tajriba o'tkazdim. Har bir narsa mukammal ishladi, shuning uchun men ushbu konvertorlarga buyurtma berdim va sxemani tubdan o'zgartirishga qaror qildim.

Barcha o'zgarishlar fotosuratda ko'rinadi, ularni darhol o'rnatib bo'lmaydi. Bular kirish diodlari (barcha 4 dona), ikkita 1N4148 diod, 82 ohm qarshilik, 47 uF kondansatör, 5,1 V zener diyot va 220 ohm qarshilik, uni jumper bilan almashtiring.

7824 stabilizator o'rniga biz 7805-da lehimlaymiz va fan ulanishi o'rniga biz kondansatör qo'yamiz (men 330 uF 16 volt o'rnatdim, siz shunga o'xshash parametrlarga ega bo'lgan boshqasini qo'yishingiz mumkin) va kondansatkichning yonida biz 4 teshik ochamiz. biz konvertorni joylashtiramiz.

dan boshqa yaxshilanishlar teskari tomon Plitalarni quyidagi fotosuratda ko'rish mumkin. Men qo'shimcha ravishda 0,1 mkF kondansatörni kirishga parallel ravishda lehimladim.

Men qizil va qora simlarni kirish rektifikator diodlarining oyoqlari uchun teshiklarga lehimladim - endi ularga quvvat beriladi. Suratda LED ham lehimlanmagan va sozlash rezistorlari to'g'ridan-to'g'ri taxtada va 0,47 ohm ham joyida. Yakuniy versiyada 0,47 ohm o'rniga 0,1 ohm qo'yaman, rezistorlar 10 burilish, LED esa old panelda bo'ladi.

Men 24 volt 3 amper uchun quvvat manbaiga buyurtma berdim, shuningdek, hurmatli Kirich () tomonidan ko'rib chiqilgan. Narxlari va vazni bo'yicha u kerakli o'lchamdagi transformatordan arzonroq bo'lib chiqadi.

Sizning so'rovingiz bo'yicha men takomillashtirish sxemasini joylashtiraman.

Umid qilamanki, ushbu modifikatsiya siz uchun foydali bo'ladi va uni takrorlash qiyin emas. Hurmat bilan, sizning Anna :)


Men +38 sotib olishni rejalashtiryapman Sevimlilarga qo'shing Menga sharh yoqdi +85 +151

Har qanday turdagi sanoat interfeyslarini qurishda, ishlab chiquvchilar hal qiladigan masalalardan biri bu galvanik izolyatsiyadan foydalanish zarurati. Va ko'p hollarda javob bu savol elektr xavfsizligini oshirish, umumiy rejim shovqinlarining ta'sirini kamaytirish, yuqori voltli ta'sirlardan himoya qilish, tuproqli konturning uzilishini amalga oshirish va boshqalar kabi muammolarni hal qilish zarurligiga bog'liq. Galvanik izolyatsiyaga bo'lgan ehtiyoj aniqlangandan va izolyatsiya qilingan interfeysni amalga oshirish uchun elementlar tanlanganidan keyin hal qilinishi kerak bo'lgan keyingi savol - signal liniyasini quvvat bilan ta'minlash. Bugungi kunda izolyatsiyalangan DC/DC konvertorlarini amalga oshirish uchun ko'plab echimlar mavjud, ammo ko'pincha izolyatsiya qilingan interfeysni yaratish uchun arzon, kichik o'lchamli yechim talab qilinadi. Ushbu dastur uchun Texas asboblari haydovchilarni taklif qiladi va . Ilovaga asoslanib, mikrosxemani taxminan yuk kuchiga bo'lish mumkin: SN6501 0,5 Vt dan kam quvvatlar uchun mo'ljallangan va TPS55010 2 Vt dan kam quvvatlar uchun mo'ljallangan. Chiqish quvvatidagi farqlar korpus va ichki sxemalar bilan belgilanadi, shuning uchun SN6501 SOT23 paketidagi surish-pull konvertor sxemasi bo'yicha ishlab chiqariladi va TPS55010 Flybuck arxitekturasini amalga oshirish uchun transformator drayveri bo'lib, 16-bandda ishlab chiqariladi. -pin QFN to'plami (3x3 mm).

SN6501 haqida umumiy ma'lumot

SN6501 transformator drayveri kam xarajatli, kichik o'lchamli izolyatsiyalangan DC/DC konvertorlari uchun mo'ljallangan va surish-pull boshqaruv sxemasini amalga oshiradi. Ushbu drayver SOT23-5 paketida ishlab chiqarilgan. Mikrosxema soat generatorini, tranzistorni boshqarish sxemasini va ikkita N-kanalli MOSFETni o'z ichiga oladi. Tranzistorni haydash sxemasi chastota bo'luvchi va mantiqiy sxemani o'z ichiga oladi, bu vaqt oralig'ini bir-birining ustiga chiqmasdan qo'shimcha chiqish signallarini beradi (1-rasm).

Guruch. 1.

Jeneratorning chiqish chastotasi asinxron bo'luvchiga beriladi, u 50% ish aylanishi bilan qisqartirilgan chastotali ikkita qo'shimcha chiqish signallari S va / S ni ta'minlaydi. Keyingi mantiq orasiga "o'lik zona" qo'shadi yuqori darajalar ikkita signal. Olingan signallar G1 va G2 Q1 va Q2 chiqish tranzistorlarining eshikni boshqarish signallari. 2-rasmda ko'rsatilganidek, mantiqiy bir darajali boshqaruv signali (G1, G2) har qanday darvozaga qo'llanilishidan oldin, unga qisqa interval qo'shiladi, bunda ikkala signal ham "past" holatda bo'ladi va ikkalasi ham tranzistorlar, mos ravishda, yuqori empedansda. Bu qisqa muddat birlamchi o'rashning terminallari orasidagi qisqa tutashuvni oldini olish uchun zarur va vaqt oralig'ini bir-birining ustiga chiqmasdan ishlash rejimini ta'minlaydi.

Guruch. 2.

TPS55010 haqida umumiy ma'lumot

TPS55010 asl Flybuck topologiyasida ishlash uchun mo'ljallangan transformator drayveri. Mikrosxema termal prokladkali kichik o'lchamli QFN paketida ishlab chiqariladi. Ichki sxema sozlanishi osilatorni (0,100...2 MGts) o'z ichiga oladi, undan sinxronlash imkoniyati mavjud. tashqi signal, PWM sxemasi, yarim ko'prik, haroratni muhofaza qilish, kuchlanishdan himoya qilish (3-rasm). Chiqish kuchlanishini o'rnatish uchun oqim nazorati bilan o'rnatilgan yarim ko'prik ishlatiladi. O'chirish, shuningdek, yumshoq ishga tushirish imkoniyatini ta'minlaydi, bu kondansatörni SS piniga ulash orqali ta'minlanadi.

Guruch. 3.

TPS55010 ni Flybuck topologiyasida quvvatlantirganda, transformator flyback konvertori bilan bir xil tarzda ulanadi, kirish va chiqish voltaji o'rtasidagi munosabat an'anaviy pastga tushiruvchi transformator/konvertorda bo'lgani kabi aniqlanadi. Ya'ni, chiqish kuchlanishi birlamchi kontaktlarning zanglashiga qarab belgilanadi va qo'shimcha optokuplni ishlatishning hojati yo'q (4-rasm). Konverterning yuqori samaradorligi (80% dan ortiq) yarim ko'prikni amalga oshirish uchun o'rnatilgan MOSFET tranzistorlaridan foydalanish bilan belgilanadi.

Guruch. 4.

Rivojlanishni soddalashtirish uchun hamkorlik TPS55010 chipi bilan kompaniya tomonidan ishlab chiqarilgan tayyor transformatorlar mavjud Wurth(transformatsiya nisbati 1:2,5 va galvanik izolyatsiyasi 2,5 kV, transformatsiya nisbati 1:8, bipolyar chiqish va galvanik izolyatsiyasi 2 kV).

Push-pull konvertorning ishlash printsipi

DC/DC konvertorlarida kuchlanishni birlamchi zanjirdan ikkilamchi zanjirga o'tkazish usullaridan biri markazga ulangan transformator bilan birgalikda surish-pull konvertoridan foydalanishdir.

Surish-pull konvertorning ishlash printsipi 5-rasmda ko'rsatilgan. Birinchi bosqichda Q 1 yopilganda, V IN kuchlanishi birlamchi o'rashning pastki qismidan oqim o'tishi uchun sharoit yaratadi va shu bilan salbiy hosil qiladi. o'rta nuqtaga nisbatan kuchlanish. Shu bilan birga, birlamchi o'rashning yuqori yarmida kuchlanish o'rta nuqtaga nisbatan ijobiy bo'ladi va Q 2 orqali oqimning oldingi qiymatini saqlaydi, bu esa hozirgi holat ochiq Shunday qilib, har biri V IN kuchlanishiga ega bo'lgan ikkita kuchlanish manbalari ketma-ket ulanadi va erga nisbatan 2 V IN ga teng potentsial yaratadi. Birlamchi o'rashdagi kabi bir xil polaritning kuchlanishi ham ikkilamchi bo'ladi. Shuning uchun, CR 1 diodasi ikkilamchi o'rashning yuqori qismining ijobiy potentsiali bilan oldinga yo'naltirilgan bo'ladi. Ikkilamchi o'rash oqimi CR 1 diodidan oqib o'tadi, kondansatörni zaryad qiladi va R L yuki orqali tuproqli markaz nuqtasiga qaytadi.

Guruch. 5.

Ikkinchi bosqichda (5-rasm), Q 2 yopilganda, Q 1 yuqori empedans holatiga o'tadi va birlamchi va ikkilamchi sariqlardagi kuchlanishlarning polaritesi o'zgaradi. IN Ushbu holatda Birlamchi o'rashning pastki uchi erga nisbatan 2 V IN da. Endi CR 2 oldinga yo'naltirilgan, CR 1 esa teskari yo'naltirilgan va oqim ikkilamchi o'rashning pastki uchidan CR 2 diodi orqali sig'imni to'ldiradi va yuk orqali markaziy terminalga qaytadi.

Asosiy magnitlanish effekti

Magnit materialda quvvat manbai yo'qotishlarini kamaytirish uchun yadroning magnitlanish ta'sirini hisobga olish kerak. 6-rasmda push-pull konvertor uchun ideal magnitlanish egri chizig'i ko'rsatilgan, bu erda B - magnit oqim zichligi va H - kuch. magnit maydon. Q 1 o'tkazuvchan holatda bo'lsa, magnit oqimi A dan A' ga o'zgaradi va Q 2 yopilganda, oqim A' dan A ga qaytadi. Oqimdagi farq va shunga mos ravishda zichlik birlamchi o'rash V P kuchlanishining mahsulotiga proportsionaldir. vaqt t ON davomida u qo'llaniladigan: B » V P g t ON.

Guruch. 6.

Ushbu mahsulot muhim ahamiyatga ega, chunki u har bir o'tish davrida yadroning magnitlanishini aniqlaydi. Agar konvertorning ikki fazasi uchun kuchlanish va vaqt mahsuloti bir xil bo'lmasa, oqim zichligining assimetriyasi B-H egri chizig'ining dastlabki holatiga nisbatan siljishiga olib keladi. Muvozanat tiklanmasa, har bir keyingi tsikl bilan egilish kuchayadi va asta-sekin transformator to'yinganlik hududiga o'tadi.

Biroq, MOSFET kanali qarshiligining ijobiy harorat koeffitsienti tufayli SN6501 chiqish tranzistori "Vg't" nomutanosibligini o'z-o'zidan tartibga soladi. Uzunroq vaqt tonnasi bo'lsa, oqim oqimi asta-sekin tranzistorni isitadi, bu esa RDSonning oshishiga olib keladi. Yuqori qarshilik yuqori VDSga olib keladi. Va birlamchi o'rash kuchlanishi doimiy kirish voltaji V IN va MOSFET, V P = V IN - V DS bo'ylab kuchlanish pasayishi o'rtasidagi farq bo'lgani uchun, V P kuchlanishi asta-sekin kamayadi va shu bilan muvozanatni tiklaydi.

Shuni ta'kidlash kerakki, mashhur e'tiqodga qaramasdan, tartibga solinmagan konvertorning chiqish kuchlanishi (V OUT) yuk oqimining katta o'zgarishi bilan sezilarli darajada kamayadi. Minimal yukda V OUT va V OUT da o'rtasidagi farq maksimal yuk ulangan mikrosxemalarning besleme kuchlanish diapazonidan oshib ketishi mumkin. Shuning uchun, maksimal mumkin bo'lgan samaradorlikni saqlab, barqaror, yukdan mustaqil quvvatni ta'minlash uchun, surish-pull konvertor bilan birgalikda past tushishli chiziqli regulyatordan foydalanish tavsiya etiladi. Konverter sxemalariga misollar 8-13-rasmlarda ko'rsatilgan.

Guruch. 8.

Guruch. 9.

Guruch. 10.

Guruch. o'n bir.

Guruch. 12.

Guruch. 13. Izolyatsiya qilingan I 2 C interfeysi 4 ta kirish va 4 ta chiqishga ega axborotni yig'ish tizimini joriy qilish uchun.

Lineer LDO regulyatorini tanlash

Lineer kuchlanish regulyatorini tanlashda quyidagi talablarni hisobga olish kerak:

    Regulyatorning joriy tashish hajmi mahsulotdagi belgilangan yuk oqimidan biroz oshib ketishi kerak. Misol tariqasida, 100 mA yuk oqimi uchun 100 ... 150 mA oqim quvvatiga ega regulyatorni tanlash kerak. Yuqori oqim regulyatoridan foydalanish ham mumkin bo'lsa-da, bu samaradorlikka olib keladi, chunki bunday regulyatorlar odatda yuqori kuchlanish pasayishiga ega.

    Olish uchun maksimal samaradorlik Ishlaydigan yuk oqimidagi regulyatorning ichki kuchlanish pasayishi (V DO) minimal bo'lishi kerak. Byudjet 150 mA regulyatorlar uchun odatda 100 mA da ~ 150 mV. Bunday holda, ushbu qiymat berilgan shartlarga e'tibor qaratish lozim, chunki bunday past qiymat odatda qachon ko'rsatilgan xona harorati va harorat o'zgarishi bilan bir necha marta ortishi mumkin, bu esa o'z navbatida kirish kuchlanish talablarini oshiradi.

Regulyatorning ishlashini ta'minlash uchun etarli bo'lgan minimal kirish kuchlanishi quyidagicha aniqlanadi: V Imin = V DOmax + V OUTmax. Ya'ni, V I talab qilingan eng yomon holatni aniqlash uchun biz ma'lum bir oqimda ma'lum bir regulyator uchun belgilangan V DO va V OUT ning maksimal qiymatlarini olishimiz va ularni birlashtirishimiz kerak. Shuningdek, ma'lum bir oqim yuki uchun rektifikatorning chiqish kuchlanishi V Imin ga teng yoki undan katta ekanligiga ishonch hosil qilishingiz kerak. Aks holda, regulyatorning kirishidagi har qanday o'zgarish o'zgarishsiz chiqishga uzatiladi, chunki regulyator barqarorlikni ta'minlay olmaydi va o'zini oddiy o'tkazgich kabi tutadi.

Regulyatorning maksimal kirish kuchlanishi rektifikatorning yuksiz chiqishidagi kuchlanishdan kattaroq bo'lishi kerak. Uchun mavzu bu holat birlamchi o'rashda oqim aks etmaydi, shuning uchun RDSon ga kuchlanish pasayishi ta'sirini yo'q qiladi va birlamchi o'rashda maksimal kuchlanishga erishadi. Bu ikkilamchi o'rashda maksimal kuchlanishga erishadi: V Smax = V INmax g' n, bu erda V INmax konvertorning maksimal kirish kuchlanishi va n - transformatsiya nisbati. Shunday qilib, oldini olish uchun mumkin bo'lgan zarar regulyator, uning maksimal kirish kuchlanishi V Smax dan yuqori bo'lishi kerak. 1-jadvalda 100 mA push-pull konvertorlarida keng tarqalgan bo'lib qo'llaniladigan turli transformatsiya nisbatlarida maksimal ikkilamchi kuchlanish ko'rsatilgan.

Jadval 1. Har xil push-pull konfiguratsiyalari uchun talab qilinadigan maksimal LDO kirish kuchlanishlari

Push-pull konvertori LDO
Konfiguratsiya V INmax, V Koeffitsient
transformatsiya
VSmax, V V Imax, V
3,3 V V IN / 3,3 V V OUT 3,6 1,5 ±3% 5,6 6…10
3,3 V V IN / 5 V V OUT 3,6 2,2 ±3% 8,2 10
5 V V KIRISH / 5 V V V OUT 5,5 1,5 ±3% 8,5 10

Rektifikator diodini tanlash

Konverter chiqishida mumkin bo'lgan maksimal kuchlanishni ta'minlash uchun to'g'rilash diodasi past kuchlanish pasayishiga ega bo'lishi kerak. Shuningdek, diod yuqori chastotali o'tish rejimida ishlatilganda, masalan. 450 kHz chastotasi bilan tez bo'shatish vaqtlarini ta'minlashi kerak. Schottky diodlari bu ikkala xususiyatga ega va shuning uchun push-pull konvertor ilovalarida foydalanish tavsiya etiladi. Bunday diodaning misoli ham bo'ladi STP0520Z 100 mA oqimda odatda 300 mV tushishi bilan. ±10 V va undan yuqori kabi katta chiqish kuchlanishlari uchun mos keladi , 30 V kuchlanishda ishlashni ta'minlash.

Kondensator tanlash

Quyida keltirilgan sxemalarda (8...13-rasmlar) barcha kondensatorlar ko'p qatlamli keramik kondansatkichlardir (MLCC). Quvvatni ajratish kondensatori sifatida 10...100 nF oralig'idagi sig'im ishlatiladi. Birlamchi o'rashning markaziy terminaliga ulangan kirish tekislash kondensatori kommutatsiya paytida undagi ish oqimlarini ushlab turadi. Minimal emissiyani ta'minlash uchun bu kondansatör 10...22 mF deb baholanishi kerak. Bosilgan elektron platani har ikki tomondan maxsus mo'ljallangan tuproqli avtobus bilan ulashda, bu kondansatör o'rashning markaziy terminali yaqinida joylashgan bo'lishi kerak, bu minimal o'tkazgich indüktansını ta'minlaydi. Alohida tuproqli va V IN qatlamlari bo'lgan to'rt qavatli PCB bilan plataga quvvat manbai nuqtasida kondansatör o'rnatilishi mumkin. Bunday holda, kondansatkichni quvvat qatlamlariga ulashda o'tkazgichning minimal indüktansını ta'minlash uchun har bir o'tish nuqtasida kamida ikkita parallel yo'lni ishlatish kerak.

Rektifikator chiqishidagi yumshatuvchi kondansatkich chiqish kuchlanishining minimal kuchlanishini ta'minlaydi. Ushbu kondansatörning qiymati taxminan 10...22 mF bo'lishi kerak. Regulyatorning kirish qismidagi kondansatör, amalda bo'lsa ham, ixtiyoriy analog sxemalar, ~47...100 nF kichik nominal qiymatdan foydalanish shovqinni bostirishni va vaqtinchalik jarayonlarda sxemaning barqarorligini yaxshilaydi.

Regulyatorning chiqishida kondansatkichni tanlash regulyatorning ma'lum bir yukda barqarorligi uchun talablarga bog'liq. Ushbu kondansatör ichki boshqaruv pallasini barqarorlashtiradi va mikrosxemaning ma'lumotlar varag'ida ko'rsatilgan. Ko'pgina hollarda, past samarali qarshilik bilan 4,7 ... 10 mF quvvatga ega bo'lgan seramika kondansatkichdan foydalanish etarli bo'ladi. Shunday qilib, oila uchun TPS763xx faqat kondansatör foydalaning 4,7 mkF.

Transformator tanlash

Izolyatsiya qilingan DC / DC konvertor uchun transformatorni tanlash mezonlaridan biri Vt mahsulotidir. Ushbu parametrning to'g'ri tanlangan qiymati transformator bobini to'yinganligini oldini oladi. Bunga erishish uchun transformatorning Vt mahsuloti haydovchi tomonidan qo'llaniladigan maksimal Vt mahsulotidan kattaroq bo'lishi kerak. Maksimal kuchlanish, berilgan sana SN6501, Bu nominal kirish kuchlanishi +10%. Ushbu kuchlanish SN6501 drayveri tomonidan birlamchi o'rashga qo'llaniladigan maksimal vaqt ma'lum bir kirish voltajida mumkin bo'lgan minimal chastotaning yarim davridir. Shunday qilib, transformator Vt mahsulotiga minimal talablar quyidagi munosabat bilan aniqlanadi:

,

SN6501 drayverini ishlatish bilan bog'liq holda biz quyidagilarni olamiz:

besleme zo'riqishida 3,3 V va

5 V kuchlanish uchun.

Markaziy nuqta chiqishi bo'lgan ko'pgina kam quvvatli transformatorlar uchun Vt parametrining qiymatlari odatda 10x12 mm o'lchamlari bilan 22 ... 150V mks oralig'ida. Shu bilan birga, PCMCIA uchun maxsus ishlab chiqilgan transformatorlar ta'minlaydi eng kichik qiymatlar 11V mks va sezilarli darajada qisqartirilgan 6x6 mm o'lchamda taqdim etiladi.

Ko'pgina mavjud transformatorlar Vt talablariga javob berishi va SN6501 bilan birgalikda ishlatilishi mumkin bo'lsa-da, manba dizayni uchun yakuniy tanlovdan oldin boshqa transformatorlar ham ko'rib chiqilishi kerak. muhim parametrlar, izolyatsiya kuchlanishi, transformator quvvati, transformatsiya nisbati kabi.

Galvanik izolyatsiyaning kattaligi uchun mahsulot talablariga qarab, 0,5 ... 6 kV oralig'ida zarur izolyatsiyani ta'minlaydigan transformator tanlanadi.

Bundan tashqari, transformator ishlab chiqilayotgan konvertorning kerakli yuk oqimlarida va butun harorat oralig'ida ishlashiga imkon beradigan transformatsiya nisbatiga ega bo'lishi kerak.

Minimal transformatsiya nisbati ikkilamchi o'rashdagi minimal kuchlanishning birlamchi o'rashdagi minimal kuchlanishga nisbati bilan aniqlanadi, bu transformatorning samaradorligini hisobga olgan holda tuzatish koeffitsientiga ko'paytiriladi:

V Smin qiymati (7-rasm) shunday bo'lishi kerakki, V Fmax diodasi bo'ylab maksimal pasayish bilan regulyatorning kirishida uning keyingi ishlashi uchun etarli kuchlanishni ta'minlaydi.

Guruch. 7.

Regulyatorning minimal kirish kuchlanishini hisoblash va bu qiymatga V Fmax qo'shish uchun oldingi bo'limdagi ma'lumotlardan foydalanib, biz minimal talab qilinadigan ikkilamchi kuchlanishni olamiz.

V Pmin birlamchi o'rashidagi minimal kuchlanishni hisoblash uchun V INmin markaziy terminalidagi minimal mumkin bo'lgan kuchlanishdan V DSmax tranzistorli kalitining maksimal mumkin bo'lgan drenaj manbai kuchlanishini olib tashlash kerak. Shu bilan birga, V DSmax ma'lum bir ta'minot kuchlanishi uchun R DSon va I D maksimal qiymatining mahsuloti ekanligini hisobga olish kerak.

Shunday qilib, biz olamiz:

V Pmin va V Smin uchun ifodalardan foydalanib, minimal transformatsiya nisbatini hisoblash uchun ifodani olamiz:

Minimal transformatsiya koeffitsientini hisoblash misoli sifatida kirish kuchlanishi V IN = 3,3 V va chiqish kuchlanishi V OUT = 5 V bo'lgan konvertor sxemasini olaylik. Sxemaning qolgan elementlari sifatida biz rektifer diodini va chiziqli chiziqni tanlaymiz. stabilizator . 100 mA yuk va 85C ° harorat uchun qurilmaning texnik xususiyatlaridan biz quyidagi qiymatlarni olamiz: V Fmax = 0,2 V, V DOmax = 0,2 V, V OUTmax = 5,175 V. SN6501 besleme zo'riqishida 3,3 V bo'lgani uchun, biz V INmin = 3,234 V ni olamiz, shuningdek, SN6501 spetsifikatsiyasidan biz R DSmax = 3 Ohm va I Dmax = 150 mA qiymatlarini olamiz. Yuqoridagi ma'lumotlarni transformatsiya koeffitsienti formulasiga almashtirib, biz minimal qiymatni olamiz:

3...5 V kuchlanishli surish konvertorlari uchun mavjud bo'lgan ko'pgina tijorat transformatorlari ±3% aniqlik bilan 2,0...2,3 transformatsiya nisbatiga ega.

Tayyor transformatorlarga misollar 2-jadvalda keltirilgan.

2-jadval. SN6501 bilan ishlash uchun transformatorlar

Koeffitsient
transformatsiya
VxT, Vmks Galvanik
izolyatsiya, V (rms)
Ariza, V LDO dan foydalanish Ism
1…1,3 11 2500 5…5; 3,3…3,3 Ha
1…1,5 34,4 2500 5…5; 3,3…3,3 Ha
1…2,2 21,5 2500 3,3…5 Ha

Tayyor yechimlarga misollar

8...13-rasmda 3,3 V kuchlanishli tizimlarda izolyatsiyalangan interfeyslarni amalga oshirish uchun SN6501 va TPS55010 dan foydalanish diagrammalari ko'rsatilgan talab qilinadi.

Izolyatsiya qilingan interfeyslarni amalga oshirishga misollar , tanlov tamoyillari avvalroq maqolada tasvirlangan. Shuni ham ta'kidlash kerakki, aniq mos yozuvlar kuchlanish manbalaridan foydalanish va (12, 13-rasmlar), ulardan DAC/ADC bilan birgalikda foydalanish yuqori aniqlikdagi o'lchov tizimlarini ishlab chiqishga imkon beradi.

xulosalar

Yilni drayverlardan foydalanish (SOT23-5) Va (QFN16) Mavjud past profilli transformatorlar bilan birgalikda u oddiy, ixcham, galvanik izolyatsiyalangan elektr ta'minoti yechimiga imkon beradi. Ushbu yechim quvvatni ta'minlash uchun muvaffaqiyatli ishlatilgan har xil turlari sanoat interfeyslari ( CAN, RS-485, SPI va hokazo.). Galvanik izolyatsiyalangan interfeyslarni jadal rivojlantirish va ushbu yechimning funksionalligini tekshirishni osonlashtirish uchun Texas Instruments drayverlarning o'zlari va namunalarini taqdim etadi. standart loyihalar va rivojlanish kengashlari.

Kvitansiya texnik ma'lumotlar, namunalarni buyurtma qilish, yetkazib berish - elektron pochta:

DC/DC kuchlanish konvertorlari turli uskunalarda, masalan, hisoblash va elektron uskunalar, avtomatlashtirilgan tizimlar boshqaruv, aloqa tizimlari va boshqalar.

DC / DC konvertorlari doimiy kuchlanishni DC ga aylantiradigan funktsional jihatdan to'liq qurilmalardir. Bunday qurilmalar topiladi keng qo'llanilishi deb atalmishda taqsimlangan LED quvvat tizimlari, bu erda birlamchi tarmoqning to'g'rilangan va filtrlangan kuchlanishi to'g'ridan-to'g'ri quvvat tizimi bo'ylab taqsimlanadi yoki har bir aniq yuk uchun zarur bo'lgan kuchlanish va oqim darajasini ta'minlaydigan DC / shahar konvertori (yoki bir nechta konvertorlar) tomonidan o'zgartiriladi. .

Bo'lim DC/DC konvertorlarining kuchini oshirish tartibida tuzilgan. Har bir konvertor seriyasining tavsifi quyidagilarni o'z ichiga oladi:

  • uchrashuv,
  • funksionallik,
  • Ishlash harorati oralig'i,
  • beqarorliklarning kattaligi va
  • chiqish kuchlanishining dalgalanma amplitudasi.

Xavfsizlik xususiyatlari berilgan - modullarning kirish va chiqish kontaktlari orasidagi elektr quvvati va izolyatsiyaga qarshilik. Barcha DC/DC kuchlanish konvertorlari galvanik izolyatsiyalangan.

Konvertorlarning har bir seriyasi uchun mahsulotning og'irligi ko'rsatiladi va o'lchovli chizmalar taqdim etiladi. Dizaynerlarimiz uzluksizlik, standartlashtirish va birlashtirish tamoyillariga amal qiladi va ishlanmalarni takomillashtirish bo'yicha ishlar davom etmoqda. Strukturaviy ravishda 200 Vt gacha quvvatga ega MMP-Irbis konvertorlari ishlab chiqariladi. metall qutilar(bir va ikki vattli bloklardan tashqari) aralashma bilan to'ldirilgan (shuningdek, o'z dizaynimizda) va o'rnatish uchun mo'ljallangan. bosilgan elektron plata. Pimlarning joylashuvi xorijiy standartlarga mos keladi. O'rnatish vaqtida tavsiya etilgan lehimlash harorati 260ºS. Modullarning xizmat qilish muddati 15 yil. Ishlab chiqaruvchining kafolat muddati - 36 oy.