Elektroniniuose įrenginiuose stabilus maitinimo šaltinis yra labai svarbus patikimam sistemos veikimui užtikrinti. Perjungiamieji maitinimo šaltiniai (DC{1}}DC) tapo pagrindiniu maitinimo sprendimu buitinės elektronikos, pramoninio valdymo, ryšių įrangos ir kitose srityse dėl didelio efektyvumo, kompaktiško dydžio ir plataus įvesties įtampos diapazono pranašumų. Tarp jų, periferinių komponentų pasirinkimas ir PCB išdėstymas tiesiogiai lemia nuolatinės srovės maitinimo šaltinių išvesties tikslumą, pulsavimo valdymą, šiluminį našumą ir ilgalaikį stabilumą.
Pagrindinės DC{0}}perjungiamųjų maitinimo šaltinių sampratos
1.Kas yra DC{0}}DC perjungiamasis maitinimo šaltinis?
DC{0}}perjungiamas nuolatinės srovės maitinimo šaltinis yra galios elektroninis įrenginys, konvertuojantis įėjimo nuolatinę įtampą „perjungdamas tranzistorius“. Pagrindinė jo funkcija yra paversti nestabilią įėjimo įtampą (pvz., 12 V) į stabilią išėjimo įtampą, kurios reikia apkrovai (pvz., 5 V), kartu suteikiant tokias galimybes kaip įtampos keitimas-didinamas / žingsnis-mažinamas, srovės reguliavimas ir triukšmo slopinimas. Palyginti su linijiniais reguliatoriais (LDO), nuolatinės srovės{11}}perjungiamieji maitinimo šaltiniai pasižymi didesniu efektyvumu (paprastai 80 %-95 %) ir tinka didelės srovės (pvz., 6 A) ir plataus įvesties įtampos scenarijus.
2.DC{0}}DC veikimo principas
Pavyzdžiui, klasikinis DC{0}}DC keitiklis, kairėje pusėje yra įvesties kaiščiai, pvz., įgalinimas (EN), minkštas paleidimas / sekimas (SS/TR), numatytieji nustatymai (DEF) ir perjungimo dažnis (FSW). Šie signalai pereina per valdymo loginį modulį, kuriame integruoti apsaugos ir valdymo blokai, tokie kaip minkštas paleidimas, terminis išjungimas, žemos įtampos blokavimas (UVLO) ir galios valdymo modulis (PG) valdymas. Galios valdymo modulis naudoja vartų tvarkyklę ir aukštos-šoninės / žemosios- pusės srovės ribos lyginamuosius įrenginius (HS lim, LS lim), kad valdytų viršutinį ir apatinį galios tranzistorius, kad būtų galima konvertuoti energiją. DCS-Control™ skiltyje apačioje reguliuojamas grįžtamasis ryšys naudojant klaidų stiprintuvą, nuolydžio kompensavimą, lygintuvą ir laikmatį. Dešinėje pusėje yra sąsajos, tokios kaip maitinimo įvestis (PVIN, AVIN), įžeminimas (AGND, PGND) ir perjungimo išvestis (SW), kartu užtikrinančios efektyvų DC-DC konversiją ir tikslų valdymą.
3.DC{0}}DC esmė slypi „perjungimo - energijos kaupimo - filtravimo“ cikle:
Perjungimo pakopa:
Vidiniai MOSFET jungikliai (aukšto-pusio HS-FET ir žemo-pusio LS-FET) pakaitomis įjungiami ir išjungiami, „supjaustydami“ įvesties nuolatinę įtampą į aukšto-dažnio impulsinę įtampą.
Energijos saugojimo pakopa:
Induktorius kaupia energiją, kai jungiklis įjungtas, o kondensatorius išlygina impulsinę įtampą.
Išvesties etapas:
Grįžtamojo ryšio grandinė realiu laiku stebi išėjimo įtampą ir reguliuoja įjungimo / išjungimo laiką (darbo ciklą), kad būtų užtikrinta stabili išėjimo įtampa.
4.Pagrindiniai veiklos rodikliai
Įvesties / išvesties įtampos diapazonas:Įvesties įtampa turi atitikti lusto tolerancijos diapazoną, o išėjimo įtampa turi atitikti apkrovos reikalavimus (pvz., tam tikra DC -DC palaiko 5,5 V–18 V įvestį ir 0,611 V–15 V išėjimą).
Išėjimo srovė:Didžiausia išėjimo srovė turi apimti didžiausią apkrovos srovę (pvz., 6A apkrovai reikia lusto, kurio išėjimo galia didesnė arba lygi 6A).
Perjungimo dažnis:Didesni dažniai leidžia naudoti mažesnius induktorių ir kondensatorių dydžius, bet padidina perjungimo nuostolius (dažniai svyruoja nuo 200 kHz iki 1 MHz, todėl reikia balanso tarp efektyvumo ir komponento dydžio).
Įtampos bangavimas:Išėjimo įtampos svyravimų vertė (pramoninėms reikmėms paprastai reikia mažiau nei 20 mV arba lygi; per didelis pulsavimas gali trikdyti jautrias grandines).
Efektyvumas:Išėjimo galios ir įėjimo galios santykis. Didesnis efektyvumas sumažina šiluminį įtampą.
