Elektron qurilmalarda barqaror quvvat manbai tizimning ishonchli ishlashini ta'minlash uchun juda muhimdir. Kommutatsiya quvvat manbalari (DC{1}}DC) yuqori samaradorlik, ixcham o'lcham va keng kirish kuchlanish diapazoni afzalliklari tufayli maishiy elektronika, sanoat nazorati, aloqa uskunalari va boshqa sohalarda asosiy energiya yechimiga aylandi. Ular orasida periferik komponentlar va PCB tartibini tanlash to'g'ridan-to'g'ri chiqish aniqligini, to'lqinlarni boshqarishni, termal ishlashni va DC-DC quvvat manbalarining uzoq muddatli barqarorligini aniqlaydi.
DC{0}}DC kommutatsiya quvvat manbalarining asosiy tushunchalari
1.DC{0}}DC kommutatsiya quvvat manbai nima?
DC-DC kommutatsiya quvvat manbai - bu "tranzistorlarni almashtirish" orqali kirish doimiy kuchlanishini o'zgartiradigan quvvat elektron qurilmasi. Uning asosiy vazifasi beqaror kirish kuchlanishini (masalan, 12V) yuk tomonidan talab qilinadigan barqaror chiqish kuchlanishiga (masalan, 5V) aylantirish, shu bilan birga kuchlanishni -yuqoriga/pastga-pasaytirish, oqimni tartibga solish va shovqinni bostirish kabi imkoniyatlarni taqdim etishdan iborat. Chiziqli regulyatorlar (LDO) bilan taqqoslaganda DC{11}}DC kommutatsiya quvvat manbalari yuqori samaradorlikni (odatda 80%-95%) taklif qiladi va yuqori oqim (masalan, 6A) va keng kirish kuchlanish stsenariylari uchun mos keladi.
2.DC-DC ning ishlash printsipi
Misol tariqasida klassik DC{0}}DC konvertorini oladigan bo‘lsak, chap tomonda Yoqish (EN), Soft Start/Tracking (SS/TR), Standart sozlamalar (DEF) va Kommutatsiya chastotasi (FSW) kabi kiritish pinlari mavjud. Ushbu signallar quvvatni boshqarish modulini boshqarish uchun yumshoq ishga tushirish, termal o'chirish, past kuchlanishni blokirovka qilish (UVLO) va Power Good (PG) boshqaruvi kabi himoya va boshqaruv bloklarini birlashtirgan boshqaruv mantiqiy moduli orqali o'tadi. Quvvatni boshqarish moduli yuqori va pastki quvvat tranzistorlarini boshqarish uchun eshik drayverini va yuqori-yon/past-yon oqim chegarasi komparatorlarini (HS lim, LS lim) ishlatadi va energiya konvertatsiyasini ta'minlaydi. Pastki qismidagi DCS-Control™ boʻlimi xato kuchaytirgich, qiyalik kompensatsiyasi, komparator va taymer orqali fikr-mulohazalarni tartibga soladi. O'ng tomonda quvvat kiritish (PVIN, AVIN), tuproq (AGND, PGND) va kommutatsiya chiqishi (SW) kabi interfeyslar mavjud bo'lib, birgalikda samarali DC{8}}DC konvertatsiyasi va aniq nazoratga erishiladi.
3.DC-DC yadrosi "Almashtirish - energiyani saqlash - filtrlash" siklida yotadi:
O'zgartirish bosqichi:
Ichki MOSFET kalitlari (yuqori{0}}yon HS-FET va past{2}}yon LS-FET) navbatma-navbat yoqiladi va o'chiriladi, kirish doimiy kuchlanishini yuqori-chastotali impuls kuchlanishiga "kesadi".
Energiyani saqlash bosqichi:
Kalit yoqilganda induktor energiyani saqlaydi va kondansatör impuls kuchlanishini tekislaydi.
Chiqish bosqichi:
Qayta aloqa davri chiqish kuchlanishini real vaqtda kuzatib boradi va barqaror chiqish kuchlanishini ta'minlash uchun o'chirish / o'chirish vaqtini (vazifa aylanishi) sozlaydi.
4.Asosiy samaradorlik ko'rsatkichlari
Kirish/chiqish kuchlanish diapazoni:Kirish kuchlanishi chipning bardoshlik diapazoniga mos kelishi kerak, chiqish voltaji esa yuk talablariga javob berishi kerak (masalan, ma'lum bir DC-DC 5,5V-18V kirish va 0,611V-15V chiqishni qo'llab-quvvatlaydi).
Chiqish oqimi:Maksimal chiqish oqimi yukning eng yuqori oqimini qoplashi kerak (masalan, 6A yuk uchun 6A dan katta yoki unga teng chiqish qobiliyatiga ega chip kerak).
Kommutatsiya chastotasi:Yuqori chastotalar kichikroq induktor va kondansatör o'lchamlariga imkon beradi, lekin kommutatsiya yo'qotishlarini oshiradi (umumiy chastotalar 200 kHz dan 1 MGts gacha, samaradorlik va komponent o'lchami o'rtasidagi muvozanatni talab qiladi).
Dalgalanish kuchlanishi:Chiqish kuchlanishining tebranish qiymati (sanoat ilovalari odatda 20 mV dan kam yoki teng talab qiladi; haddan tashqari dalgalanma sezgir kontaktlarning zanglashiga olib kelishi mumkin).
Samaradorlik:Chiqish quvvatining kirish quvvatiga nisbati. Yuqori samaradorlik termal stressni kamaytiradi.
