Rangkaian boost merupakan rangkaian switching DC boost yang dapat membuat tegangan keluaran lebih tinggi dari tegangan masukan. Ini adalah metode desain sirkuit umum dalam desain sirkuit elektronik. Artikel ini akan memperkenalkan prinsip dasar boost dan desain parameter rangkaian.
Kapasitor memblokir perubahan tegangan, melewatkan frekuensi tinggi, memblokir frekuensi rendah, melewatkan AC, memblokir DC.；
Induktor memblokir perubahan arus, melewatkan frekuensi rendah, memblokir frekuensi tinggi, melewatkan DC, memblokir AC.；
gambar 1 diagram skema rangkaian boost switch
Dengan asumsi saklar (triode atau tabung MOS) telah mati dalam waktu lama, semua komponen berada dalam keadaan ideal, dan tegangan kapasitor sama dengan tegangan masukan.Rangkaian ini akan dijelaskan dalam dua bagian: pengisian dan pengosongan.
Selama pengisian, sakelar ditutup (trioda dihidupkan), dan rangkaian ekivalen ditunjukkan pada Gambar 2. Sakelar (trioda) diganti dengan kabel. Pada saat ini, tegangan masukan mengalir melalui induktor. Cegah kapasitor dioda agar tidak mengalir ke tanah. Karena masukannya berupa arus searah, maka arus pada induktor meningkat secara linier dengan perbandingan tertentu, yang berhubungan dengan induktansi. Ketika arus induktor meningkat, sejumlah energi disimpan di induktor.
Seperti yang ditunjukkan pada gambar, ini adalah rangkaian ekivalen ketika sakelar dimatikan (triode dimatikan). Ketika saklar dimatikan (trioda dimatikan), arus yang mengalir melalui induktor tidak akan langsung menjadi 0, namun perlahan akan berubah dari nilai pada akhir pengisian menjadi 0, karena karakteristik induktor yang menahan arus. . Rangkaian asli telah diputus, sehingga induktor hanya dapat dikosongkan melalui rangkaian baru, yaitu induktor mulai mengisi kapasitor, dan tegangan pada kapasitor meningkat. Pada saat ini, tegangan sudah lebih tinggi dari tegangan masukan, dan peningkatan selesai.Omong-omong, proses boosting adalah proses transfer energi dari sebuah induktor. Saat mengisi daya, induktor menyerap energi, dan saat mengosongkan, induktor melepaskan energi. Jika kapasitansi cukup besar, arus kontinu dapat dipertahankan pada terminal keluaran selama pelepasan. Jika proses on-off ini diulangi, tegangan yang lebih tinggi dari tegangan masukan dapat diperoleh pada kapasitor.
boostProses peningkatan sirkuit
Berikut beberapa suplemennya.：Dengan tegangan AA yang rendah, hambatan daya dan efisiensi rangkaian penambah flyback terletak pada tabung switching, tabung penyearah, dan rugi-rugi lainnya (termasuk induktansi).Induktor dengan magnet yang terlalu kecil (tidak dapat menyimpan energi yang tepat) dan diameter kawat yang terlalu tipis (arus pulsa yang tinggi akan menyebabkan kehilangan kawat yang besar) tidak dapat digunakan.Kebanyakan penyearah menggunakan Schottky, yang sama seperti penyearah lainnya. Ketika tegangan keluaran 3.3V, kerugian penyearah sekitar 10%.Beralih, kuncinya ada di sini, masukkan jumlah yang cukup besar ke dalam saturasi, penurunan tegangan konduksi harus kecil, adalah kunci keberhasilan. Totalnya hanya satu volt, dan jika konsumsi tabung terlalu banyak, tidak akan ada listrik yang keluar. Karena penurunan tegangan beberapa tabung tidak boleh melebihi 0.2--0.3V ketika arus maksimum dipilih, jika hanya satu tabung tidak dapat melakukannya, banyak tabung akan dihubungkan secara paralel.Berapa arus maksimumnya? Sebut saja 1A kalau sederhana, tapi lebih dari itu. Karena efisiensinya yang rendah, maka akan melebihi 1.5A, yang merupakan nilai rata-rata. Ini adalah 3A selama catu daya setengah siklus, dan bentuk gelombang arus sebenarnya adalah 0 hingga 6A. Oleh karena itu, disarankan agar dua pipa yang disebut 5A dan 3A digabungkan bersama untuk mengatasi masalah tersebut.Tidak ada chip siap pakai yang terintegrasi dengan tabung arus tinggi yang disebutkan di atas, jadi disarankan agar sirkuit bumi cukup untuk menangani sirkuit asing.Isi tambahan tersebut merupakan ilmu-ilmu yang tidak terdapat dalam buku teks, namun dapat dibandingkan dan diverifikasi dengan isi dalam buku teks.Ketika sakelar dihidupkan, catu daya membentuk lingkaran melalui tabung sakelar induktor, dan arus diubah menjadi penyimpanan energi magnetis di induktor; Ketika saklar dimatikan, energi magnet pada induktor diubah menjadi energi listrik, yaitu kiri negatif dan kanan positif pada ujung induktor. Tegangan ini ditumpangkan pada ujung positif catu daya, dan sebuah loop dibentuk melalui beban dioda untuk menyelesaikan fungsi peningkatan. Dalam hal ini, untuk meningkatkan efisiensi konversi, kita harus memulai dari tiga aspek: mengurangi impedansi rangkaian ketika tabung saklar dihidupkan sebanyak mungkin, sehingga energi listrik dapat diubah menjadi energi magnet sebanyak mungkin. ; Mengurangi impedansi rangkaian beban sebanyak-banyaknya, sehingga energi magnet dapat diubah menjadi energi listrik sebanyak-banyaknya, dan kerugian rangkaian menjadi paling rendah; Kurangi konsumsi rangkaian kendali semaksimal mungkin, karena konsumsi rangkaian kendali terbuang percuma dalam artian untuk konversi dan tidak dapat diubah menjadi energi pada beban.BoostDesign parameter sirkuit
Untuk rangkaian Boost, mode arus induktor kontinu sangat berbeda dengan mode arus induktor terputus-putus. Tegangan keluaran mode terputus-putus berhubungan dengan tegangan masukan, induktansi, resistansi beban, siklus kerja, dan frekuensi peralihan. Tegangan keluaran mode kontinu hanya bergantung pada tegangan masukan dan siklus kerja.
pemilihan Kapasitor Filter Output
Dalam switching catu daya, fungsi kapasitor keluaran adalah untuk menyimpan energi dan mempertahankan tegangan konstan.Pemilihan kapasitor pada rangkaian Boost terutama untuk mengontrol riak keluaran dalam kisaran yang ditentukan.Untuk rangkaian Boost, impedansi kapasitor dan arus keluaran menentukan riak tegangan keluaran.Impedansi kapasitor terdiri dari tiga bagian yaitu induktansi seri ekuivalen (ESL), resistansi seri ekuivalen (ESR), dan nilai kapasitansi (C).Dalam mode kontinu arus induktor, kapasitansi bergantung pada arus keluaran, frekuensi peralihan, dan riak keluaran yang diharapkan. Ketika MOSFET dihidupkan, kapasitor filter keluaran menyediakan seluruh arus beban.
Dalam switching catu daya, fungsi induktor adalah untuk menyimpan energi.Fungsi induktor adalah untuk menjaga arus tetap konstan, atau membatasi perubahan arus pada induktor.Dalam rangkaian Boost, pemilihan induktansi yang sesuai biasanya digunakan untuk membatasi arus riak yang mengalir melaluinya.Arus riak induktor sebanding dengan tegangan masukan dan waktu penyalaan MOSFET, dan berbanding terbalik dengan induktansi. Induktansi menentukan titik kerja mode kontinu dan mode terputus-putus.Selain induktansi induktor, arus DC atau puncak maksimum dan frekuensi kerja maksimum juga harus diperhatikan ketika memilih induktor.Jika arus induktor melebihi arus pengenalnya atau frekuensi kerja melebihi frekuensi kerja maksimumnya, maka akan menyebabkan kejenuhan dan panas berlebih pada induktor.
Dalam perubahan DC/DC berdaya rendah, PowerMOSFET adalah sakelar daya yang paling umum digunakan. Biaya MOSFET relatif rendah dan frekuensi operasinya relatif tinggi.MOSFET dipilih dalam desain terutama mempertimbangkan kerugian konduksi dan kerugian switching.MOSFET diharuskan memiliki resistansi RDS(ON) yang cukup rendah dan muatan gerbang Qg yang relatif rendah.
Artikel ini disusun dari jaringan.,Silakan hubungi kami tepat waktu jika ada masalah hak cipta.
粤公网安备44030002007346号