De meeste elektronische systemen hebben een vorm van conversie nodig tussen de voedingsspanning en de te leveren circuitspanning. Wanneer de batterij zijn lading verliest, daalt de spanning. Sommige DC-DC-conversies kunnen ervoor zorgen dat meer energie die in de batterij is opgeslagen, wordt gebruikt om het circuit van stroom te voorzien. Als we 110 V AC-lijnen gebruiken, kunnen we bovendien niet rechtstreeks stroom leveren aan halfgeleiders zoals microcontrollers. Omdat bijna elk elektronisch systeem spanningsomvormers (ook wel voedingen genoemd) gebruikt, zijn deze door de jaren heen geoptimaliseerd voor verschillende toepassingen. Optimalisatiedoelen zijn uiteraard meestal de omvang van de oplossing, de conversie-efficiëntie, EMI en de kosten.

Eenvoudige voeding: LDO

Een van de eenvoudigste vormen van voeding is de Low Dropout (LDO)-regelaar. LDO is een lineaire regelaar, in tegenstelling tot een schakelregelaar. De lineaire regelaar plaatst een instelbare weerstand tussen de ingangsspanning en de uitgangsspanning, wat betekent dat, ongeacht hoe de ingangsspanning verandert, welke belastingsstroom er door de apparatuur gaat, de uitgangsspanning vast staat. Figuur 1 toont het basisprincipe van deze eenvoudige spanningsomvormer.

Figuur 1. Lineaire spanningsregelaar zet de ene spanning om in de andere.

Jarenlang bestaat de typische stroomomvormer uit een 50 Hz- of 60 Hz-transformator, die is aangesloten op het elektriciteitsnet en een onstabiele uitgangsspanning genereert met een bepaalde wikkelverhouding, die enkele volts hoger is dan de vereiste voedingsspanning in het systeem. Vervolgens wordt een lineaire regelaar gebruikt om deze spanning om te zetten in een stabiele gereguleerde spanning die nodig is voor elektronische producten. Figuur 2 toont het blokdiagram van dit concept.

2. Lijntransformator gevolgd door lineaire spanningsregelaar.

Het probleem met de basisopstelling in figuur 2 is dat de 50 Hz/60 Hz-transformator relatief omvangrijk en duur is. Bovendien stoot de lineaire regelaar ook veel warmte uit, waardoor de algehele efficiëntie van het systeem laag is en het moeilijk is om de gegenereerde warmte te elimineren vanwege het hoge vermogen van het systeem.

Om de nadelen van de voeding getoond in Fig. 2, de schakelende voeding werd uitgevonden. Ze zijn niet afhankelijk van wisselspanning van 50 Hz of 60 Hz, maar gebruiken gelijkspanning, corrigeren soms wisselspanning, genereren wisselspanning met een hogere frequentie om een ​​kleinere transformator te gebruiken, of gebruiken een LC-filter om de spanning gelijk te richten om gelijkstroom-uitgangsspanning te genereren in een niet-geïsoleerd systeem . Het voordeel is dat de oplossing klein van formaat is en relatief goedkoop. De gegenereerde wisselspanning hoeft geen sinusoïdale spanningsgolfvorm te zijn. De eenvoudige PWM-signaalgolfvorm kan goed werken en kan eenvoudig worden gegenereerd met behulp van een PWM-generator en -schakelaar.

Tot 2000 waren bipolaire transistoren veelgebruikte schakelaars. Ze presteren goed, maar de schakelsnelheid is relatief laag. Het rendement is niet hoog en de schakelfrequentie is beperkt tot 50 kHz of 100 kHz. Tegenwoordig gebruiken we schakelende MOSFET's in plaats van bipolaire transistoren, waardoor de schakelsnelheid veel hoger ligt. Aan de andere kant is het schakelverlies lager en is de schakelfrequentie maar liefst 5 MHz. Door een dergelijke hoge schakelfrequentie kan de vermogenstrap een zeer kleine inductie en capaciteit gebruiken.

Het wisselen van regelaars brengt veel voordelen met zich mee. Ze bieden doorgaans een zeer efficiënte spanningsomzetting, maken step-up en step-down mogelijk en bieden een relatief compact en goedkoop ontwerp. Het nadeel is dat het ontwerp- en optimalisatieproces ingewikkeld is en dat de schakelconversie en schakelfrequentie ook EMI zullen veroorzaken. Schakelende voedingsregelaar en LTpowerCAD® En LTspice® De beschikbaarheid van ontwerptools voor stroomvoorzieningen heeft dit moeilijke ontwerpproces aanzienlijk vereenvoudigd. Met deze tools kan het circuitontwerpproces van de schakelende voeding semi-automatisch worden uitgevoerd.

Isolatie in stroomvoorziening

Bij het ontwerpen van een stroomvoorziening is de eerste vraag die moet worden beantwoord of galvanische scheiding vereist is. Elektrische isolatie wordt om een ​​aantal redenen gebruikt. Het kan de veiligheid van het circuit verbeteren, het zwevende systeem laten werken en voorkomen dat de luidruchtige aardstroom zich door verschillende elektronische apparaten in een circuit verspreidt. Twee veel voorkomende isolatietopologieën zijn de flyback-converter en de forward-converter. Voor een hoger vermogen worden echter andere isolatietopologieën zoals push-pull, halve brug en volledige brug gebruikt.

Als elektrische isolatie niet vereist is, zal in de meeste gevallen een niet-geïsoleerde topologie worden gebruikt. Topologie vereist altijd een transformator, en dit soort apparatuur is vaak duur en omvangrijk, en kant-en-klare apparatuur die voldoet aan de exacte eisen van aangepaste voeding is meestal moeilijk te verkrijgen.

Meest voorkomende topologieën waarbij isolatie niet vereist is

De gebruikelijke niet-geïsoleerde voedingtopologie met schakelmodus is een buck-converter, ook wel buck-converter genoemd, die een positieve ingangsspanning ontvangt en een uitgangsspanning genereert die lager is dan de ingangsspanning. Het is een van de drie basistopologieën voor geschakelde voeding en heeft slechts twee schakelaars, één inductor en twee condensatoren nodig. Figuur 3 toont het basisprincipe van deze topologie. De high-end schakelaar verzendt pulsstroom vanaf de ingangsterminal en genereert een schakelmodusspanning, die wisselt tussen de ingangsspanning en de aardspanning. Het LC-filter verkrijgt de pulsspanning op het schakelknooppunt en genereert een DC-uitgangsspanning. Afhankelijk van de werkverhouding van het PWM-signaal van de high-end-schakelaar worden verschillende niveaus van DC-uitgangsspanningen gegenereerd. Deze DC-DC-buck-converter heeft een hoog rendement, is relatief eenvoudig te bouwen en vereist weinig componenten.

Figuur 3. Concept van een eenvoudige buck-converter.

De buck-converter zendt pulsstroom uit aan de ingang, terwijl de uitgang continue stroom van de inductor krijgt. Dit is de reden waarom het geluid van de buck-converter erg luid is aan de ingang, maar niet zo luid aan de uitgang. Het is belangrijk om dit te weten bij het ontwerpen van een geluidsarm systeem.

Naast de buck-topologie is de tweede basistopologie de boost-topologie. De boost-topologie gebruikt dezelfde vijf basisvoedingselementen als de buck-topologie, maar na herschikking wordt de inductor aan de ingang geplaatst en de high-side schakelaar aan de uitgang. Boost-topologie wordt gebruikt om een ​​ingangsspanning te verhogen naar een uitgangsspanning die hoger is dan de ingangsspanning.

Figuur 4. Concept van een eenvoudige boost-converter.

Bij het kiezen van een boost-converter is het belangrijk om er rekening mee te houden dat de maximale nominale schakelstroom altijd wordt vermeld op het gegevensblad van de boost-converter, in plaats van de maximale uitgangsstroom. Bij de buck-converter is de maximale schakelstroom direct gerelateerd aan de maximaal haalbare uitgangsstroom en heeft deze niets te maken met de spanningsverhouding tussen de ingangsspanning en de uitgangsspanning. In de boostregelaar heeft de spanningsverhouding rechtstreeks invloed op de mogelijke maximale uitgangsstroom op basis van de vaste maximale schakelstroom. Bij het kiezen van de juiste boostregelaar-IC moet u niet alleen de vereiste uitgangsstroom kennen, maar ook de in de ontwikkeling ontworpen ingangs- en uitgangsspanningen.

De ruis van de boost-omzetter aan de ingang is zeer laag, omdat de inductie die consistent is met de ingangsaansluiting kan voorkomen dat de stroom snel verandert. Aan de uitvoerkant is de ruis van deze topologie echter erg groot. We zien alleen de pulsstroom door de externe schakelaar stromen, dus besteden we meer aandacht aan de uitgangsrimpel dan aan de buck-topologie.

De derde basistopologie is de inverterende buck-boost-converter, die uit slechts vijf basiscomponenten bestaat. Deze converter neemt een positieve ingangsspanning en zet deze om in een negatieve uitgangsspanning, vandaar de naam. Bovendien kan de ingangsspanning hoger of lager zijn dan de absolute waarde van de geïnverteerde uitgangsspanning. De uitgangsspanning van -12 V kan bijvoorbeeld worden gegenereerd vanaf 5 V of 24 V aan de ingang. Dit kan gebeuren zonder enige speciale wijziging van het circuit. Figuur 5 toont het circuitconcept van de inverterende buck-boost-omzetter.

Figuur 5. Concept van een eenvoudige inverterende buck-boost-converter.

In de omgekeerde buck-boost-topologie is de inductor geaard vanaf het schakelknooppunt. Er zijn pulsstromen aan de ingang en uitgang van de omzetter, dus de ruis aan de ingang en uitgang van deze topologie is hoog. Bij toepassingen met weinig ruis wordt deze eigenschap gecompenseerd door extra ingangs- en uitgangsfiltering toe te voegen.

Een voordelig aspect van de omgekeerde buck-boost-topologie is dat elk buck-schakelend regelaar-IC in deze omzetter kan worden gebruikt. Zolang de uitgangsspanning van het buck-circuit is verbonden met de systeemaarde. De aarding van het IC-verlaagcircuit wordt de aangepaste negatieve spanning. Deze functie maakt de keuze voor schakelregelaar-IC's op de markt breed.

Speciale topologie

Naast de drie basistopologieën voor niet-geïsoleerde geschakelde voeding die eerder zijn besproken, zijn er veel topologieën beschikbaar. Ze vereisen echter allemaal extra voedingscomponenten. Dit verhoogt gewoonlijk de kosten en vermindert de efficiëntie van de energieomzetting. Hoewel er enkele uitzonderingen zijn, vergroot het toevoegen van extra componenten in het voedingspad meestal het verlies. Enkele veel voorkomende topologieën zijn SEPIC, Zeta, UK en buck-boost met 4 schakelaars. Ze hebben allemaal functies die de drie basistopologieën niet hebben. Hieronder volgt een lijst met belangrijke kenmerken van elke topologie:

01

SEPIC: SEPIC kan een positieve uitgangsspanning genereren uit een positieve ingangsspanning die hoger of lager is dan de uitgangsspanning. Boostregelaar IC kan worden gebruikt om SEPIC-voeding te ontwerpen. Het nadeel van deze topologie is dat er een tweede inductor of een koppelinductor en een SEPIC-condensator voor nodig zijn.

02

Zeta: Deze Zeta-converter is vergelijkbaar met SEPIC, maar kan een positieve of negatieve uitgangsspanning genereren. Bovendien heeft het geen rechter halfvlak-nulpunt (RHPZ), waardoor de regellus wordt vereenvoudigd. In deze topologie kan het buck-converter-IC worden gebruikt.

03

VK: UK-converter kan positieve ingangsspanning omzetten in negatieve uitgangsspanning. Het maakt gebruik van twee inductoren, één aan de ingang en één aan de uitgang, waardoor de ruis aan de ingang en uitgang zeer laag is. Het nadeel is dat er niet veel stroomconversie-IC's met geschakelde modus zijn die deze topologie ondersteunen, omdat de regellus negatieve spanningsfeedback-pinnen nodig heeft.

04

 4Overstappen op buck-boost: Dit type omvormer is de laatste jaren erg populair geworden. Het levert een positieve uitgangsspanning vanaf een positieve ingangsspanning. De ingangsspanning kan hoger of lager zijn dan de geregelde uitgangsspanning. Deze converter heeft een hogere energieconversie-efficiëntie en heeft slechts één inductor nodig, waardoor hij veel SEPIC-ontwerpen vervangt.Gemeenschappelijke isolatietopologie

Naast de niet-geïsoleerde topologie vereisen sommige toepassingen elektrisch geïsoleerde stroomomvormers. De reden kan zijn dat om veiligheidsredenen zwevende aarding nodig is in grote systemen met verschillende circuits die met elkaar zijn verbonden, of dat het noodzakelijk is om aardingslussen in geluidsgevoelige toepassingen te voorkomen. Veel voorkomende geïsoleerde convertertopologieën zijn flyback-converter en voorwaartse converter.

Flyback-converters worden meestal gebruikt voor vermogensniveaus tot 60 W. De werkingsmodus van het circuit is dat de elektrische energie tijdens de geleidingstijd in de transformator wordt opgeslagen. Wanneer de verbinding is verbroken, wordt de elektrische energie vrijgegeven aan de secundaire zijde van de omzetter om stroom voor de uitgang te leveren. Deze omvormer is eenvoudig te bouwen, maar vereist een relatief grote transformator om alle elektrische energie op te slaan die nodig is voor normaal bedrijf. Enerzijds is deze topologie beperkt tot een lager vermogensniveau. Figuur 6 toont de flyback-converter bovenaan en de voorwaartse converter onderaan.

6. Flyback-converter (boven) en voorwaartse converter (onder).

Naast de flyback-converter is ook de forward-converter erg populair. Het gebruikt een transformator op een andere manier dan een flyback-omzetter. Hoewel de stroom tijdens de geleidingstijd door de primaire wikkeling vloeit, vloeit de stroom ook door de secundaire wikkeling. Er mag geen elektrische energie in de transformatorspoel worden opgeslagen. Na elke schakelcyclus moeten we ervoor zorgen dat alle magnetisatie van de spoel naar nul wordt vrijgegeven, zodat de transformator na meerdere schakelcycli niet verzadigd raakt. Er kunnen verschillende technologieën worden gebruikt om elektrische energie uit de spoel vrij te maken. Een gebruikelijke manier is om een ​​actieve klem te gebruiken met kleine extra schakelaars en condensatoren.

Fig. 7 toont het schematische diagram van de LTspice-simulatieomgeving met actief klemvoorwaarts ontwerp met behulp van ADP1074. In de voorwaartse omzetter is er een extra inductantie in het uitgangspad die niet wordt aangetroffen in de terugslagomzetter, zoals weergegeven in figuur 6. Hoewel dit extra onderdeel de bijbehorende ruimte- en kostenimpact met zich meebrengt, draagt ​​het bij aan het produceren van een lagere geluidsuitgangsspanning vergeleken met de flyback-omzetter. Bovendien kan bij hetzelfde vermogensniveau als de terugslagomzetter de door de voorwaartse omzetter vereiste transformatorgrootte veel kleiner zijn.

Figuur 7. Actief klemvoorwaarts circuit dat ADP1074 gebruikt om geïsoleerde uitgangsspanning te genereren, zoals weergegeven in de simulatie in LTspice.

Geavanceerde isolatietopologie

Naast de flyback- en forward-topologie zijn er veel concepten van elektrische isolatieconverters op basis van verschillende transformatoren. De volgende lijst geeft enkele basisverklaringen van veelgebruikte converters:

• Push-pull: De push-pull-topologie is vergelijkbaar met de voorwaartse convertertopologie. Deze topologie vereist echter twee actieve low-side-schakelaars in plaats van één low-side-schakelaar. Ook is een primaire transformator met middenaftakking vereist. Vergeleken met de voorwaartse converter heeft de push-pull-converter de voordelen van minder ruis en een kleinere transformator. De hysterese van de BH-curve van de transformator wordt gebruikt in twee kwadranten in plaats van één.
  

• Halve brug/volledige brug: deze twee topologieën worden meestal gebruikt voor ontwerpen met een hoger vermogen, beginnend bij enkele honderden watts en oplopend tot enkele kilowatts. Naast low-side schakelaars hebben ze ook high-side schakelaars nodig, maar ze kunnen via relatief kleine transformatoren een hoge vermogensoverdracht bereiken.
  

• ZVS: Deze term wordt meestal genoemd bij de bespreking van geïsoleerde converters met hoog vermogen. Het staat voor Zero Voltage Switching. Een andere term voor dit type converter is LLC-converter (Inductance-Inductance-Capacitance). Het doel van deze architecturen is het bereiken van een efficiënte conversie. Ze produceren resonante circuits en schakelen de aan/uit-schakelaar om wanneer de spanning of stroom op de schakelaar nul nadert. Op deze manier wordt het schakelverlies geminimaliseerd. Dit soort ontwerp is echter moeilijk te realiseren en de schakelfrequentie ligt niet vast, wat soms EMI-problemen veroorzaakt.

  
  

Geschakelde condensatoromzetter

Naast lineaire regelaars en geschakelde voedingen bestaat er nog een derde groep stroomomvormers: geschakelde condensatoromvormers. Ook bekend als laadpomp. Ze gebruiken schakelaars en condensatoren om spanningen te vermenigvuldigen of om te keren. Een groot voordeel is dat er geen inductie nodig is. Dit type omvormer wordt meestal gebruikt voor lage vermogensniveaus onder de 5 W. De recente aanzienlijke vooruitgang maakt echter krachtigere geschakelde condensatoromzetters mogelijk. Afb. 8 toont de LTC7820 met een rendement van 98.5% en een ontwerp van 120 W, dat 48 V omzet in 24 V.

Afbeelding 8. LTC7820 DC-DC-laadpomp met vaste verhouding en hoog vermogen.

Digitale stroomvoorziening

Alle voedingen die in dit artikel worden besproken, kunnen worden geïmplementeerd als analoge of digitale voedingen. Wat is een digitale voeding precies? De voeding moet altijd via de analoge vermogensniveaus van schakelaars, inductoren, transformatoren en condensatoren gaan. Digitale aspecten worden geïntroduceerd door twee digitale bouwstenen:

• De eerste is de digitale interface, waarmee het elektronische systeem met de voeding kan communiceren. Verschillende parameters kunnen direct worden ingesteld om de stroomvoorziening voor verschillende werkomstandigheden te optimaliseren. Daarnaast kan de voeding ook communiceren met de hoofdprocessor en een waarschuwings- of storingssignaal veroorzaken. Het systeem kan bijvoorbeeld eenvoudig de belastingsstroom monitoren, de vooraf ingestelde drempel overschrijden of de batterijtemperatuur is te hoog.
  

• De tweede digitale bouwmodule maakt gebruik van een digitale lus in plaats van een analoge regellus. Dit werkt goed, maar voor de meeste toepassingen is het het beste om een ​​standaard analoge feedbacklus te gebruiken die een zekere digitale invloed heeft op sommige parameters, zoals het onmiddellijk aanpassen van de versterking van de foutversterker of het dynamisch instellen van de luscompensatieparameters om een ​​stabiele maar snelle terugkoppeling.

Een voorbeeld van een apparaat met een puur digitale regellus is ADI's ADP1046A. Een voorbeeld van een digitale interface-buck-regelaar die is geoptimaliseerd door digitale invloed en met een analoge regellus is LTC3883.

EMI-overwegingen

Elektromagnetische interferentie (EMI) is altijd een probleem geweest waar aandacht aan moet worden besteed bij het ontwerpen van een schakelende voeding. De reden is dat de schakelende voeding in korte tijd een hoge stroom zal schakelen. Hoe sneller de schakelsnelheid, hoe beter de algehele efficiëntie van het systeem. Een hogere schakelsnelheid kan de tijd verkorten die nodig is om de schakelaar gedeeltelijk in te schakelen. Tijdens dit deel van de aan-tijd zullen de meeste schakelverliezen optreden. Figuur 9 toont de golfvorm van de geschakelde voeding op het schakelknooppunt. Neem als voorbeeld de buck-regulator. Een hoge spanning wordt gedefinieerd door de stroom die door de schakelaar aan de hoge kant loopt, terwijl een lage spanning wordt gedefinieerd doordat er geen stroom door de schakelaar aan de hoge kant vloeit.

Figuur 9. Schakelsnelheid en schakelfrequentie van schakelende voeding.

Zoals te zien is in afb. 9 is de ruis die wordt gegenereerd door de schakelende voeding niet alleen afkomstig van de aangepaste schakelfrequentie, maar ook van de schakelsnelheid die veel hoger is dan de frequentie. Hoewel de schakelfrequentie doorgaans tussen 500 kHz en 3 MHz ligt, kan de schakeltijd enkele nanoseconden lang zijn. In een schakeltijd van 1 ns zal de overeenkomstige frequentie in het spectrum 1 GHz zijn. In ieder geval zullen deze twee frequenties worden beschouwd als elektromagnetische stralingsverstoring en geleide straling. De oscillatie van de regellus of de interactie tussen de voeding en het filter kunnen ook andere frequenties met zich meebrengen.

Er zijn twee redenen om EMI te verminderen. De eerste reden is het beschermen van de functie van een elektronisch systeem dat wordt aangedreven door een specifieke voeding. De 16-bits ADC die in het systeemsignaalpad wordt gebruikt, mag bijvoorbeeld de schakelruis van de voeding niet oppikken; De tweede reden is om te voldoen aan een aantal EMI-voorschriften die door overheden over de hele wereld zijn opgesteld om de betrouwbare functies van verschillende elektronische systemen tegelijkertijd te beschermen.

Er zijn twee vormen van EMI: uitgestraalde EMI en geleide EMI. De effectieve manier om uitgestraalde EMI te verminderen is door de lay-out van de PCB te optimaliseren en technologieën als Silent Switcher® of ADI toe te passen. Dergelijke technologie. Natuurlijk is het ook effectief om de schakeling in een afgeschermde metalen doos te plaatsen. Dit is echter wellicht niet praktisch en in de meeste gevallen kostbaar.

Geleide EMI wordt gewoonlijk gedempt door extra filtering. Vervolgens zal aanvullende filtering om geleide straling te verminderen worden besproken.

golven filteren

Het RC-filter is een basislaagdoorlaatfilter. Bij het ontwerp van de voeding is elk filter echter een LC-filter. Over het algemeen is het voldoende om enkele inductoren in serie toe te voegen, omdat deze samen met de ingangs- of uitgangscapaciteit van de schakelende voeding een LC- of CLC-filter zullen vormen. Soms worden alleen condensatoren als filters gebruikt, maar gezien de parasitaire inductie van hoogspanningslijnen of sporen combineren we condensatoren om een ​​LC-filter te vormen. De inductor 1 kan een inductor zijn met een spoel of een ferrietkraal. Het doel van het LC-filter is eigenlijk een laagdoorlaateffect, waardoor gelijkstroom kan worden doorgelaten en hoogfrequente interferentie voor een groot deel wordt verzwakt. Het LC-filter is dubbelpolig en kan daardoor een hoogfrequente verzwakking van 40 dB/octaaf bereiken. Het filter kan een relatief scherpe frequentiedaling bereiken. Het ontwerpen van filters is niet eenvoudig; Omdat parasitaire componenten van het circuit (zoals spoorinductie) echter effecten zullen produceren, moet het modelleren van het filter ook de belangrijkste parasitaire effecten modelleren. Dit maakt het analoge filter behoorlijk tijdrovend. Veel ontwerpers met ervaring in filterontwerp weten welke filters goed werken, en kunnen een filter iteratief optimaliseren om een ​​nieuw ontwerp te verkrijgen.

Bij het ontwerpen van alle filters moet niet alleen rekening worden gehouden met het kleine signaalgedrag, zoals de overdrachtsfunctie van het filter in het Porter-diagram, maar ook met het grote signaaleffect. Bij elk LC-filter gaat de voeding door de inductor. Als de voeding aan de uitgang niet langer nodig is, moet de elektrische energie die in de inductor is opgeslagen ergens worden vrijgegeven als gevolg van een plotselinge belastingstransiënt. Het laadt de condensator van het filter op. Als het filter niet voor dit ergste geval is ontworpen, kan de opgeslagen elektrische energie een spanningsoverschrijding veroorzaken, waardoor het circuit kan worden beschadigd.

Tenslotte heeft het filter een bepaalde impedantie. Deze impedantie werkt samen met de impedantie van de stroomomvormer die op het filter is aangesloten. Deze interactie kan leiden tot instabiliteit en oscillatie. De simulatietools van analoge apparaten, zoals LTspice en LTpowerCAD, zijn nuttig om al deze vragen te beantwoorden en uitstekende filters te ontwerpen. Figuur 10 toont de grafische gebruikersinterface van filterontwerpers in de LTpowerCAD-ontwerpomgeving. Het gebruik van deze tool om filters te ontwerpen is heel eenvoudig.

Figuur 10. Ontwerp van ingangsfilter van buck-regelaar met behulp van LTpowerCAD.

Stille overstappers

Elektromagnetische interferentie is moeilijk te stoppen. Er is een speciaal schild van een bepaald metaalmateriaal vereist. De kosten om dit te doen zijn erg hoog. Ingenieurs zijn al lange tijd op zoek naar manieren om elektromagnetische stralingsverstoring veroorzaakt door schakelende voeding te verminderen. Een paar jaar geleden maakte de Silent Switcher-technologie een grote doorbraak. Door de parasitaire inductantie in het thermische circuit van de schakelende voeding te verminderen en het thermische circuit in twee zeer symmetrisch gerangschikte circuits te verdelen, heffen de elektromagnetische stralingsverstoringen elkaar grotendeels op. Tegenwoordig zorgen veel Silent Switcher-apparaten voor veel minder elektromagnetische stralingsverstoring dan traditionele producten. Het verminderen van elektromagnetische stralingsverstoring kan de schakelsnelheid verbeteren zonder ernstige EMI. Het verhogen van de schakelsnelheid kan het schakelverlies verminderen, waardoor de schakelfrequentie toeneemt. Een voorbeeld van deze innovatie is LTC3310S, die een schakelfrequentie van 5 MHz heeft en goedkope externe componenten gebruikt om een ​​zeer compact ontwerp te bereiken.

Energiebeheer is noodzakelijk, maar het kan ook leuk zijn.

In dit artikel bespreken we vele aspecten van het ontwerp van voedingen, waaronder verschillende topologieën van voedingen en hun voor- en nadelen. Deze informatie is erg basaal voor energietechnici, maar voor experts en niet-professionals is het nuttig om softwaretools zoals LTpowerCAD en LTspice te gebruiken in het ontwerpproces. Met deze tools kan de stroomomvormer in korte tijd worden ontworpen en geoptimaliseerd.

Disclaimer: dit artikel is overgenomen van de "Power R&D Alliance". Dit artikel vertegenwoordigt alleen de persoonlijke mening van de auteur en vertegenwoordigt niet de mening van Sacco Micro en de industrie. Het herdrukken en delen is alleen bedoeld om de bescherming van intellectuele eigendomsrechten te ondersteunen. Vermeld bij herdruk de originele bron en auteur. Als er sprake is van inbreuk, neem dan contact met ons op om deze te verwijderen.

Bedrijf Tel: +86-0755-83044319
Fax/fax:+86-0755-83975897
E-mail: 1615456225@qq.com
Vraag: 3518641314 Manager Li
Vraag: 332496225 Manager Qiu
Adres: Kamer 809, Blok C, Zhantao Technology Building, No.1079 Minzhi Avenue, Longhua New District, Shenzhen