Kinakalkula ang Mga Inductor sa Mga Buck Boost Converter

Subukan Ang Aming Instrumento Para Sa Pagtanggal Ng Mga Problema





Sa post na ito sinusubukan naming maunawaan ang pamamaraan ng pag-dimension o pagkalkula ng mga inductor sa mga circuit ng boost boost ng booster upang matiyak ang isang pinakamainam na pagganap mula sa mga aparatong ito.

Kinukuha namin ang halimbawa ng IC 555 boost converter at IC 555 buck converter typologies, at subukang unawain ang mga diskarte sa pag-optimize sa pamamagitan ng mga equation at manu-manong pagsasaayos, para makamit ang pinakamainam na tugon sa output mula sa mga disenyo ng converter na ito.



Sa ilan sa aking naunang mga post na aming komprehensibong pinag-aralan tungkol sa kung paano gumagana ang SMPS at palakasin ang mga converter, at nahulugan din namin ang ilang pangunahing mga pormula para sa pagsusuri ng mga mahahalagang parameter tulad ng boltahe, kasalukuyang at inductance sa mga converter na ito.

Maaaring gusto mong buod ang mga detalye mula sa mga sumusunod na artikulo, bago simulan ang kasalukuyang artikulo na tumutukoy sa mga pamamaraan ng pagdidisenyo ng inductor.



Paano Gumagana ang Mga Boost Converter

Paano Gumagana ang Mga Buck Converter

Pangunahing Mga Equation na Boost Boost

Para sa pagkalkula ng mga inductor sa buck boost SMPS circuit, maaari naming makuha ang sumusunod na dalawang nagtatapos na mga formula para sa isang buck converter at para sa isang boost converter ayon sa pagkakabanggit:

Vo = DVin ---------- Para sa Buck Converter

Vo = Vin / (1 - D) ---------- Para sa Boost Converter

Narito ang D = Duty Cycle, na kung saan = Transistor ON time / ON + OFF na oras ng bawat cycle ng PWM

Vo = Output Boltahe mula sa converter

Vin = Input na boltahe ng suplay sa converter

Mula sa mga nagmula sa itaas na mga formula, maaari nating maunawaan na ang 3 pangunahing mga parameter na maaaring magamit para sa pag-dimension ng output sa isang SMPS based circuit ay:

Pangunahing Mga Parameter na nauugnay sa Buck Boost Converter

1) Ang Siklo ng tungkulin

2) Ang Transistor ON / OFF na oras

3) At ang antas ng Input Voltage.

Ipinapahiwatig nito na sa pamamagitan ng naaangkop na pagsasaayos ng anuman sa mga nasa itaas na mga parameter na posible upang maiangkop ang output boltahe mula sa converter. Ang pagsasaayos na ito ay maaaring ipatupad nang manu-mano o awtomatikong sa pamamagitan ng isang pansariling pag-aayos ng PWM circuit.

Bagaman malinaw na ipinaliwanag ng mga pormula sa itaas kung paano i-optimize ang output boltahe mula sa isang usbong o boost converter, hindi pa rin namin alam kung paano maitatayo ang inductor para sa pagkuha ng isang pinakamainam na tugon sa mga circuit na ito.

Maaari kang makahanap ng maraming detalyadong at sinasaliksik na mga formula para sa pag-aayos ng isyung ito, subalit walang bagong hobbyist o sinumang mahilig sa elektronikong magiging interesado na talagang makibaka sa mga kumplikadong pormula na ito para sa mga kinakailangang halaga, na maaaring magkaroon ng mas maraming posibilidad na magbigay ng mga maling resulta dahil sa kanilang mga pagiging kumplikado .

Ang mas mahusay at mas mabisang ideya ay upang 'kalkulahin' ang halaga ng inductor sa isang pang-eksperimentong set up at sa pamamagitan ng ilang praktikal na pagsubok at proseso ng error tulad ng ipinaliwanag sa mga sumusunod na talata.

I-configure ang isang Boost Converter Gamit ang IC 555

Ang isang simpleng IC 555 batay sa mga disenyo ng boost at buck converter ay ipinapakita sa ibaba na maaaring magamit para sa pagtukoy ng pinakamahusay na posibleng halaga ng inductor para sa isang partikular na SMPS boost converter circuit.

Ang inductor L ay maaaring paunang gawin nang arbitraryo.

Ang panuntunan ng hinlalaki ay upang gamitin ang bilang ng mga liko bahagyang mas mataas kaysa sa supply boltahe , samakatuwid kung ang supply boltahe ay 12V, ang bilang ng mga liko ay maaaring maging sa paligid ng 15 liko.

  1. Dapat itong sugat sa isang angkop na core ng ferrite, na maaaring isang singsing na ferit o isang ferrite rod, o higit sa isang pangunahing pagpupulong ng EE.
  2. Ang kapal ng kawad ay natutukoy ng kinakailangan ng amp na sa una ay hindi magiging isang nauugnay na parameter, samakatuwid ang anumang medyo manipis na tanso na enamel na kawad ay gagana, maaaring nasa paligid ng 25 SWG.
  3. Sa paglaon ayon sa kasalukuyang mga detalye ng inilaan na disenyo, mas maraming bilang ng mga wire ang maaaring idagdag kahanay sa inductor habang paikot-ikot ito upang gawin itong katugma sa tinukoy na rating ng ampere.
  4. Ang diameter ng inductor ay nakasalalay sa dalas, ang mas mataas na dalas ay magpapahintulot sa mas maliit na mga diameter at kabaligtaran. Upang maging mas tumpak, ang inductance na inaalok ng inductor ay nagiging mas mataas habang nadaragdagan ang dalas, samakatuwid ang parameter na ito ay kailangang kumpirmahin sa pamamagitan ng isang hiwalay na pagsubok gamit ang parehong naka-set up na IC 555.

Circuit Diagram Boost Converter

Pag-optimize ng Mga Kontrol ng Potentiometer

Ang na-set up sa itaas ay nagpapakita ng isang pangunahing IC 555 PWM circuit, na nilagyan ng magkakahiwalay na potentiometers para sa pagpapagana ng isang naaayos na dalas, at isang naaayos na output ng PWM sa pin na # 3 nito.

Ang Pin # 3 ay makikita na konektado sa isang karaniwang pagsasaayos ng boost converter gamit ang TIP122 transistor ang inductor L, ang diode BA159 at isang capacitor C.

Ang transistor BC547 ay ipinakilala upang limitahan ang kasalukuyang sa kabuuan ng TIP122 upang sa panahon ng proseso ng pagsasaayos kapag ang mga kaldero ay na-tweak ang TIP122 ay hindi pinapayagan na tawirin ang breakdown point, sa gayon ang BC547 ay nagbabantay sa TIP122 mula sa labis na kasalukuyang at ginagawang ligtas ang pamamaraan at walang palya para sa gumagamit.

Ang boltahe ng output o boost boltahe ay sinusubaybayan sa buong C para sa isang maximum na pinakamainam na tugon sa buong proseso ng pagsubok.

Ang IC 555 boost converter ay maaaring manu-manong na-optimize sa pamamagitan ng mga sumusunod na hakbang:

  • Sa una, itakda ang palayok ng PWM upang makabuo ng pinakamakitid na posibleng PWM sa pin # 3, at ang dalas ay nababagay sa halos 20kHz.
  • Kumuha ng isang digital multimeter naayos sa itaas ng saklaw ng 100 V DC at ikonekta ang mga prods sa buong C na may naaangkop na polarity.
  • Susunod, unti-unting ayusin ang palayok ng PWM at subaybayan basta't ang boltahe sa buong C ay patuloy na tumataas. Sa sandaling makita mo ang pagbagsak ng boltahe na ito, ibalik ang pagsasaayos sa nakaraang posisyon na nagbigay ng pinakamataas na posibleng boltahe sa palayok, at ayusin ang posisyon ng palayok / preset na ito bilang pinakamainam na punto para sa napiling inductor.
  • Pagkatapos nito, i-tweak ang palayok ng dalas nang katulad para sa karagdagang pag-optimize ng antas ng boltahe sa buong C, at itakda ito upang makamit ang pinaka-mabisang point ng dalas, para sa napiling inductor.
  • Para sa pagtukoy ng cycle ng tungkulin maaari mong suriin ang ratio ng paglaban sa palayok ng PWM, na direktang proporsyonal sa marka ng space ratio ng pin # 3 na output cycle ng tungkulin.
  • Ang halaga ng dalas ay maaaring matutunan sa pamamagitan ng isang meter ng dalas o sa pamamagitan ng paggamit ng saklaw ng dalas sa ibinigay na DMM kung mayroon itong pasilidad, maaaring masuri ito sa pin # 3 ng IC.

Ang iyong mga parameter ng inductor ay natutukoy na ngayon at maaaring magamit para sa anumang boost converter para sa pinakamahusay na pinakamainam na tugon.

Pagtukoy ng Kasalukuyang para sa Inductor

Ang kasalukuyang spec ng inductor ay maaaring madagdagan ng simpleng paggamit ng maraming mga parallel wires habang paikot-ikot ito, sabihin halimbawa maaari mong gamitin ang paligid ng 5 nos ng 26SWG wires na kahanay para sa pagbibigay lakas sa inductor upang hawakan ang 5amp ng kasalukuyang. at iba pa.

Ipinapakita ng susunod na diagram ang proseso ng pag-optimize at pagkalkula ng mga inductor sa SMPS, para sa isang aplikasyon ng buck converter.

Circuit Diagram Buck Converter

Nalalapat ang parehong proseso para sa set up na ito rin, tulad ng ginawa sa itaas na ipinaliwanag na disenyo ng boost converter.

Tulad ng makikita ang yugto ng output ay binago na ngayon ng isang buck converter na na-set up, ang mga transistors ay pinalitan na ngayon ng mga uri ng PNP at ang mga posisyon ng inductor, diode na nabago nang naaangkop.

Kaya, sa pamamagitan ng paggamit ng dalawang nasa itaas na pamamaraan maaaring matukoy o makalkula ng sinuman ang mga inductor sa mga boost boost smps circuit na hindi gumagamit ng mga kumplikado at hindi mabibigyang pormula.




Nakaraan: Paano Gumagana ang Mga Boost Converter Susunod: Ipinaliwanag ang 2 Simpleng Boltahe sa Frequency Converter Circuits