Paano Gumagana ang Mga Boost Converter

Subukan Ang Aming Instrumento Para Sa Pagtanggal Ng Mga Problema





Ang isang boost converter (tinatawag ding step-up converter) ay isang DC to DC converter circuit na idinisenyo upang i-convert ang isang input DC voltage sa isang output DC voltage na may antas na maaaring mas mataas kaysa sa antas ng input voltage.

Gayunpaman ang proseso ay laging nag-iingat ng ugnayan P = I x V, na nangangahulugang habang ang output ng converter ay nagpapataas ng boltahe ng pag-input, ang output ay proporsyonal na sumasailalim sa isang pagbawas sa kasalukuyang, na sanhi ng lakas ng output na halos palaging katumbas ng input kapangyarihan o mas mababa sa input power.

Paano Gumagawa ang isang Boost Converter

Ang isang boost converter ay isang uri ng SMPS o switch mode power supply na panimula gumagana sa dalawang aktibong semiconductors (transistor at diode) at may minimum na isang passive na bahagi sa anyo ng isang capacitor o isang inductor o pareho para sa higit na kahusayan.

Ang inductor dito karaniwang ginagamit para sa pagtaas ng boltahe at ang capacitor ay ipinakilala para sa pag-filter ng mga pagbabago-bago ng paglipat at para sa pagbawas ng kasalukuyang mga ripples sa output ng converter.

Ang pag-input ng suplay ng kuryente na maaaring kailanganin upang mapalakas o paitaas ay maaaring makuha mula sa anumang angkop na mapagkukunan ng DC tulad ng mga baterya, solar panel, motor based generator atbp.
Prinsipyo sa Pagpapatakbo

Ang inductor sa isang boost converter ay ginagampanan ang mahalaga ng pagtaas ng boltahe ng pag-input.

Ang kritikal na aspeto na naging responsable para sa pag-aktibo ng boost boltahe mula sa isang inductor ay dahil sa taglay nitong pag-aari ng paglaban o pagsalungat sa isang biglaang sapilitan kasalukuyang tumatawid dito, at dahil sa tugon nito dito sa isang paglikha ng magnetic field at pagkakasunod na pagwasak sa magnetiko patlang Ang pagsira ay humahantong sa pagpapalabas ng nakaimbak na enerhiya.

Ang proseso sa itaas na ito ay nagreresulta sa pag-iimbak ng kasalukuyang sa inductor at pagsipa pabalik sa nakaimbak na kasalukuyang sa output sa anyo ng back EMF.

Ang isang relay transistor driver circuit ay maaaring maituring na isang mahusay na halimbawa ng isang boost converter circuit. Ang flyback diode na konektado sa kabuuan ng relay ay ipinakilala sa maikling circuit ang reverse back EMFs mula sa relay coil at upang maprotektahan ang transistor tuwing ito ay lumiliko.

Kung ang diode na ito ay tinanggal at ang isang diode capacitor rectifier ay konektado sa kolektor / emitter ng transistor, ang pinalakas na boltahe mula sa relay coil ay maaaring makolekta sa buong capacitor na ito.

Palakasin ang diagram ng block converter

Ang proseso sa isang disenyo ng boost converter ay nagreresulta sa isang boltahe ng output na laging mas mataas kaysa sa boltahe ng pag-input.

Pag-configure ng Boost Converter

Sumangguni sa sumusunod na numero, maaari naming makita ang isang karaniwang pagsasaayos ng boost converter, maaaring maunawaan ang pattern ng pagtatrabaho na ibinigay sa ilalim ng:

Kapag ang ipinakitang aparato (na maaaring maging anumang pamantayan ng kapangyarihan BJT o isang mosfet) ay nakabukas, ang kasalukuyang mula sa input ng supply ay pumapasok sa inductor at dumadaloy nang pakanan sa pamamagitan ng transistor upang makumpleto ang ikot sa negatibong pagtatapos ng input supply.

Gumagana ang Boost converter switching device

Sa panahon ng proseso sa itaas ang inductor ay nakakaranas ng isang biglaang pagpapakilala ng kasalukuyang sa kabuuan mismo at sinusubukang labanan ang pagdagsa, na nagreresulta sa pag-iimbak ng ilang halaga ng kasalukuyang dito sa pamamagitan ng pagbuo ng isang magnetic field.

Sa susunod na kasunod na pagkakasunud-sunod, kapag ang transistor ay naka-OFF, ang pagpapadaloy ng kasalukuyang mga break, na muling pinipilit ang isang biglaang pagbabago sa kasalukuyang antas sa kabuuan ng inductor. Ang inductor ay tumutugon dito sa pamamagitan ng pagsipa o paglabas ng nakaimbak na kasalukuyang. Dahil ang transistor ay nasa posisyon na OFF, nahahanap ng enerhiya na ito ang daanan nito sa pamamagitan ng diode D at sa mga ipinapakitang output terminal sa anyo ng isang pabalik na boltahe ng EMF.

Pag-andar ng diode sa isang boost converter

Ginagawa ito ng inductor sa pamamagitan ng pagsira sa magnetic field na naunang nilikha dito habang ang transistor ay nasa switch ON mode.

Gayunpaman, ang proseso sa itaas ng paglabas ng enerhiya ay ipinatupad sa isang kabaligtaran polarity, tulad na ang input supply boltahe ngayon ay naging sa serye na may inductor back emf boltahe. At sa alam nating lahat na kapag sumali ang mga mapagkukunan ng supply sa serye ang kanilang boltahe na net ay nagdaragdag upang makagawa ng isang mas malaking pinagsamang kinalabasan.

Ang parehong nangyayari sa isang boost converter sa panahon ng inductor debit mode, na gumagawa ng isang output na maaaring ang pinagsamang resulta ng inductor back EMF boltahe at ang umiiral na supply boltahe, tulad ng ipinakita sa diagram sa itaas

Ang pinagsamang boltahe na ito ay nagreresulta sa isang pinalakas na output o isang stepped up output na nahahanap ang landas nito sa pamamagitan ng diode D at sa kabila ng capacitor C upang maabot ang konektadong load.

Ang capacitor C ay gampanan ang isang mahalagang papel dito, habang sa inductor debit mode ang capacitor C ay nag-iimbak ng pinakawalan na pinagsamang enerhiya dito, at sa susunod na yugto kapag muling lumipat ang transistor at ang inductor ay nasa mode na pag-iimbak, susubukan ng capacitor C upang mapanatili ang balanse sa pamamagitan ng pagbibigay ng sarili nitong nakaimbak na enerhiya sa pagkarga. Tingnan ang pigura sa ibaba.

Pag-andar ng PWM at i-load sa boost converter

Tinitiyak nito ang isang medyo matatag na boltahe para sa konektadong pagkarga na kung saan ay makakakuha ng lakas sa parehong panahon ng ON, at OFF ng transistor.

Kung ang C ay hindi kasama pagkatapos ng tampok na ito ay nakansela na nagreresulta sa isang mas mababang lakas para sa pag-load at mas mababang rate ng kahusayan.

Ang ipinaliwanag sa itaas na proseso ay nagpapatuloy habang ang transistor ay nakabukas ON / OFF sa isang naibigay na dalas, na nagtaguyod ng epekto ng pagpapalakas ng tulong.

Mga Paraan ng Pagpapatakbo

Ang isang boost converter ay maaaring pangunahin na pinamamahalaan sa dalawang mga mode: ang tuluy-tuloy na mode, at ang hindi tuluy-tuloy na mode.

Sa tuluy-tuloy na mode, ang kasalukuyang inductor ay hindi pinapayagan na maabot ang zero sa panahon ng proseso ng pagpapalabas nito (habang ang transistor ay naka-OFF).

Nangyayari ito kapag ang oras ng ON / OFF ng transistor ay na-dimensioned sa isang paraan na ang inductor ay laging nakakonekta pabalik nang mabilis sa input supply sa pamamagitan ng nakabukas na ON transistor, bago ito ganap na mapalabas sa load at sa capacitor C.

Pinapayagan nito ang inductor na patuloy na makagawa ng boltahe ng tulong sa isang mahusay na rate.

Sa hindi nagpapatuloy na mode, ang transistor switch ON na tiyempo ay maaaring napakalawak na ang inductor ay maaaring payagan na ganap na mapalabas at manatiling hindi aktibo sa pagitan ng switch ON na mga panahon ng transistor, lumilikha ng malalaking boltahe ng ripple sa buong karga at ng capacitor C.

Maaari nitong gawing mas mahusay ang output at may maraming mga pagbabagu-bago.

Ang pinakamahusay na diskarte ay upang makalkula ang oras ng ON / OFF ng transistor na magbubunga ng maximum na matatag na boltahe sa output, nangangahulugang kailangan nating siguraduhin na ang inductor ay positibong nakabukas tulad ng hindi ito nakabukas nang masyadong mabilis na maaaring hindi ito payagan na matanggal optimally, at hindi rin ito lumilipat SA napaka-huli na maaaring maubos ito ng isang hindi mabisang punto.

Pagkalkula, Pag-inductance, Kasalukuyang, Boltahe at duty Cycle sa isang Boost Converter

Dito tatalakayin lamang namin ang tuluy-tuloy na mode na kung saan ay ang kanais-nais na paraan upang mapatakbo ang isang boost converter, suriin natin ang mga kalkulasyon na kasangkot sa isang boost converter sa isang tuluy-tuloy na mode:

Habang ang transistor ay nasa naka-ON na yugto, ang input na pinagmulan ng boltahe ( ) ay inilapat sa buong inductor, na nagpapahiwatig ng isang kasalukuyang ( ) bumuo sa pamamagitan ng inductor para sa isang tagal ng panahon, na isinalin ng (t). Maaari itong ipahayag sa sumusunod na pormula:

ΔIL / Δt = Vt / L

Sa oras na ang ON estado ng transistor ay malapit nang makawala, at ang transistor ay malapit nang lumipat sa OFF, ang kasalukuyang dapat na buuin sa inductor ay maaaring ibigay ng sumusunod na pormula:

ΔIL (nasa) = 1 / L 0ʃDT
o
Lapad = DT (Vi) / L

Kung saan ang D ay ang cycle ng tungkulin. Para sa pag-unawa sa kahulugan nito maaari kang sumangguni sa aming nakaraang b uck converter na may kaugnayan sa post

Ang L ay nagsasaad ng halaga ng inductance ng inductor kay Henry.

Ngayon, habang ang transistor ay nasa estado ng OFF, at kung ipinapalagay natin na ang diode ay nag-aalok ng minimum na drop ng boltahe sa kabuuan nito at ang capacitor C ay sapat na malaki upang makagawa ng halos isang pare-pareho na boltahe ng output, pagkatapos ay ang kasalukuyang output ( ) ay maaaring maibawas sa tulong ng sumusunod na ekspresyon

Vi - Vo = LdI / dt

Gayundin, ang kasalukuyang mga pagkakaiba-iba ( ) na maaaring mangyari sa buong inductor sa panahon ng paglabas nito (transistor off state) ay maaaring ibigay bilang:

ΔIL (off) = 1 / L x DTʃT (Vi - Vo) dt / L = (Vi - Vo) (1 - D) T / L

Ipagpalagay na ang converter ay maaaring gumaganap na may isang medyo matatag na mga kundisyon, ang lakas ng kasalukuyang o ang enerhiya na nakaimbak sa loob ng inductor sa buong commutation (switching) cycle ay maaaring ipalagay na maging matatag o sa isang magkaparehong rate, maaari itong ipahayag bilang:

E = ½ L x 2IL

Ipinapahiwatig din ng nasa itaas na, dahil ang kasalukuyang sa buong panahon ng pagbawas, o sa simula ng estado ng ON at sa pagtatapos ng estado ng OFF ay dapat magkapareho, ang kanilang kinalabasan na halaga ng pagbabago sa kasalukuyang antas ay dapat na isang zero, tulad ng ipinahayag sa ibaba:

ΔIL (on) + ΔIL (off) = 0

Kung papalitan namin ang mga halaga ng ΔIL (on) at ΔIL (off) sa pormula sa itaas mula sa nakaraang mga derivation, makakakuha kami ng:

IL (on) - ΔIL (off) = Vidt / L + (Vi - Vo) (1 - D) T / L = 0

Ang karagdagang pagpapasimple nito ay magbubunga ng sumusunod na resulta: Vo / Vi = 1 / (1 - D)

o

Vo = Vi / (1 - D)

Ang expression sa itaas ay malinaw na kinikilala na ang output boltahe sa isang boost converter ay palaging mas mataas kaysa sa input supply boltahe (sa buong saklaw ng duty cycle, 0 hanggang 1)

Ang pag-shuffle ng mga termino sa mga gilid sa equation sa itaas nakukuha namin ang equation para sa pagtukoy ng cycle ng tungkulin sa isang boost converter working cycle.

D = 1 - Vo / Vi

Ang mga pagsusuri sa itaas ay nagbibigay sa amin ng iba't ibang mga formula para sa pagtukoy ng iba't ibang mga parameter na kasangkot sa pagpapatakbo ng boost converter, na maaaring mabisang magamit para sa pagkalkula at pag-optimize ng isang tumpak na disenyo ng boost converter.

Kalkulahin ang Boost Converter Power Stage


Ang sumusunod na 4 na alituntunin ay kinakailangan upang Kalkulahin ang Boost Converter Power Stage:

1. Saklaw ng Boltahe ng Input: Vin (min) at Vin (max)

2. Minimal Output Boltahe: Vout

3. Pinakamataas na Kasalukuyang Output: Iout (max)

4. Ang IC Circuit ay nagtatrabaho sa pagbuo ng boost converter.
Ito ay madalas na sapilitan, dahil lamang sa ilang mga balangkas para sa mga pagkalkula ay dapat na kunin na maaaring hindi nabanggit ng sheet ng data.

Sa kaganapan na pamilyar ang mga limitasyong ito sa paglapit ng yugto ng kuryente nang normal
nagaganap.

Sinusuri ang Pinakamataas na Kasalukuyang Paglipat


Ang pangunahing hakbang upang matukoy ang kasalukuyang paglipat ay upang malaman ang cycle ng tungkulin, D, para sa minimum na boltahe ng pag-input. Ang isang hubad na minimum boltahe ng pag-input ay nagtatrabaho pangunahin dahil nagreresulta ito sa pinakamataas na kasalukuyang switch.

D = 1 - {Vin (min) x n} / Vout ---------- (1)

Vin (min) = minimum na boltahe ng pag-input

Vout = kinakailangang boltahe ng output

n = kahusayan ng converter, hal. inaasahang halaga ay maaaring 80%

Ang kahusayan ay inilalagay sa pagkalkula ng ikot ng tungkulin, dahil lamang sa kinakailangang converter upang maipakita din ang pagwawaldas ng kuryente. Ang pagtatantiyang ito ay nag-aalok ng isang mas makatwirang siklo ng tungkulin kumpara sa pormula nang walang kadahilanan ng kahusayan.

Kailangan naming posibleng payagan ang isang tinatayang 80% pagpapaubaya (na maaaring hindi praktikal para sa isang tulong
converter pinakamasamang kahusayan ng kaso), dapat isaalang-alang o posibleng sumangguni sa bahagi ng Maginoo na Mga Tampok ng sheet ng data ng napiling converter

Kinakalkula ang Kasalukuyang Ripple


Ang kasunod na pagkilos para sa pagkalkula ng pinakamataas na kasalukuyang paglipat ay upang malaman ang kasalukuyang inductor ripple.

Sa converter datasheet karaniwang isang tukoy na inductor o isang iba't ibang mga inductors ay tinukoy bilang upang gumana kasama ang IC. Samakatuwid dapat nating gamitin ang alinman sa iminungkahing halaga ng inductor upang makalkula ang kasalukuyang ripple, kung walang ipinakita sa datasheet, ang isang tinantya sa listahan ng Inductors.

S halalan ng application na ito tala sa Kalkulahin ang Boost Converter Power Stage.

Delta I (l) = {Vin (min) x D} / f (s) x L ---------------- (2)

Vin (min) = pinakamaliit na boltahe ng pag-input

D = siklo ng tungkulin na sinusukat sa Equation 1

f (s) = pinakamaliit na dalas ng paglipat ng converter

L = ginustong halaga ng inductor

Kasunod na ito ay dapat na maitatag kung ang ginustong IC ay maaaring maibigay ang pinakamainam na output
kasalukuyang

Iout (max) = [Lim ko (min) - Delta I (l) / 2] x (1 - D) ---------- (3)

Lim (min) = minimal na halaga ng
kasalukuyang paghihigpit ng kasangkot na switch (naka-highlight sa data
sheet)

Ang Delta I (l) = inductor ripple kasalukuyang sinusukat sa naunang equation

Ang d = duty cycle ay kinakalkula sa unang equation

Kung sakaling ang tinatayang halaga para sa pinakamainam na kasalukuyang output ng napagpasyahan sa IC, Iout (max), ay mas mababa sa mga system na inaasahang pinakadakilang kasalukuyang output, isang kahaliling IC na may isang bahagyang mas mataas na kasalukuyang kontrol na talagang kailangang gamitin.

Sa kundisyon na ang sinusukat na halaga para sa Iout (max) ay marahil isang lilim na mas mababa sa inaasahan na isa, posibleng mailapat mo ang na-rekrut na IC sa isang Inductor na may mas malaking inductance tuwing nasa pautos na itinakda. Ang isang mas malaking inductance ay nagbabawas ng kasalukuyang ripple samakatuwid ay pinahuhusay ang maximum na kasalukuyang output sa tukoy na IC.

Kung ang itinatag na halaga ay nasa itaas ng pinakamahusay na kasalukuyang output ng programa, ang pinakadakilang kasalukuyang switch sa kagamitan ay naisip:

Isw (max) = Delta I (L) / 2 + Iout (max) / (1 - D) --------- (4)

Delta I (L) = inductor ripple kasalukuyang sinusukat sa pangalawang equation

Iout (max), = pinakamabuting kalagayan kasalukuyang output na mahalaga sa utility

D = cycle ng tungkulin tulad ng sinusukat nang mas maaga

Ito ay talagang ang pinakamabuting kalagayan kasalukuyang, ang inductor, ang nakapaloob na switch (es) bilang karagdagan sa panlabas na diode ay kinakailangan upang tumayo laban.

Pagpili ng Inductor


Minsan ang mga sheet ng data ay nagbibigay ng maraming pinapayong mga halaga ng inductor. Kung ito ang sitwasyon, gugustuhin mong gugustuhin ang isang inductor na may saklaw na ito. Ang mas malaki ang halaga ng inductor, ang nadagdagan ay ang maximum na kasalukuyang output higit sa lahat dahil sa pagbawas ng kasalukuyang ripple.

Ang pagbawas ng halaga ng inductor, ang naka-scale na down ay ang laki ng solusyon. Magkaroon ng kamalayan na ang inductor ay talagang dapat palaging isama ang isang mas mahusay na kasalukuyang rating na taliwas sa maximum na kasalukuyang tinukoy sa Equation 4 dahil sa ang katunayan na ang kasalukuyang nagpapabilis sa pagbaba ng inductance.

Para sa mga elemento kung saan walang inilahad na saklaw ng inductor, ang sumusunod na larawan ls isang maaasahang pagkalkula para sa angkop na inductor

L = Vin x (Vout - Vin) / Delta I (L) x f (s) x Vout --------- (5)

Vin = karaniwang boltahe ng pag-input

Vout = ginustong output boltahe

f (s) = kaunting dalas ng paglipat ng converter

Ang Delta I (L) = inaasahang kasalukuyang inductor ripple, obserbahan sa ibaba:

Ang kasalukuyang inductor ripple ay hindi masusukat sa unang equation, dahil lamang sa hindi nakilala ang inductor ls. Ang isang tunog na approximation para sa inductor ripple kasalukuyang ls 20% hanggang 40% ng kasalukuyang output.

Delta I (L) = (0.2 hanggang 0.4) x Iout (max) x Vout / Vin ---------- (6)

Delta I (L) = inaasahang kasalukuyang inductor ripple

Iout (max) = pinakamabuting kalagayan na output
kasalukuyang kinakailangan para sa aplikasyon

Pagpapasiya ng Rectifier Diode


Upang maibagsak ang pagkalugi, ang Schottky diode ay talagang kailangang isaalang-alang isang mahusay na pagpipilian.
Ang pasulong na kasalukuyang rating na itinuturing na kinakailangan ay kapantay ng maximum na kasalukuyang output:

I (f) = Iout (max) ---------- (7)

Ako (f) = tipikal
pasulong na kasalukuyang ng rectifier diode

Iout (max) = pinakamabuting kalagayan kasalukuyang output na mahalaga sa programa

Ang mga diode ng Schottky ay may kasamang mas higit na rurok na kasalukuyang rating sa paghahambing sa normal na rating. Iyon ang dahilan kung bakit ang tumaas na kasalukuyang rurok sa programa ay hindi isang malaking alalahanin.

Ang pangalawang parameter na naglalaman upang masubaybayan ay ang pagwawaldas ng kuryente ng diode. Binubuo ito ng upang hawakan:

P (d) = I (f) x V (f) ---------------- (8)

I (f) = average forward forward ng rectifier diode

V (f) = pasulong na boltahe ng rectifier diode

Pagtatakda ng Boltahe ng Output

Karamihan sa mga converter ay naglalaan ng output boltahe na may resistive divider network (na maaaring built-in
dapat ba silang maging nakatigil na mga converter ng boltahe ng output).

Sa nakatalagang boltahe ng feedback, V (fb), at kasalukuyang bias ng feedback, ako (fb), ang boltahe na divider ay may posibilidad na
kinalkula



Ang kasalukuyang sa tulong ng resistive divider ay maaaring humigit-kumulang isang daang beses na mas napakalaki ng kasalukuyang bias ng feedback:

Ako (r1 / 2)> o = 100 x I (fb) ---------- (9)

I (r1 / 2) = kasalukuyang sa kurso ng resistive divider sa GND

Ako (fb) = feedback bias kasalukuyang mula sa sheet ng data

Ito ay nagdaragdag sa ibaba 1% kawastuhan sa pagsuri ng boltahe. Ang kasalukuyang ay karagdagan malaki.

Ang pangunahing problema sa mas maliit na mga halaga ng risistor ay isang mas mataas na pagkawala ng kuryente sa resistive divider, maliban sa kaugnayan ay maaaring medyo tumaas.

Gamit ang paniniwala sa itaas, ang mga resistors ay nagtrabaho tulad ng nakalista sa ibaba:

R2 = V (fb) / I (r1 / 2) ---------- (10)

R1 = R2 x [Vout / V (fb) - 1] ---------- (11)

R1, R2 = resistive divider.

V (fb) = feedback boltahe mula sa sheet ng data

I (r1 / 2) = kasalukuyang dahil sa resistive divider sa GND, na itinatag sa Equation 9

Vout = nakaplanong boltahe ng output

Pagpili ng Input Capacitor


Ang pinakamaliit na halaga para sa input capacitor ay karaniwang ipinapasa sa sheet ng data. Ang pinakamaliit na halaga na ito ay mahalaga para sa pagpapanatag ng boltahe ng pag-input bilang isang resulta ng pinakamataas na kasalukuyang kinakailangan ng isang paglipat ng supply ng kuryente.

Ang pinaka-angkop na pamamaraan ay ang paggamit ng binawasan ang katumbas na serye ng paglaban (ESR) na mga ceramic capacitor.

Ang elementong dielectric ay kailangang X5R o mas mataas. Kung hindi man, maaaring i-drop ng capacitor ang karamihan sa capacitance nito sa account ng DC bias o temperatura (tingnan ang mga sanggunian 7 at 8).

Ang halaga ay maaaring sa katunayan ay itataas kung marahil ang input boltahe ay maingay.

Pagpili ng Output Capacitor

Ang pinakamahusay na pamamaraan ay upang hanapin ang maliit na mga capacitor ng ESR upang mabawasan ang ripple sa output voltage. Ang mga ceramic capacitor ay ang tamang uri kapag ang dielectric na elemento ay X5R na uri o mas mahusay

Kung sakaling ang converter ay nagdadala ng panlabas na kabayaran, ang anumang uri ng halaga ng capacitor sa itaas ng naitaguyod na pinakamaliit sa datasheet ay maaaring mailapat, ngunit sa paanuman ang kabayaran ay dapat na mabago para sa napiling output capacitance.

Sa mga panloob na bayad na converter, ang ipinapayong mga halaga ng inductor at kapasitor ay kailangang sanayin, o ang impormasyon sa datasheet para sa pag-angkop ng mga output capacitor ay maaaring magamit sa ratio ng L x C.

Sa pangalawang bayad, ang mga sumusunod na equation ay maaaring makatulong upang makontrol ang mga halaga ng output capacitor para sa isang nakaplanong output voltage ripple:

Cout (min) = Iout (max) x D / f (s) x Delta Vout ---------- (12)

Cout (min) = pinakamaliit na output capacitance

Iout (max) = pinakamabuting kalagayan kasalukuyang output ng paggamit

Ang d = duty cycle ay nagtrabaho kasama ang Equation 1

f (s) = pinakamaliit na dalas ng paglipat ng converter

Delta Vout = perpektong output voltage ripple

Ang ESR ng output capacitor ay nagdaragdag ng isang dash ng higit pang ripple, paunang itinalaga sa equation:

Delta Vout (ESR) = ESR x [Iout (max) / 1 -D + Delta I (l) / 2] ---------- (13)

Delta Vout (ESR) = alternatibong output voltage ripple na nagreresulta mula sa capacitors ESR

ESR = katumbas na paglaban ng serye ng pinapasukan na output capacitor

Iout (max) = pinakadakilang kasalukuyang output ng paggamit

D = cycle ng tungkulin na korte sa unang equation

Delta I (l) = inductor ripple kasalukuyang mula sa Equation 2 o Equation 6

Mga Equation upang Suriin ang Power Stage ng isang Boost Converter


Maximum Duty Cycle:
D = 1 - Alak (min) x n / Vout ---------- (14)

Vin (min) = pinakamaliit na boltahe ng pag-input

Vout = inaasahang boltahe ng output

n = kahusayan ng converter, hal. tinatayang 85%

Kasalukuyang Inductor Ripple:


Delta I (l) = Vin (min) x D / f (s) x L ---------------- (15)

Vin (min) = pinakamaliit na boltahe ng pag-input

D = cycle ng tungkulin na itinatag sa Equation 14

f (s) = dalas ng nominal na paglipat ng converter

L = tinukoy na halaga ng inductor

Maximum na kasalukuyang output ng hinirang na IC:

Iout (max) = [Ilim (min) - Delta I (l)] x (1 - D) ---------- (16)

Ilim (min) = pinakamaliit na halaga ng kasalukuyang limitasyon ng integral na bruha (inaalok sa data sheet)

Delta I (l) = Inductor ripple kasalukuyang itinatag sa Equation 15

D = tinatayang cycle ng tungkulin sa Equation 14

Tukoy ng kasalukuyang paglipat ng tukoy sa application:

Isw (max) = Delta I (l) / 2 + Iout (max) / (1 - D) ---------- (17)

Delta I (l) = kasalukuyang inductor ripple na tinatayang sa Equation 15

Iout (max), = pinakamataas na posibleng kasalukuyang output na kinakailangan sa utility

D = cycle ng tungkulin na korte sa Equation 14

Pagtataya ng Inductor:

L = Vin x (Vout - Vin) / Delta I (l) x f (s) x Vout ---------- (18)

Vin = karaniwang boltahe ng pag-input

Vout = nakaplanong boltahe ng output

f (s) = pinakamaliit na dalas ng paglipat ng converter

Ang Delta I (l) = inaasahang kasalukuyang inductor ripple, tingnan ang Equation 19

Kasalukuyang Pagpapahalaga sa Inductor Ripple:

Delta I (l) = (0.2 hanggang 0.4) x Iout (max) x Vout / Vin ---------- (19)

Delta I (l) = inaasahang Inductor ripple current

Iout (max) = pinakamataas na kasalukuyang output na mahalaga sa paggamit

Karaniwang Pagpasa Kasalukuyan ng Rectifier Diode:

I (f) = Iout (max) ---------- (20)

Iout (max) = pinakamainam na kasalukuyang output na naaangkop sa utility

Pag-aalis ng Lakas sa Rectifier Diode:

P (d) = I (f)
x V (f) ---------------- (21)


I (f) = tipikal na kasalukuyang pasulong ng rectifier diode

V (f) = pasulong na boltahe ng rectifier diode

Kasalukuyang Sa pamamagitan ng paggamit ng Resistive Divider Network para sa Output Voltage Positioning:

Ako (r1 / 2)> o = 100 x I (fb) ---------- (22)

Ako (fb) = feedback bias kasalukuyang mula sa sheet ng data

Halaga ng Resistor Sa Pagitan ng FB Pin at GND:

R2 = V (fb) / I (r1 / 2) ---------- (23)

Halaga ng Resistor Sa pagitan ng FB pin at Vout:

R1 = R2 x [Vout / V (fb) - 1] ---------- (24)

V (fb) = feedback boltahe mula sa sheet ng data

Ako (r1 / 2) = kasalukuyang
dahil sa resistive divider sa GND, naisip sa Equation 22

Vout = hinahangad pagkatapos ng boltahe ng output

Pinakamaliit na Kapasidad sa Output, kung hindi man ay paunang nakatalaga sa sheet ng data:

Cout (min) = Iout (max) x D / f (s) x Delta I (l) ---------- (25)

Iout (max) = pinakamataas na posibleng kasalukuyang output ng programa

D = cycle ng tungkulin na korte sa Equation 14

f (s) = pinakamaliit na dalas ng paglipat ng converter

Delta Vout = inaasahang ripple ng boltahe ng output

Labis na Output Voltage Ripple na nauukol sa ESR:

Delta Vout (esr) = ESR x [Iout (max) / (1 - D) + Delta I (l) / 2 ---------- (26)

ESR = parallel series paglaban ng nagtatrabaho output capacitor

Iout (max) = pinakamabuting kalagayan kasalukuyang output ng paggamit

D = siklo ng tungkulin na tinutukoy sa Equation 14

Delta I (l) = inductor ripple kasalukuyang mula sa Equation 15 o Equation 19


Nakaraan: Gawin ang Electric Scooter / Rickshaw Circuit na ito Susunod: Kinakalkula ang Mga Inductor sa Buck Boost Converter