DC-DC:n perusteet – latauspumpun säätimen yleiskatsaus

Hei. Tervetuloa DC-DC Fundamentals -videolle. Olen Xiang. Tässä osiossa puhumme latauspumppusäätimestä. Mikä on latauspumpun säädin? Se on eräänlainen kytkentäsäädin, joka tuottaa virtaa vain lataamalla ja purkamalla kondensaattoreita. Se soveltuu sovelluksiin, joissa on pienet virrat ja joissa on kohtalainen tulo- ja lähtöjännite-ero. Latauspumppusäätimen käytön etuna on, että siinä ei ole induktoria säätimessä. Voit saavuttaa pienemmän koon. Tehokkuus on kohtalainen, mutta se on korkeampi kuin lineaarinen säädin. Ja V out voi olla suurempi tai pienempi kuin V in. Ja tarvitaan vähemmän komponentteja, joten sitä on helppo päättää ja käyttää. Haittapuolena on, että kytkentä voi tuottaa suurta lähtöaaltoilua ja kohinaa. Ja lähtövirran kapasiteettia rajoittavat kondensaattorit. Miten latauspumppu toimii? Kytkimet muuttavat kondensaattorikytkentää siten, että latausta ja purkausta ohjataan. Kuten tästä yksinkertaistetusta kuvaajasta näkyy, kytkimet S1-S4 kytkeytyvät. Kun S1 ja S3 on päällä, S2 ja S4 on pois päältä. Kondensaattori latautuu tulojännitelähteellä. Ja kun kytkin S1, S3 on pois päältä, ja S2 ja S4 kytkeytyvät päälle. Ja latauskondensaattori, aiot purkaa lähtökuormaan. Ja on myös mielenkiintoista tietää, että kääntämällä ulostulon ja maan kytkentä, voit päästä ykkösen vahvistuksen muuntimesta negatiivisen vahvistuksen invertteriin. Tällä sivulla näytämme latauspumppusäätimen suositun kokoonpanon. Sitä kutsutaan jännitteen kaksinkertaistajaksi. Kuten näet, se on hyvin samankaltainen kuin unity gain -varauspumppusäädin. Ja itse asiassa kytkentä, se vaatii neljä kytkintä. Ja nämä neljä kytkintä ovat samanlaisia. Se kytkeytyy samalla tavalla kuin yksikäsitteisen vahvistuksen säädin. Mutta sen sijaan, että kytketään V out -maadoitus maahan, V out on itse asiassa V in -maadoituksen päällä. Tässä tapauksessa V out on siis itse asiassa V in plus kondensaattorin jännite. Näin saat kaksi kertaa V in -ulostulon. Siksi sitä kutsutaan jännitteen kaksinkertaistajaksi. Ja kahdessa edellisessä diassa näytimme vain yhden kondensaattorin käyttöä tässä säätimessä. Joten jos sinulla on kaksi kondensaattoria latauspumppusäätimessä, se itse asiassa antaa sinulle enemmän vahvistuskonfiguraatioiden yhdistelmiä. Seuraavissa kuvissa esitetään joitakin tyypillisiä kahden kondensaattorin kytkentöjen kokoonpanoja. Ja eri vahvistus voidaan saavuttaa. Latauspumppusäädöt. Sisällyttämällä jälkisäätimen vaihe, latauspumppu voi saavuttaa hienorakeisen lähtöjännitteen. Myös kytkinimpedanssia voidaan ohjata toimimalla tehokkaasti jälkisäätimenä. Kuten näet, kytkimen S1 ja S3 käyttämisen sijasta se on itse asiassa korvattu lineaarisella säätötyyppisellä transistorilla. Ja R out on tehokas lähtöimpedanssi, mukaan lukien kytkinimpedanssi R kytkin ja kytketty korkkiimpedanssi, joka määräytyy kytkimesi taajuuden mukaan CF-korkin kondensaattorissa. Ja hienosäätö voidaan suorittaa ohjaamalla kytkentätaajuutta ja kytkinimpedanssia. Ja on olemassa kahdenlaisia latauspumppusäädöksiä. Yksi on taajuutta säätelemällä. Kutsumme sitä pulssitaajuusmodulaatioksi. Kuten näet tässä, lähtöjännite pidetään vakiona ohittamalla tarpeeton pulssi. Ja PFM: n käytön etuna on, että sillä on erittäin alhaiset lepovirrat ja voit saavuttaa korkean hyötysuhteen, erityisesti olosuhteissa. Mutta haittapuolena on, että sillä on suuri lähtöjännitteen aaltoilu ja taajuus vaihtelee. Ja toinen tyyppi, kutsumme sitä Constant Frequency Regulationiksi. Se saavutetaan ohjaamalla kytkimen vastusta. Tämäntyyppisessä säätelyssä etuna on, että voit saavuttaa alhaisen jännitteen aaltoilun. Ja kytkentätaajuus on suhteellisen kiinteä. Mutta haittapuolena on korkea lepovirta, joten tehokkuus on alhaisempi. Yhteenvetona voidaan todeta, että tässä jaksossa esiteltiin latauspumpun säädin ja tämäntyyppisen DC-DC-muuntimen toiminta ja säätö. Kiitos.