DC-DC alapok – töltőszivattyús szabályozó áttekintése

Hello. Üdvözöljük önöket a DC-DC alapjai című előadáson. Xiang vagyok. Ebben a részben a töltőszivattyús szabályozóról fogunk beszélni. Mi az a töltőszivattyús szabályozó? Ez egyfajta kapcsolószabályozó, amely a teljesítményt csak a kondenzátorok töltésével és kisütésével biztosítja. Alkalmas olyan alkalmazásokhoz, amelyek alacsony áramokkal és mérsékelt bemeneti és kimeneti feszültségkülönbséggel rendelkeznek. A töltőszivattyú-szabályozó használatának előnye, hogy nincs induktor a szabályozóban. Kisebb méretet érhet el. A hatékonyság mérsékelt, de magasabb, mint a lineáris szabályozó. És a V out magasabb vagy alacsonyabb lehet, mint a V in. És kevesebb alkatrészre van szükség, így könnyen eldönthető és használható. Hátránya, hogy a kapcsolás nagy kimeneti hullámzást és zajt okozhat. És a kimeneti áramkapacitásokat a kondenzátorok korlátozzák. Hogyan működik a töltőszivattyú? A kondenzátorcsatlakozást a kapcsolók úgy változtatják meg, hogy a töltés és a kisülés szabályozott legyen. Amint ezen az egyszerűsített grafikonon itt látható, az S1-S4 kapcsoló kapcsol. Amikor az S1 és az S3 be van kapcsolva, az S2 és az S4 ki van kapcsolva. A kondenzátort a bemeneti feszültségforrás tölti. És amikor az S1 kapcsoló, S3 ki van kapcsolva, és az S2 és S4 bekapcsol. És a töltőkondenzátor, akkor a kimeneti terhelésre fog kisülni. És az is érdekes, hogy a kimenet és a föld csatlakozásának megfordításával egy egységerősítésű átalakítóból negatív erősítésű inverterbe kerülhet. Ezen az oldalon a töltőszivattyú-szabályozó egy népszerű konfigurációját mutatjuk be. Ezt feszültségduplázónak nevezik. Amint láthatja, nagyon hasonlít az egységnyi erősítésű töltőszivattyú-szabályozóhoz. És valójában a kapcsolás, négy kapcsolót igényel. És ez a négy kapcsoló hasonlóan kapcsol. Ugyanúgy kapcsol, mint az egységerősítésű szabályozó. De ahelyett, hogy a V out földet a földhöz csatlakoztatná, a V out valójában a V in tetején van. Tehát ebben az esetben a V out valójában a V in, plusz a kondenzátor feszültsége. Tehát ez kétszeres V in kimenetet ad. Ezért hívják feszültségduplázónak. És az előző két dián csak egy kondenzátor használatát mutatjuk be ebben a szabályozóban. Tehát ha két kondenzátor van a töltőszivattyú-szabályozóban, akkor valójában több kombinációt ad az erősítési konfigurációkhoz. És a következő ábrák a két kondenzátor csatlakoztatásának néhány tipikus konfigurációját mutatják. És különböző erősítés érhető el. Töltőszivattyú szabályozók. Egy utószabályozó fokozat beépítésével a töltőszivattyú finom szemcsés kimeneti feszültséget érhet el. A kapcsoló impedanciája is szabályozható azzal, hogy hatékonyan jár el, mint egy poszt szabályozó. Mint látható, az S1 és S3 kapcsoló használata helyett valójában egy lineáris szabályozó típusú tranzisztorral van helyettesítve. És az R out az effektív kimeneti impedancia, beleértve a kapcsoló impedanciáját R switch és a kapcsolt sapka impedanciáját, amelyet a CF sapka kondenzátorában lévő kapcsoló frekvenciája határoz meg. És a finombeállítás a kapcsolási frekvencia és a kapcsoló impedancia szabályozásával érhető el. És kétféle töltőszivattyú-szabályozás van. Az egyik a frekvencia szabályozásával. Ezt impulzusfrekvenciás modulációnak nevezzük. Amint itt látható, a kimeneti feszültséget a nem szükséges impulzus kihagyásával tartjuk állandó értéken. És a PFM használatának előnye, hogy nagyon alacsony nyugalmi áramokkal rendelkezik, és nagy hatékonyságot érhet el, különösen a körülmények között. De a hátránya az, hogy nagy kimeneti feszültség hullámzása van, és a frekvenciája változik. És a másik típus, amit állandó frekvenciaszabályozásnak nevezünk. Ezt a kapcsoló ellenállásának szabályozásával érjük el. Ebben a típusú szabályozásban az az előnye, hogy alacsony feszültséghullámzást érhet el. És a kapcsolási frekvencia viszonylag rögzített. De a hátránya a magas nyugalmi áram, így a hatékonyság alacsonyabb. Összefoglalva, ebben a szakaszban bemutattuk a töltőszivattyú szabályozót és az ilyen típusú DC-DC átalakító működését és szabályozását. Köszönöm.