Induktoru aprēķināšana Buck Boost pārveidotājos

Šajā ziņojumā mēs cenšamies izprast induktoru izmēru noteikšanas vai aprēķināšanas metodi spraugas pārveidotāja ķēdēs, lai nodrošinātu optimālu šo ierīču darbību.

Mēs izmantojam IC 555 pārveidotāja un IC 555 pārveidotāja tipoloģiju piemērus un mēģinām izprast optimizācijas paņēmienus, izmantojot vienādojumus un manuālas korekcijas, lai panāktu optimālāko izejas reakciju no šiem pārveidotāju modeļiem.

Dažos manos iepriekšējos ierakstos mēs vispusīgi izpētījām, kā darbojas SMPS buck un boost pārveidotāji, un mēs arī secinājām dažas pamatformulas, lai novērtētu svarīgus parametrus, piemēram, spriegumu, strāvu un induktivitāti šajās pārveidotāju ķēdēs.

Pirms ķeraties pie šī raksta, kas attiecas uz induktora projektēšanas metodēm, ieteicams apkopot šo rakstu detaļas.

Kā darbojas pārveidotāji

Kā darbojas Buck pārveidotāji

Buka palielināšanas pamatvienādojumi

Lai aprēķinātu induktorus BAS palielināšanas SMPS ķēdēs, mēs varētu atvasināt šādas divas secinājuma formulas attiecīgi Buck Converter un Boost Converter:

Vo = DVin ---------- Buck Converter

Vo = Vin / (1 - D) ---------- Par Boost Converter

Šeit D = darba cikls, kas ir = katra PWM cikla tranzistora ON laiks / ON + OFF laiks

Vo = izejas spriegums no pārveidotāja

Vin = pārveidotāja ievades barošanas spriegums

No iepriekš atvasinātajām formulām mēs varam saprast, ka 3 galvenie parametri, kurus var izmantot izejas izmēram SMPS balstītā ķēdē, ir:

Galvenie parametri, kas saistīti ar Buck Boost Converter

1) Darba cikls

2) tranzistora ieslēgšanas / izslēgšanas laiks

3) Un ieejas sprieguma līmenis.

Tas nozīmē, ka, pareizi pielāgojot kādu no iepriekš minētajiem parametriem, kļūst iespējams pielāgot pārveidotāja izejas spriegumu. Šo regulēšanu var veikt manuāli vai automātiski, izmantojot pašregulējošu PWM shēmu.

Lai gan iepriekš minētās formulas skaidri izskaidro, kā optimizēt izejas spriegumu no sprieguma vai pastiprinātāja pārveidotāja, mēs joprojām nezinām, kā induktoru var uzbūvēt, lai iegūtu optimālu reakciju šajās ķēdēs.

Jūs varat atrast daudz sarežģītu un izpētītu formulu, lai atrisinātu šo jautājumu, tomēr neviens jauns hobijs vai kāds elektroniskais entuziasts nebūtu ieinteresēts faktiski cīnīties ar šīm sarežģītajām formulām par nepieciešamajām vērtībām, kurām to sarežģītības dēļ faktiski varētu būt vairāk iespēju sniegt kļūdainus rezultātus .

Labāka un efektīvāka ideja ir “aprēķināt” induktora vērtību ar eksperimentālu iestatījumu un praktisku izmēģinājumu un kļūdu procesu, kā paskaidrots nākamajos punktos.

Konfigurējiet Boost Converter, izmantojot IC 555

Zemāk ir parādīti vienkārši uz IC 555 balstītie palielināšanas un spraugas pārveidotāju modeļi, kurus varētu izmantot, lai noteiktu vislabāko iespējamo induktora vērtību konkrētai SMPS palielināšanas pārveidotāja ķēdei.

Induktoru L sākotnēji var izgatavot patvaļīgi.

The īkšķa noteikums ir izmantot pagriezienu skaitu, kas nedaudz pārsniedz barošanas spriegumu , tādēļ, ja barošanas spriegums ir 12 V, pagriezienu skaits varētu būt ap 15 apgriezieniem.

1. Tam jābūt satītam virs piemērota ferīta serdeņa, kas varētu būt ferīta gredzens vai ferīta stienis, vai virs EE serdeņa.
2. Vada biezumu nosaka pastiprinātāja prasība, kas sākotnēji nebūs atbilstošs parametrs, tāpēc derētu jebkura salīdzinoši plāna vara emaljēta stieple, tā var būt aptuveni 25 SWG.
3. Vēlāk, atbilstoši pašreizējām paredzētā dizaina specifikācijām, paralēli induktoram, vienlaikus to tinot, varētu pievienot vairāk vadu, lai tas būtu saderīgs ar norādīto ampēru.
4. Induktora diametrs būs atkarīgs no frekvences, augstāka frekvence ļautu mazāku diametru un otrādi. Precīzāk sakot, induktora piedāvātā induktivitāte kļūst lielāka, palielinoties frekvencei, tāpēc šis parametrs būs jāapstiprina, veicot atsevišķu testu, izmantojot to pašu IC 555, kas iestatīts.

Shēmas diagrammas palielināšanas pārveidotājs

Potenciometra vadības ierīču optimizēšana

Iepriekš iestatītajā attēlā parādīta pamata IC 555 PWM shēma, kas aprīkota ar atsevišķiem potenciometriem, lai nodrošinātu regulējamu frekvenci, un regulējama PWM izeja pie tās tapas Nr. 3.

Spraudni Nr. 3 var redzēt savienotu ar standarta pastiprinātāja pārveidotāja konfigurāciju, izmantojot TIP122 tranzistoru - induktoru L, diode BA159 un kondensatoru C.

Transistors BC547 tiek ieviests, lai ierobežotu strāvu visā TIP122, lai regulēšanas procesa laikā, kad podi tiek pielāgoti, TIP122 nekad nedrīkst šķērsot sadalīšanās punktu, tādējādi BC547 aizsargā TIP122 no pārmērīgas strāvas un padara procedūru drošu un drošs lietotājam.

Izejas spriegums vai paaugstināšanas spriegums tiek kontrolēts visā C, lai panāktu maksimālu optimālo reakciju visā testa procesā.

Pēc tam IC 555 pastiprinātāja pārveidotāju var manuāli optimizēt, veicot šādas darbības:

• Sākotnēji iestatiet PWM pot, lai izveidotu pēc iespējas šaurāku PWM pie tapas # 3, un frekvence tiek pielāgota apmēram 20 kHz.
• Paņemiet digitālo multimetru, kas fiksēts virs 100 V līdzstrāvas diapazona, un savienojiet spraudņus pāri C ar atbilstošu polaritāti.
• Pēc tam pakāpeniski noregulējiet PWM trauku un uzraugiet, kamēr spriegums pāri C turpina pieaugt. Brīdī, kad konstatējat šī sprieguma pazemināšanos, atjaunojiet iestatījumu iepriekšējā pozīcijā, kas radīja vislielāko iespējamo spriegumu uz katla, un nostipriniet šo katla / iepriekš iestatīto pozīciju kā optimālo punktu izvēlētajam induktoram.
• Pēc tam līdzīgi pielabojiet frekvences pot, lai turpmāk optimizētu sprieguma līmeni visā C, un iestatiet to, lai sasniegtu visefektīvāko frekvences punktu izvēlētajam induktoram.
• Lai noteiktu darba ciklu, iespējams, varētu pārbaudīt PWM katla pretestības koeficientu, kas būtu tieši proporcionāls tapas # 3 izejas darba cikla atzīmes atstarpes koeficientam.
• Frekvences vērtību var uzzināt, izmantojot frekvences mērītāju vai izmantojot frekvences diapazonu dotajā DMM, ja tam ir iespēja, to var pārbaudīt IC 3. kontaktdakšā.

Jūsu induktora parametri tagad ir noteikti un tos var izmantot jebkuram pastiprinātāja pārveidotājam, lai iegūtu vislabāko optimālo reakciju.

Induktora strāvas noteikšana

Induktora pašreizējo specifikāciju varētu palielināt, vienkārši tinot to, izmantojot daudzus paralēlus vadus, teiksim, piemēram, paralēli varētu izmantot aptuveni 5 26SWG vadu, lai induktors tiktu darbināts ar 5 strāvas spuldzēm. un tā tālāk.

Nākamajā diagrammā parādīts spuldžu pārveidotāja lietojumprogrammas induktoru optimizācijas un aprēķināšanas process SMPS.

Shēmas diagramma Buck Converter

Tas pats process attiecas arī uz šo iestatījumu, kā tas tika darīts ar iepriekš izskaidroto palielināšanas pārveidotāja dizainu.

Kā redzams, izejas posms tagad ir mainīts ar izveidotu sprieguma pārveidotāju, tranzistori tagad tiek aizstāti ar PNP tipiem, un induktora, diode, pozīcijas ir attiecīgi mainītas.

Tādējādi, izmantojot iepriekš minētās divas metodes, jebkurš var noteikt vai aprēķināt induktorus spraugas palielināšanas smps ķēdēs, neizmantojot sarežģītas un neizpildāmas formulas.