ตัวควบคุมพีเอ็มดับเบิลยู การมอดูเลตความกว้างพัลส์ โครงการ การสลับตัวกันโคลงบนตัวควบคุม PWM KR1114EU4 ตัวควบคุม PWM คืออะไร

ในความคงตัวที่มี PWM เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะใช้เป็นองค์ประกอบพัลส์ เวลาพัลส์หรือหยุดชั่วคราวซึ่งจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับสัญญาณคงที่ที่มาถึงอินพุตขององค์ประกอบพัลส์จากเอาต์พุตของวงจรเปรียบเทียบ

หลักการทำงานของโคลง PWMเป็นดังนี้ แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงจากวงจรเรียงกระแสหรือแบตเตอรี่จะถูกส่งไปยังทรานซิสเตอร์ควบคุมจากนั้นผ่านตัวกรองไปยังเอาต์พุตของโคลง แรงดันเอาต์พุตของโคลงจะถูกเปรียบเทียบกับแรงดันอ้างอิง จากนั้นสัญญาณความแตกต่างจะถูกนำไปใช้กับอินพุตของอุปกรณ์ที่แปลงสัญญาณกระแสตรงเป็นพัลส์ในช่วงเวลาหนึ่ง โดยสัญญาณหลังจะเปลี่ยนตามสัดส่วนของสัญญาณความแตกต่างระหว่าง อ้างอิงและวัดแรงดันไฟฟ้า จากอุปกรณ์ที่แปลงกระแสตรงเป็นพัลส์ สัญญาณจะถูกส่งไปยังทรานซิสเตอร์ควบคุม หลังสวิตช์เป็นระยะและค่าแรงดันไฟฟ้าเฉลี่ยที่เอาต์พุตตัวกรองขึ้นอยู่กับอัตราส่วนระหว่างเวลาที่ทรานซิสเตอร์อยู่ในสถานะเปิดและปิด (บนความกว้างพัลส์ - ดังนั้นชื่อของการมอดูเลตประเภทนี้) และการทำซ้ำของพัลส์ PWM อัตราคงที่ เมื่อแรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตของโคลงเปลี่ยนไป สัญญาณกระแสตรงจะเปลี่ยนไป ดังนั้นความกว้าง (ระยะเวลา) ของพัลส์ (ที่ระยะเวลาคงที่) เป็นผลให้ค่าเฉลี่ยของแรงดันไฟขาออกกลับคืนสู่ค่าเดิม

ในสารเพิ่มความคงตัวด้วย PFMเมื่อสัญญาณที่เอาต์พุตขององค์ประกอบพัลส์เปลี่ยนแปลง ระยะเวลาของการหยุดชั่วคราวจะเปลี่ยนไป แต่ระยะเวลาของพัลส์ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง ยิ่งกว่านั้น ความถี่ในการสลับของทรานซิสเตอร์ควบคุมนั้นแตกต่างจากสเตบิไลเซอร์ที่มี PWM ขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงของกระแสโหลดและแรงดันเอาต์พุต ดังนั้นจึงเป็นค่าที่เปลี่ยนแปลงและไม่คงที่ จึงเป็นที่มาของการมอดูเลตประเภทนี้ หลักการทำงานของตัวกันโคลงนั้นคล้ายคลึงกับหลักการทำงานของตัวกันโคลงแบบ PWM การเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟขาออกของโคลงทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในการหยุดชั่วคราวซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงความถี่พัลส์และค่าเฉลี่ยของแรงดันไฟขาออกยังคงไม่เปลี่ยนแปลง

หลักการทำงานของรีเลย์หรือสองตำแหน่งตัวกันโคลงค่อนข้างแตกต่างจากหลักการทำงานของตัวกันโคลงด้วย PWM ในตัวควบคุมความคงตัวของรีเลย์ ทริกเกอร์ถูกใช้เป็นองค์ประกอบพัลส์ ซึ่งจะควบคุมทรานซิสเตอร์ควบคุมตามลำดับ เมื่อแรงดันไฟฟ้าคงที่ถูกนำไปใช้กับอินพุตของโคลง ในตอนแรกทรานซิสเตอร์ควบคุมจะเปิดขึ้นและแรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตของโคลงจะเพิ่มขึ้น และสัญญาณที่เอาต์พุตของวงจรเปรียบเทียบจะเพิ่มขึ้นตามลำดับ ที่ค่าหนึ่งของแรงดันเอาต์พุต สัญญาณที่เอาต์พุตของวงจรเปรียบเทียบจะถึงค่าที่ทริกเกอร์ถูกกระตุ้น โดยปิดทรานซิสเตอร์ควบคุม แรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตของโคลงเริ่มลดลงซึ่งทำให้สัญญาณที่เอาต์พุตของวงจรเปรียบเทียบลดลง ที่ค่าสัญญาณที่แน่นอนที่เอาต์พุตของวงจรเปรียบเทียบ ทริกเกอร์จะยิงอีกครั้ง เปิดทรานซิสเตอร์ควบคุมและแรงดันไฟฟ้าที่เอาต์พุตของโคลงจะเริ่มเพิ่มขึ้น มันจะเพิ่มขึ้นจนกว่าทริกเกอร์จะปิดทรานซิสเตอร์ควบคุมอีกครั้ง และทำให้กระบวนการเกิดซ้ำ

การเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าขาเข้าหรือกระแสโหลดของโคลงจะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในเวลาสถานะเปิดของทรานซิสเตอร์ควบคุมและการเปลี่ยนแปลงความถี่ในการสลับและค่าเฉลี่ยของแรงดันไฟขาออกจะยังคงอยู่ (ด้วยค่าที่แน่นอน ระดับความแม่นยำ) ไม่เปลี่ยนแปลง ดังนั้นเช่นเดียวกับในตัวคงตัว PFM ในตัวปรับความเสถียรของรีเลย์ความถี่การสลับของทรานซิสเตอร์ควบคุมจึงไม่คงที่

ข้อดีและข้อเสียของสารเพิ่มความคงตัวที่อธิบายไว้

1. โดยหลักการแล้ว ระลอกแรงดันเอาต์พุตในตัวปรับความเสถียรด้วย PWM และ PWM อาจไม่อยู่อย่างสมบูรณ์เนื่องจากองค์ประกอบพัลส์ถูกควบคุมโดยส่วนประกอบคงที่ของสัญญาณวงจรควบคุม ในตัวปรับความเสถียรของรีเลย์ การเต้นเป็นจังหวะของแรงดันเอาต์พุตจะต้องเกิดขึ้นโดยพื้นฐาน เนื่องจากการสลับทริกเกอร์เป็นระยะจะทำได้ก็ต่อเมื่อแรงดันเอาต์พุตเปลี่ยนแปลงเป็นระยะ

ข้อเสียเปรียบหลักอย่างหนึ่งของตัวปรับเสถียรภาพ PWM และ PWM เมื่อเปรียบเทียบกับรีเลย์คือความเร็วการทำงานที่ต่ำกว่า

การใช้เทคโนโลยีประเภทต่างๆ ในชีวิตประจำวันถือเป็นคุณลักษณะที่ขาดไม่ได้ของสังคมยุคใหม่ แต่ไม่ใช่ว่าอุปกรณ์ทั้งหมดจะได้รับการออกแบบให้เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟ 220V มาตรฐาน หลายแห่งใช้พลังงานโดยมีแรงดันไฟฟ้าตั้งแต่ 1 ถึง 25V มีการใช้อุปกรณ์พิเศษในการจัดหา

อย่างไรก็ตาม งานหลักของมันไม่ได้ลดพารามิเตอร์เอาต์พุตมากนัก แต่เพื่อรักษาระดับความเสถียรในเครือข่าย ซึ่งสามารถแก้ไขได้โดยใช้อุปกรณ์ป้องกันการสั่นไหว แต่ตามกฎแล้วอุปกรณ์ดังกล่าวค่อนข้างยุ่งยากและไม่สะดวกในการใช้งาน ตัวเลือกที่ดีที่สุดคือตัวปรับแรงดันไฟฟ้าแบบสวิตชิ่ง มันแตกต่างจากเส้นตรงไม่เพียง แต่ในมิติเท่านั้น แต่ยังรวมถึงหลักการทำงานด้วย

เครื่องป้องกันชีพจรคืออะไร?

อุปกรณ์ประกอบด้วยสององค์ประกอบหลัก:

• บูรณาการ;
• การปรับเปลี่ยน

ในระยะแรก พลังงานจะถูกสะสมและปล่อยออกมา ชุดควบคุมจ่ายกระแสไฟ และหากจำเป็น จะหยุดกระบวนการนี้ นอกจากนี้ ไม่เหมือนกับโมเดลเชิงเส้นตรงในโมเดลพัลซิ่ง องค์ประกอบนี้สามารถอยู่ในสถานะปิดหรือเปิดได้ มันทำงานเหมือนกับกุญแจ

อุปกรณ์อุปกรณ์ชีพจร

ขอบเขตการใช้งานอุปกรณ์ดังกล่าวค่อนข้างกว้าง อย่างไรก็ตามมักใช้ในอุปกรณ์นำทางและควรซื้อเครื่องป้องกันชีพจรเพื่อเชื่อมต่อ:

• ทีวีจอแอลซีดี
• แหล่งจ่ายไฟที่ใช้ในระบบดิจิทัล
• อุปกรณ์อุตสาหกรรมแรงดันต่ำ

ตัวปรับแรงดันไฟฟ้าแบบพัลส์บูสต์ยังสามารถใช้ในเครือข่ายที่มีไฟฟ้ากระแสสลับเพื่อแปลงเป็นไฟฟ้ากระแสตรงได้ อุปกรณ์ในคลาสนี้ยังใช้เป็นแหล่งพลังงานสำหรับ LED กำลังสูงและการชาร์จแบตเตอรี่อีกด้วย

อุปกรณ์ทำงานอย่างไร

หลักการทำงานของอุปกรณ์มีดังนี้ เมื่อองค์ประกอบควบคุมถูกปิด พลังงานจะถูกสะสมในองค์ประกอบที่รวมเข้าด้วยกัน ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้น เมื่อเปิดสวิตช์ไฟฟ้าจะค่อยๆ ถ่ายโอนไปยังผู้ใช้ไฟฟ้า ส่งผลให้แรงดันไฟฟ้าลดลง

ดูวิดีโอและดูวิธีการทำงานของอุปกรณ์:

วิธีการใช้งานอุปกรณ์ที่เรียบง่ายช่วยให้คุณประหยัดพลังงานและยังทำให้สามารถสร้างหน่วยขนาดเล็กได้อีกด้วย

ส่วนต่อไปนี้สามารถใช้เป็นองค์ประกอบด้านกฎระเบียบได้:

• ไทริสเตอร์;
• ทรานซิสเตอร์

หน่วยบูรณาการของอุปกรณ์คือ:

• คันเร่ง;
• แบตเตอรี่;
• ตัวเก็บประจุ

คุณสมบัติการออกแบบของโคลงนั้นสัมพันธ์กับวิธีการทำงาน มีอุปกรณ์สองประเภท:

1. ด้วยทริกเกอร์ Schmitt

ลองดูความแตกต่างระหว่างตัวปรับแรงดันไฟฟ้าพัลส์ทั้งสองประเภทนี้

รุ่นพีเอ็มดับเบิลยู

รุ่นพีเอ็มดับเบิลยู

อุปกรณ์ประเภทนี้มีความแตกต่างในการออกแบบ ประกอบด้วยองค์ประกอบหลักสองประการเช่นกัน:

1. เครื่องกำเนิดไฟฟ้า;
2. โมดูเลเตอร์;
3. เครื่องขยายเสียง

การดำเนินการขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าขาเข้าโดยตรงตลอดจนรอบการทำงานของพัลส์

เมื่อเปิดกุญแจ พลังงานจะถูกถ่ายโอนไปยังโหลดและแอมพลิฟายเออร์จะเปิดขึ้น มันเปรียบเทียบค่าแรงดันไฟฟ้าและเมื่อพิจารณาความแตกต่างระหว่างค่าเหล่านั้นแล้วจะส่งเกนไปยังโมดูเลเตอร์

พัลส์สุดท้ายต้องมีความเบี่ยงเบนของรอบการทำงานที่เป็นสัดส่วนกับพารามิเตอร์เอาท์พุต ท้ายที่สุดแล้วตำแหน่งของกุญแจขึ้นอยู่กับพวกเขา ที่ค่ารอบการทำงานที่กำหนด จะเปิดหรือปิด เนื่องจากแรงกระตุ้นมีบทบาทสำคัญในการทำงานของอุปกรณ์พวกเขาจึงตั้งชื่อให้มัน

อุปกรณ์ที่มีทริกเกอร์ Schmitt

ตัวปรับแรงดันไฟฟ้าแบบพัลส์ชนิดนี้มีลักษณะเฉพาะด้วยชุดองค์ประกอบที่น้อยที่สุด บทบาทหลักในนั้นมอบให้กับทริกเกอร์ซึ่งรวมถึงตัวเปรียบเทียบ งานขององค์ประกอบนี้คือการเปรียบเทียบค่าแรงดันไฟฟ้าขาออกกับค่าสูงสุดที่อนุญาต

ดูวิดีโอหลักการทำงานของอุปกรณ์ที่มีทริกเกอร์ Schmitt:

การทำงานของอุปกรณ์มีดังนี้ เมื่อเกินแรงดันไฟฟ้าสูงสุด ทริกเกอร์จะเปลี่ยนไปที่ตำแหน่งศูนย์และเปิดกุญแจ ในขณะเดียวกันก็ปล่อยคันเร่ง แต่ทันทีที่แรงดันไฟฟ้าถึงค่าต่ำสุด สวิตช์จะเปลี่ยนจาก 0 เป็น 1 ซึ่งนำไปสู่การปิดสวิตช์และการไหลของกระแสเข้าสู่ตัวรวมระบบ

แม้ว่าอุปกรณ์ดังกล่าวจะมีการออกแบบที่ค่อนข้างเรียบง่าย แต่ก็สามารถใช้ได้ในบางพื้นที่เท่านั้น สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าตัวปรับแรงดันไฟฟ้าแบบพัลส์สามารถลดระดับหรือเพิ่มระดับได้

การจำแนกประเภทของอุปกรณ์

การแบ่งอุปกรณ์ออกเป็นประเภทต่างๆ ดำเนินการตามเกณฑ์ต่างๆ ดังนั้นตามอัตราส่วนของแรงดันไฟฟ้าที่อินพุตและเอาต์พุตอุปกรณ์ประเภทต่อไปนี้จึงมีความโดดเด่น:

• การกลับด้าน;
• การเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าแบบสุ่ม

ชิ้นส่วนต่อไปนี้สามารถใช้เป็นกุญแจได้:

• ทรานซิสเตอร์;
• ไทริสเตอร์

นอกจากนี้ยังมีความแตกต่างในการทำงานของตัวปรับแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงแบบพัลซิ่ง จากข้อมูลนี้ พวกเขาแบ่งออกเป็นรุ่นที่ทำงานบน:

1. ขึ้นอยู่กับการปรับความกว้างพัลส์
2. สองตำแหน่ง

ข้อดีและข้อเสียของสารเพิ่มความคงตัว

โคลงแบบโมดูลาร์

เช่นเดียวกับอุปกรณ์อื่น ๆ โคลงแบบโมดูลาร์ไม่เหมาะ มันมีข้อดีและข้อเสียที่คุณควรทราบ ข้อดีของอุปกรณ์ ได้แก่ :

• ง่ายต่อการรักษาเสถียรภาพ
• ประสิทธิภาพสูง;
• การปรับแรงดันไฟฟ้าให้เท่ากันในช่วงกว้าง
• พารามิเตอร์เอาต์พุตที่เสถียร
• ขนาดกะทัดรัด
• เริ่มต้นอย่างนุ่มนวล

ข้อเสียของอุปกรณ์ประการแรกคือการออกแบบที่ซับซ้อน การมีองค์ประกอบเฉพาะจำนวนมากอยู่ในนั้นไม่อนุญาตให้มีความน่าเชื่อถือสูง นอกจากนี้ข้อเสียของตัวปรับแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงแบบพัลซิ่งคือ:

• การสร้างสัญญาณรบกวนความถี่จำนวนมาก
• ความยากลำบากในการทำงานซ่อมแซม
• ความจำเป็นในการใช้อุปกรณ์ที่ชดเชยตัวประกอบกำลัง

ช่วงความถี่ที่อนุญาต

การทำงานของอุปกรณ์นี้เป็นไปได้ที่ความถี่การแปลงสูงเพียงพอซึ่งเป็นข้อแตกต่างหลักจากอุปกรณ์ที่มีหม้อแปลงเครือข่าย การเพิ่มพารามิเตอร์นี้ทำให้เราสามารถบรรลุมิติที่น้อยที่สุดได้

สำหรับรุ่นส่วนใหญ่ ช่วงความถี่อาจอยู่ระหว่าง 20 ถึง 80 kHz อย่างไรก็ตามเมื่อเลือกทั้งอุปกรณ์คีย์และอุปกรณ์ PWM คุณต้องคำนึงถึงฮาร์โมนิกที่สูงขึ้นของกระแสด้วย ในกรณีนี้ ค่าด้านบนของพารามิเตอร์มีข้อจำกัดบางประการที่ตรงตามข้อกำหนดสำหรับอุปกรณ์ความถี่วิทยุ

การประยุกต์ใช้อุปกรณ์ในเครือข่าย AC

อุปกรณ์ในคลาสนี้สามารถแปลงกระแสตรงที่อินพุตให้เป็นกระแสเดียวกันที่เอาต์พุตได้ หากคุณวางแผนที่จะใช้ในเครือข่ายไฟฟ้ากระแสสลับคุณจะต้องติดตั้งวงจรเรียงกระแสและตัวกรองแบบปรับให้เรียบ

อย่างไรก็ตาม คุณควรรู้ว่าเมื่อแรงดันไฟฟ้าที่อินพุตของอุปกรณ์เพิ่มขึ้น กระแสไฟขาออกจะลดลงและในทางกลับกัน

เป็นไปได้โดยใช้วงจรเรียงกระแสแบบบริดจ์ แต่ในกรณีนี้ มันจะเป็นแหล่งของฮาร์โมนิคแปลก ๆ และจำเป็นต้องใช้ตัวเก็บประจุเพื่อให้ได้ค่าตัวประกอบกำลังที่ต้องการ

รีวิวของผู้ผลิต

เมื่อเลือกโคลงให้ใส่ใจไม่เฉพาะกับคุณสมบัติทางเทคนิคเท่านั้น แต่ยังรวมถึงคุณสมบัติการออกแบบด้วย แบรนด์ของผู้ผลิตก็มีความสำคัญเช่นกัน ไม่น่าเป็นไปได้ที่อุปกรณ์ที่ผลิตโดยบริษัทที่ผู้ซื้อไม่รู้จักในวงกว้างจะมีคุณภาพสูง

ผลิตภัณฑ์สมาร์ทโมดูล

ดังนั้นผู้บริโภคส่วนใหญ่จึงนิยมเลือกรุ่นที่เป็นแบรนด์ยอดนิยมเช่น:

• ฮอบบี้วิง;
• สมาร์ทโมดูล

ผลิตภัณฑ์ของบริษัทเหล่านี้มีคุณภาพสูง เชื่อถือได้ และออกแบบมาเพื่ออายุการใช้งานที่ยาวนาน

บทสรุป

การใช้เครื่องใช้ในครัวเรือนและเครื่องใช้ไฟฟ้าอื่นๆ กลายเป็นเงื่อนไขสำคัญสำหรับชีวิตที่สะดวกสบาย แต่เพื่อให้แน่ใจว่าอุปกรณ์ของคุณจะไม่ทำงานล้มเหลวในระหว่างโครงข่ายไฟฟ้าที่ไม่เสถียร คุณควรคิดล่วงหน้าเกี่ยวกับการซื้อเครื่องทำให้เสถียร จะเลือกรุ่นใดขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ของอุปกรณ์ที่ใช้ หากคุณตั้งใจจะเชื่อมต่อทีวี LCD จอภาพและอุปกรณ์ที่คล้ายกันที่ทันสมัย ​​ตัวเลือกในอุดมคติคือตัวป้องกันสวิตชิ่ง

การใช้วงจรเลื่อนระดับช่วยให้ตัวควบคุม PWM สามารถขับเคลื่อนแรงดันไฟฟ้าให้สูงกว่าแรงดันไฟฟ้าของตัวเองได้

ตัวควบคุมสวิตชิ่งที่ใช้กันมากที่สุดคือตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าแบบบั๊ก ซึ่งแปลงแรงดันไฟฟ้าสูงเป็นแรงดันไฟฟ้าต่ำได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในรูป รูปที่ 1 แสดงวงจรตัวแปลงบั๊กทั่วไปซึ่งประตูของ MOSFET N-channel, Q 1 ต้องใช้แรงดันไฟฟ้าควบคุมแบบลอยตัว บัฟเฟอร์สัญญาณระดับลอยเป็นส่วนหนึ่งของไอซีคอนโทรลเลอร์ PWM (การปรับความกว้างพัลส์) ทรานซิสเตอร์ Q 1 อาจเป็นได้ทั้ง N- หรือ P-channel ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติการผลิตของคอนโทรลเลอร์ ไม่ว่าในกรณีใด แรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ IC จะต้องไม่ต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้าอินพุต ซึ่งกำหนดข้อจำกัดร้ายแรงเกี่ยวกับค่าแรงดันไฟฟ้าอินพุตในวงจรนี้

ในแผนภาพในรูป 2 ใช้ขั้นตอนการเลื่อนระดับอย่างง่ายที่ช่วยให้พาสทรานซิสเตอร์ของตัวแปลงบั๊กสามารถควบคุมได้โดยใช้ชิปควบคุมแรงดันต่ำ เนื่องจากวงจรเลื่อนระดับจะแยกไอซี PWM ออกจากแหล่งไฟฟ้าแรงสูง จึงสามารถสร้างคอนเวอร์เตอร์ที่มีแรงดันไฟฟ้าอินพุตขนาดใหญ่ตามอำเภอใจได้โดยใช้หลักการนี้

ไอซี PWM ที่มีไดรเวอร์ด้านต่ำสามารถขับเคลื่อน MOSFET แบบ N-channel ได้ เนื่องจากมีแรงดันไฟฟ้าที่เป็นบวกระหว่างแหล่งกำเนิดและเกต ในแผนภาพในรูป 2 ทรานซิสเตอร์ P-channel ใช้เป็นทรานซิสเตอร์ MOSFET ด้านสูง และแรงดันไฟฟ้าควบคุมระหว่างแหล่งกำเนิดและเกตจะต้องเป็นลบ ดังนั้นสัญญาณเอาท์พุตจากตัวควบคุม PWM ควรกลับด้าน การกำหนดค่าสวิตช์ของ MOSFET เสริม Q 2 และ Q 3 จะทำงานร่วมกับทรานซิสเตอร์แบบพาสประเภทใดก็ได้ แม้ว่าจะสามารถใช้ไดรเวอร์แบบกลับด้านก็ตาม

ตัวเก็บประจุ C 2 ทำการเลื่อนระดับ ค่าของมันจะต้องมีขนาดใหญ่พอที่จะเก็บประจุไว้ที่ความถี่การแปลง แต่มีค่าน้อยพอที่จะให้แรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อมเป็นไปตามการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าขาเข้า ผ่านตัวต้านทาน R 1 และทรานซิสเตอร์ MOSFET P-channel Q 3 ตัวเก็บประจุ C 2 จะถูกชาร์จด้วยแรงดันไฟฟ้า

VC =V ใน -V CC,

โดยที่ V C คือแรงดันไฟฟ้าที่ C 2, V IN คือแรงดันไฟฟ้าขาเข้า และ V CC คือแรงดันไฟฟ้าของคู่เสริม Q 2 และ Q 3 และ PWM IC แรงดันไฟฟ้าจะต้องน้อยกว่าแรงดันเสถียรภาพของซีเนอร์ไดโอด D2 มิฉะนั้นในช่วงเวลาดังกล่าวเมื่อทรานซิสเตอร์ Q 2 จะอยู่ในสถานะเปิดผ่านซีเนอร์ไดโอด D 2 และตัวเก็บประจุ C 2 ซึ่งจะทำให้ประสิทธิภาพของวงจรลดลง ซีเนอร์ไดโอด D 2 จำกัดแรงดันไฟฟ้าทั่ว C 2 เป็นค่าที่ได้จากสูตรข้างต้น เมื่อทรานซิสเตอร์ Q 3 เปิดอยู่ ซีเนอร์ไดโอด D 2 จะกลายเป็นเอนเอียงไปข้างหน้าหากแรงดันไฟฟ้าพยายามเพิ่มขึ้น แรงดันไฟฟ้าระหว่างแหล่งกำเนิดและเกตของทรานซิสเตอร์ Q 1 ในวงจรนี้คือ 0 V เมื่อทรานซิสเตอร์ Q 3 เปิดอยู่ และ -V CC เมื่อทรานซิสเตอร์ Q 2 เปิดอยู่

ตัวต้านทาน R 1 ช่วยให้แน่ใจว่าความจุเกต-แหล่งที่มาของทรานซิสเตอร์ Q 1 ถูกคายประจุ ซึ่งช่วยให้ทรานซิสเตอร์ Q 1 ยังคงปิดอยู่เมื่อมีแรงดันเอาท์พุตสูงที่เอาท์พุตของระยะบัฟเฟอร์ ซีเนอร์ไดโอด D 2 จำกัดแรงดันไฟฟ้าระหว่างแหล่งกำเนิดและประตูของทรานซิสเตอร์ Q 1 ถึง 12 V โดยไม่คำนึงถึงแรงดันไฟฟ้าอินพุตของโคลง ตัวเก็บประจุ C 2 จะทำให้แรงดันไฟฟ้ากระเพื่อมที่เกตของทรานซิสเตอร์ Q 1 เรียบขึ้น ดังนั้นพารามิเตอร์ของวงจรควบคุมเกตจะเหมือนกับพารามิเตอร์ของวงจรสวิตช์เสริมนั่นเอง ดังนั้นตัวเปลี่ยนระดับจึงไม่กำหนดข้อจำกัดใดๆ กับทรานซิสเตอร์ MOSFET ที่ใช้

ในรูป รูปที่ 3 แสดงวงจรในทางปฏิบัติของตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าแบบสเต็ปดาวน์โดยใช้หลักการพิจารณาในการควบคุมทรานซิสเตอร์ผ่าน แรงดันไฟฟ้าอินพุตของคอนเวอร์เตอร์สามารถอยู่ในช่วงตั้งแต่ 18 V ถึง 45 V โดยมีแรงดันเอาต์พุต 12 V และกระแสโหลดสูงสุด 1.5 A คอนเวอร์เตอร์ใช้ชิปควบคุม LM5020-1 ไปข้างหน้าและ flyback PWM จาก National Semiconductor .

วงจรที่เป็นปัญหามีส่วนประกอบทั้งหมดเหมือนกับวงจรก่อนหน้า แต่มีการเพิ่มฟังก์ชันบางอย่างเพิ่มเติม เช่น การกรองแรงดันไฟฟ้าอินพุตด้วยตัวเก็บประจุ C 9; การจำกัดแรงดันไฟกระชากอินพุตด้วยตัวต้านทาน R 2 และ R 7; รับประกันการเริ่มต้นอย่างนุ่มนวลโดยใช้ตัวเก็บประจุ C 3; ความสามารถในการปรับความถี่การแปลงด้วยตัวต้านทาน R3 (สำหรับความถี่ 500 kHz ค่าของมันจะเป็น 12.7 kΩ) การชดเชยข้อเสนอแนะด้วยตัวเก็บประจุ C 7, C 8 และตัวต้านทาน R 6; และปรับค่าแรงดันไฟขาออกด้วยตัวต้านทาน R 9 และ R 10

ชิป LM5020-1 ได้รับการออกแบบมาเพื่อทำงานในโหมดควบคุมปัจจุบัน แต่ในวงจรนี้จะทำงานในโหมดควบคุมแรงดันไฟฟ้า แหล่งกำเนิดกระแสอ้างอิงภายในที่มีค่าสูงสุด 50 A ซึ่งชดเชยความไม่เป็นเชิงเส้นของสัญญาณกระแส ใช้สำหรับเครื่องกำเนิดแรงดันไฟฟ้าแบบเปลี่ยนความเร็ว กระแสนี้ซึ่งไหลผ่านตัวต้านทาน 5.11 kΩ R 4 และตัวต้านทาน 2 kΩ ภายใน ทำหน้าที่สร้างสัญญาณฟันเลื่อยด้วยแรงดันไฟฟ้าจากยอดถึงยอด (50 ´A×2 kΩ+5.11 kΩ) µ300 mV ที่ CS เอาต์พุต (พิน 8) ที่พิน COMP (พิน 3) สัญญาณทางลาดนี้จะถูกเปรียบเทียบกับแรงดันเอาต์พุตข้อผิดพลาดจากพิน COMP ส่งผลให้ได้สัญญาณที่มีความกว้างพัลส์ที่ต้องการเพื่อขับผ่านทรานซิสเตอร์ Q 1

ในรูป รูปที่ 4 แสดงแผนผังแรงดันไฟฟ้าสำหรับวงจรที่กำลังพิจารณา ช่องที่ 1 ของออสซิลโลสโคป (กราฟด้านบน) แสดงสัญญาณควบคุมที่สร้างโดยชิป LM5020-1 แชนเนล 2 (กราฟกลาง) แสดงแรงดันไฟฟ้าที่สอดคล้องกันที่เอาต์พุตของสเตจบัฟเฟอร์แบบพุช-พูล ช่อง 3 (กราฟด้านล่าง) แรงดันเอาต์พุตเลื่อนระดับของระยะกด-ดึงที่ใช้ระหว่างเกตและแหล่งกำเนิดของทรานซิสเตอร์ Q 1 ค่าสูงสุดของแรงดันแหล่งระบายของทรานซิสเตอร์ Q 1 เท่ากับแรงดันไฟฟ้าอินพุตและแอมพลิจูดของมันคือ 8 V สูงกว่าค่าของสัญญาณควบคุมที่สร้างโดยไมโครวงจร LM5020-1 สัญญาณทั้งหมดสะอาดและมีเวลาขึ้นลงที่รวดเร็ว ประสิทธิภาพของวงจรนี้คือ 86% และ 83% ที่แรงดันไฟฟ้าอินพุต 18 V และ 45 V ตามลำดับ

ข่าว

เพิ่มหมวดหมู่ผลิตภัณฑ์ใหม่ - "ชั้นวางสวิตช์"
วันที่ 13 กรกฎาคม 2559 เวลา 22:40 น

ฟรี

จัดส่งฟรีในมอสโกสำหรับการสั่งซื้อมากกว่า 10,000 รูเบิล

ปัจจุบันวงจรไมโคร (ในประเทศและนำเข้า) มีวางจำหน่ายอย่างกว้างขวางในตลาด ซึ่งใช้ชุดฟังก์ชันการควบคุม PWM ที่แตกต่างกันสำหรับการจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง ในบรรดาไมโครวงจรประเภทนี้ KR1114EU4 (ผู้ผลิต: Kremniy-Marketing JSC, Russia) ค่อนข้างได้รับความนิยม อะนาล็อกที่นำเข้าคือ TL494CN (Texas Instrument) นอกจากนี้ยังผลิตโดยบริษัทหลายแห่งภายใต้ชื่อที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่น (ญี่ปุ่น) ผลิตไมโครวงจร IR3M02 (เกาหลี) - KA7500, f. ฟูจิตสึ (ญี่ปุ่น) МВ3759

ชิป KR1114EU4 (TL494) เป็นตัวควบคุม PWM สำหรับแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งที่ทำงานที่ความถี่คงที่ โครงสร้างของไมโครเซอร์กิตแสดงในรูปที่ 1

จากไมโครวงจรนี้ เป็นไปได้ที่จะพัฒนาวงจรควบคุมสำหรับอุปกรณ์จ่ายไฟแบบสวิตช์แบบพุชพูลและแบบรอบเดียว ไมโครเซอร์กิตใช้ฟังก์ชันควบคุม PWM ครบชุด: การสร้างแรงดันอ้างอิง, การขยายสัญญาณข้อผิดพลาด, การสร้างแรงดันฟันเลื่อย, การมอดูเลต PWM, การสร้างเอาต์พุต 2 รอบ, การป้องกันกระแสไฟผ่าน ฯลฯ มันถูกผลิตขึ้นมา ในแพ็คเกจ 16 พิน pinout จะแสดงในรูปที่ 2

เครื่องกำเนิดแรงดันไฟฟ้าทางลาดในตัวต้องการส่วนประกอบภายนอกเพียงสองชิ้นในการตั้งค่าความถี่ - Rt และ Ct ความถี่ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าถูกกำหนดโดยสูตร:

หากต้องการปิดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจากระยะไกล คุณสามารถใช้กุญแจภายนอกเพื่อลัดวงจรอินพุต RT (พิน 6) ไปยังเอาต์พุต ION (พิน 14) หรือลัดวงจรอินพุต ST (พิน 5) ไปยังสายไฟทั่วไป

ชิปมีแหล่งจ่ายแรงดันอ้างอิงในตัว (Uref = 5.0 V) ซึ่งสามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าได้สูงสุด 10 mA เพื่อไบอัสส่วนประกอบภายนอกของวงจร แรงดันอ้างอิงมีข้อผิดพลาด 5% ในช่วงอุณหภูมิการทำงานตั้งแต่ 0 ถึง +70°C

แผนภาพบล็อกของสเต็ปดาวน์โคลงจะแสดงในรูปที่ 3

องค์ประกอบควบคุม RE แปลงแรงดันไฟฟ้าอินพุต DC UBX เป็นลำดับของพัลส์ในช่วงเวลาและความถี่ที่แน่นอนและตัวกรองการปรับให้เรียบ (โช้ค L1 และตัวเก็บประจุ C1 จะแปลงพวกมันอีกครั้งเป็นแรงดันคงที่เอาต์พุต ไดโอด VD1 ปิดวงจรกระแสผ่านตัวเหนี่ยวนำ เมื่อปิด RE เมื่อใช้คำติชมวงจรควบคุมของระบบควบคุมจะควบคุมองค์ประกอบควบคุมในลักษณะที่ได้รับความเสถียรของแรงดันไฟฟ้าขาออก Un

ตัวทำให้คงตัวสามารถเป็นรีเลย์, มอดูเลตความถี่พัลส์ (PFM) และมอดูเลตความกว้างพัลส์ (PWM) ขึ้นอยู่กับวิธีการทำให้เสถียร ในความคงตัวที่มี PWM ความถี่พัลส์ (คาบ) จะเป็นค่าคงที่ และระยะเวลาจะแปรผกผันกับค่าของแรงดันเอาต์พุต รูปที่ 4 แสดงพัลส์ที่มีรอบการทำงานต่างกัน Ks

ตัวกันโคลงแบบ PWM มีข้อดีดังต่อไปนี้เมื่อเปรียบเทียบกับตัวกันโคลงประเภทอื่น:

ความถี่ในการแปลงเหมาะสมที่สุด (ในแง่ของประสิทธิภาพ) ซึ่งกำหนดโดยออสซิลเลเตอร์ภายในของวงจรควบคุมและไม่ขึ้นอยู่กับปัจจัยอื่นใด ความถี่ของการเต้นเป็นจังหวะที่โหลดเป็นค่าคงที่ ซึ่งสะดวกสำหรับการสร้างตัวกรองปราบปราม คุณสามารถซิงโครไนซ์ความถี่การแปลงของตัวกันโคลงได้ไม่จำกัดจำนวน ซึ่งช่วยลดการเกิดจังหวะเมื่อตัวกันโคลงหลายตัวได้รับพลังงานจากแหล่ง DC หลักทั่วไป

ข้อแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือวงจร PWM มีวงจรควบคุมที่ค่อนข้างซับซ้อน แต่การพัฒนาวงจรรวมประเภท KR1114EU4 ซึ่งประกอบด้วยชุดควบคุมส่วนใหญ่ที่มี PWM ทำให้สามารถลดความคงตัวของพัลส์ได้ง่ายขึ้นอย่างมาก

วงจรของสเต็ปดาวน์โคลงแบบพัลส์ที่ใช้ KR1114EU4 แสดงในรูปที่ 5

แรงดันไฟฟ้าขาเข้าสูงสุดของโคลงคือ 30 V ซึ่งถูกจำกัดโดยแรงดันไฟฟ้าจากแหล่งเดรนสูงสุดที่อนุญาตของทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนาม p-channel VT1 (RFP60P03) ตัวต้านทาน R3 และตัวเก็บประจุ C5 ตั้งค่าความถี่ของเครื่องกำเนิดแรงดันไฟฟ้าฟันเลื่อยซึ่งกำหนดโดยสูตร (1) จากแหล่งจ่ายแรงดันอ้างอิง (พิน 14) D1 ผ่านตัวแบ่งตัวต้านทาน R6-R7 แรงดันอ้างอิงส่วนหนึ่งจะถูกส่งไปยังอินพุตกลับด้านของแอมพลิฟายเออร์ข้อผิดพลาดตัวแรก (พิน 2) สัญญาณตอบรับผ่านตัวแบ่ง R8-R9 จะถูกป้อนไปยังอินพุตที่ไม่กลับด้านของแอมพลิฟายเออร์ข้อผิดพลาดตัวแรก (พิน 1) ของไมโครวงจร แรงดันไฟขาออกถูกควบคุมโดยตัวต้านทาน R7 ตัวต้านทาน R5 และตัวเก็บประจุ C6 ทำการแก้ไขความถี่ของแอมพลิฟายเออร์ตัวแรก

ควรสังเกตว่าไดรเวอร์เอาท์พุตอิสระของไมโครเซอร์กิตช่วยให้มั่นใจได้ถึงการทำงานของสเตจเอาท์พุตทั้งในโหมดพุชพูลและโหมดรอบเดียว ในโคลงไดรเวอร์เอาต์พุตของวงจรไมโครจะเปิดในโหมดรอบเดียว ในการดำเนินการนี้ให้เชื่อมต่อพิน 13 เข้ากับสายทั่วไป ทรานซิสเตอร์เอาต์พุตสองตัว (ตัวสะสมคือพิน 8, 11, ตัวส่งสัญญาณคือพิน 9, 10) เชื่อมต่อกันตามวงจรตัวปล่อยทั่วไปและทำงานแบบขนาน ในกรณีนี้ความถี่เอาต์พุตจะเท่ากับความถี่ของเครื่องกำเนิด ระยะเอาท์พุตของวงจรไมโครผ่านตัวแบ่งตัวต้านทาน

R1-R2 ควบคุมองค์ประกอบตัวควบคุม - ทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนาม VT1 เพื่อให้การทำงานของโคลงบนแหล่งจ่ายไฟของไมโครวงจรมีเสถียรภาพมากขึ้น (พิน 12) จึงรวมตัวกรอง LC L1-C2-C3 ไว้ด้วย ดังที่เห็นได้จากแผนภาพ เมื่อใช้ KR1114EU4 จำเป็นต้องมีองค์ประกอบภายนอกจำนวนค่อนข้างน้อย สามารถลดการสูญเสียการสลับและเพิ่มประสิทธิภาพของโคลงได้ด้วยการใช้ไดโอด Schottky (VD2) KD2998B (Unp=0.54 V, Uarb=30 V, lpr=30 A, fmax=200 kHz)

เพื่อป้องกันโคลงจากกระแสไฟเกิน จะใช้ฟิวส์ที่คืนสภาพได้เอง FU1 MF-R400 หลักการทำงานของฟิวส์ดังกล่าวขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของการเพิ่มความต้านทานอย่างรวดเร็วภายใต้อิทธิพลของค่าปัจจุบันหรืออุณหภูมิโดยรอบและคืนคุณสมบัติโดยอัตโนมัติเมื่อสาเหตุเหล่านี้ถูกกำจัด

โคลงมีประสิทธิภาพสูงสุด (ประมาณ 90%) ที่ความถี่ 12 kHz และประสิทธิภาพที่กำลังขับสูงสุด 10 W (Uout = 10 V) ถึง 93%

รายละเอียดและการออกแบบ ตัวต้านทานแบบคงที่คือประเภท S2-ZZN ตัวต้านทานแบบแปรผันคือ SP5-3 หรือ SP5-2VA ตัวเก็บประจุ C1 C3, C5-K50-35; C4, C6, C7 -K10-17. สามารถแทนที่ไดโอด VD2 ด้วยไดโอด Schottky อื่น ๆ ที่มีพารามิเตอร์ไม่แย่ไปกว่าที่กล่าวมาข้างต้นเช่น 20TQ045 ชิป KR1114EU4 ถูกแทนที่ด้วย TL494LN หรือ TL494CN โช๊ค L1 - DM-0.1-80 (0.1 A, 80 µH) ตัวเหนี่ยวนำ L2 ที่มีความเหนี่ยวนำประมาณ 220 μH ถูกสร้างขึ้นบนแกนแม่เหล็กวงแหวนสองอันที่พับเข้าหากัน MP-140 K24x13x6.5 และประกอบด้วยลวด PETV-2 ขนาด 01.1 มม. จำนวน 45 รอบ วางเท่า ๆ กันเป็นสองชั้นรอบปริมณฑลทั้งหมดของวงแหวน ระหว่างชั้นมีผ้าเคลือบเงาสองชั้น LShMS-105-0.06 GOST 2214-78 สามารถเลือกฟิวส์ชนิดรีเซ็ตตัวเองได้ MF-RXXX สำหรับแต่ละกรณี

โคลงทำบนเขียงหั่นขนมขนาด 55x55 มม. ติดตั้งทรานซิสเตอร์บนหม้อน้ำที่มีพื้นที่อย่างน้อย 110 cm2 ระหว่างการติดตั้ง แนะนำให้แยกสายไฟร่วมของส่วนกำลังและสายร่วมของวงจรไมโครออก รวมทั้งลดความยาวของตัวนำให้เหลือน้อยที่สุด (โดยเฉพาะส่วนกำลัง) โคลงไม่จำเป็นต้องมีการปรับเปลี่ยนหากติดตั้งอย่างถูกต้อง

ต้นทุนรวมของส่วนประกอบวิทยุกันโคลงที่ซื้อมาอยู่ที่ประมาณ 10 เหรียญสหรัฐ และราคาของทรานซิสเตอร์ VT1 อยู่ที่ 3...4 เหรียญสหรัฐ เพื่อลดต้นทุนแทนที่จะใช้ทรานซิสเตอร์ RFP60P03 คุณสามารถใช้ RFP10P03 ที่ถูกกว่าได้ แต่แน่นอนว่าจะทำให้ลักษณะทางเทคนิคของโคลงค่อนข้างแย่ลง

แผนภาพบล็อกของตัวปรับเสถียรภาพแบบขนานแบบพัลส์ชนิดบูสต์แสดงในรูปที่ 6

ในโคลงนี้องค์ประกอบควบคุม RE ซึ่งทำงานในโหมดพัลส์จะเชื่อมต่อขนานกับโหลด Rh เมื่อ RE เปิดอยู่ กระแสจากแหล่งอินพุต (Ubx) จะไหลผ่านตัวเหนี่ยวนำ L1 เพื่อกักเก็บพลังงานไว้ในนั้น ในเวลาเดียวกันไดโอด VD1 จะตัดโหลดและไม่อนุญาตให้ตัวเก็บประจุ C1 คายประจุผ่าน RE แบบเปิด กระแสที่โหลดในช่วงเวลานี้มาจากตัวเก็บประจุ C1 เท่านั้น ในช่วงเวลาถัดไปเมื่อปิด RE แรงเคลื่อนไฟฟ้าการเหนี่ยวนำตัวเองของตัวเหนี่ยวนำ L1 จะถูกรวมเข้ากับแรงดันไฟฟ้าอินพุตและพลังงานของตัวเหนี่ยวนำจะถูกถ่ายโอน ถึงภาระ ในกรณีนี้แรงดันไฟขาออกจะมากกว่าแรงดันไฟฟ้าขาเข้า ต่างจากสเต็ปดาวน์โคลง (รูปที่ 1) ที่นี่ตัวเหนี่ยวนำไม่ใช่องค์ประกอบตัวกรอง และแรงดันเอาต์พุตจะมากกว่าแรงดันไฟฟ้าอินพุตตามจำนวนที่กำหนดโดยการเหนี่ยวนำของตัวเหนี่ยวนำ L1 และรอบการทำงานของ องค์ประกอบการควบคุม RE

แผนผังของตัวเพิ่มความเสถียรของพัลส์จะแสดงในรูปที่ 7

โดยพื้นฐานแล้วจะใช้ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์แบบเดียวกับในวงจรสเต็ปดาวน์โคลง (รูปที่ 5)

การกระเพื่อมสามารถลดลงได้โดยการเพิ่มความจุของตัวกรองเอาต์พุต สำหรับการเริ่มต้นที่ "นุ่มนวล" ตัวเก็บประจุ C9 จะเชื่อมต่อระหว่างสายสามัญและอินพุตที่ไม่กลับด้านของแอมพลิฟายเออร์ข้อผิดพลาดตัวแรก (พิน 1)

ตัวต้านทานแบบคงที่ - S2-ZZN, ตัวต้านทานแบบแปรผัน - SP5-3 หรือ SP5-2VA

ตัวเก็บประจุ C1 C3, C5, C6, C9 - K50-35; C4, C7, C8 - K10-17. ทรานซิสเตอร์ VT1 - IRF540 (ทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนาม n-channel พร้อมUсi=100 V, lc=28 A, Rсi=0.077 Ohm) - ติดตั้งบนหม้อน้ำที่มีพื้นที่ผิวที่มีประสิทธิภาพอย่างน้อย 100 cm2 คันเร่ง L2 เหมือนกับในวงจรก่อนหน้า

ควรเปิดโคลงเป็นครั้งแรกโดยใช้โหลดน้อย (0.1...0.2 A) และแรงดันเอาต์พุตขั้นต่ำ จากนั้นค่อย ๆ เพิ่มแรงดันเอาต์พุตและกระแสโหลดให้เป็นค่าสูงสุด

หากตัวปรับสเต็ปอัพและสเต็ปดาวน์ทำงานจากแรงดันไฟฟ้าอินพุต Uin เดียวกัน ความถี่การแปลงก็สามารถซิงโครไนซ์ได้ ในการทำเช่นนี้ (หากตัวกันโคลงแบบบั๊กเป็นตัวหลักและตัวกันโคลงแบบสเต็ปอัพนั้นเป็นทาส) ในสเต็ปอัพโคลงคุณจะต้องถอดตัวต้านทาน R3 และตัวเก็บประจุ C7 ปิดพิน 6 และ 14 ของชิป D1 และเชื่อมต่อพิน 5 ของ D1 เพื่อปักหมุด 5 ของชิป D1 ของสเต็ปดาวน์โคลง

ในโคลงชนิดบูสต์ตัวเหนี่ยวนำ L2 ไม่ได้มีส่วนร่วมในการทำให้การกระเพื่อมของแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงเอาท์พุตเรียบขึ้นดังนั้นเพื่อการกรองแรงดันไฟเอาท์พุตคุณภาพสูงจึงจำเป็นต้องใช้ตัวกรองที่มีค่า L และขนาดใหญ่เพียงพอ C. สิ่งนี้ส่งผลให้น้ำหนักและขนาดของตัวกรองและอุปกรณ์โดยรวมเพิ่มขึ้น ดังนั้นความหนาแน่นของพลังงานของตัวกันโคลงแบบสเต็ปดาวน์จึงมากกว่าความหนาแน่นของพลังงานของตัวกันโคลงแบบสเต็ปอัพ