- Push-Pull pārveidotāja uzbūve
- Kā darbojas Push Pull pārveidotājs?
- Komponenti, kas nepieciešami, lai izveidotu praktisku Push Pull Converter
- Praktiska Push-Pull pārveidotāja shēmas shēma
- Praktisks Push-Pull pārveidotājs - darbojas
- Push Pull pārveidotāja ķēdes pārbaude
- Secinājumi
Kad runa ir par darbu ar jaudas elektroniku, līdzstrāvas-līdzstrāvas pārveidotāja topoloģija kļūst ļoti būtiska praktiskai konstrukcijai. Spēka elektronikā ir pieejami galvenokārt divu veidu līdzstrāvas līdzstrāvas pārveidošanas topoloģijas, proti, komutācijas pārveidotājs un lineārais pārveidotājs.
No enerģijas saglabāšanas likuma mēs zinām, ka enerģiju nevar radīt vai iznīcināt, bet to var tikai pārveidot. Tas pats attiecas uz regulatoru pārslēgšanu, jebkura pārveidotāja izejas jauda (jauda) ir sprieguma un strāvas reizinājums, līdzstrāvas-līdzstrāvas pārveidotājs ideāli pārveido spriegumu vai strāvu, kamēr jauda ir nemainīga. Piemērs varētu būt situācija, kad 5 V izeja varētu nodrošināt 2A strāvu. Iepriekš mēs esam izstrādājuši 5V, 2A SMPS shēmu, to varat pārbaudīt, ja tas ir kaut kas, ko meklējat.
Tagad apsveriet situāciju, kad mums tas jāmaina uz 10 V izeju konkrētai lietojumprogrammai. Tagad, ja šajā vietā tiek izmantots līdzstrāvas-līdzstrāvas pārveidotājs un 5 V 2A, kas ir 10 W izeja, ir nemainīgs, ideālā gadījumā līdzstrāvas-līdzstrāvas pārveidotājs pārveidos spriegumu par 10 V ar 1A strāvas stiprumu. To var izdarīt, izmantojot pastiprināšanas komutācijas topoloģiju, kur komutācijas induktors tiek pastāvīgi pārslēgts.
Vēl viena dārga, bet noderīga metode ir push-pull pārveidotāja izmantošana. Push-pull pārveidotājs paver daudzas pārveidošanas iespējas, piemēram, Buck, Boost, Buck-Boost, izolētas vai pat neizolētas topoloģijas, kā arī tā ir viena no vecākajām jaudas elektronikā izmantotajām komutācijas topoloģijām, kuru ražošanai nepieciešami minimāli komponenti vidējas jaudas izejas (parasti - no 150 W līdz 500 W) ar vairāku izejas spriegumu. Ir jāmaina transformatora tinums, lai mainītu izejas spriegumu izolētā spiedpogas pārveidotāja ķēdē.
Tomēr visas šīs funkcijas mūsu prātā izvirza daudz jautājumu. Piemēram, kā darbojas Push-pull pārveidotājs? Kādi komponenti ir svarīgi, lai izveidotu spiedpogas pārveidotāja ķēdi? Tātad, lasiet līdzi, un mēs uzzināsim visas nepieciešamās atbildes, un galu galā mēs izveidosim praktisku shēmu demonstrēšanai un testēšanai, tāpēc iedziļināsimies tajā.
Push-Pull pārveidotāja uzbūve
Nosaukumam ir atbilde. Push un Pull ir divas pretējas nozīmes vienam un tam pašam. Kāda ir Push-Pull nozīme nespeciālistiem? Vārdnīca saka, ka vārds push nozīmē virzīties uz priekšu, izmantojot spēku, lai ļautu cilvēkiem vai objektiem virzīties malā. Ar divtaktu DC-DC pārveidotāju, push definē stumšanas pašreizējo vai barošanas strāvu. Ko nozīmē pull? Vārdnīca atkal saka, ka jāpieliek spēks kādam vai kaut kam, lai izraisītu kustību pret sevi. Push-pull pārveidotājā atkal tiek pievilkta strāva.
Tādējādi push-pull pārveidotājs ir komutācijas pārveidotāja veids, kur strāvas tiek pastāvīgi kaut kur iespiestas un pastāvīgi no kaut kā izvilktas. Šis ir lidojuma transformatora vai induktora veids. Strāvu pastāvīgi stumj un velk no transformatora. Izmantojot šo push-pull metodi, transformators pārraida plūsmu uz sekundāro spoli un nodrošina sava veida izolētu spriegumu.
Tā kā tas ir komutācijas regulatora veids, arī tāpēc, ka transformators jāpārslēdz tā, lai strāvu būtu jāstumj un jāvelk sinhroni, tam mums ir vajadzīgs kaut kāds komutācijas regulators. Šeit ir nepieciešams asinhronais push-pull draiveris. Tagad ir skaidrs, ka slēdži tiek veikti ar dažāda veida tranzistoriem vai Mosfets.
Elektronikas tirgū ir pieejami daudz push-pull draiveri, kurus var nekavējoties izmantot ar push-pull sarunām saistītā darbā.
Daži no šādiem Driver IC ir atrodami zemāk esošajā sarakstā-
- LT3999
- MAX258
- MAX13253
- LT3439
- TL494
Kā darbojas Push Pull pārveidotājs?
Lai saprastu push-pull pārveidotāja darbības principu, mēs esam uzzīmējuši pamata ķēdi, kas ir pamata pussiltas push-pull pārveidotājs, un vienkāršības labad tas ir parādīts zemāk, mēs esam aptvēruši pus tilta topoloģiju, taču ir pieejama vēl viena izplatīta topoloģija, kas ir pazīstama kā pilna tilta spiedpogas pārveidotājs.
Divi NPN tranzistori ļaus virzīt-vilkt funkcionalitāti. Divus tranzistorus Q1 un Q2 nevar ieslēgt vienlaikus. Kad Q1 ir ieslēgts, Q2 paliks izslēgts, kad Q1 tiks izslēgts, ieslēgsies Q2. Tas notiks secīgi un turpināsies kā cilpa.
Kā redzam, iepriekšminētajā ķēdē tiek izmantots transformators, tas ir izolēts spiedpogas pārveidotājs.
Iepriekš redzamais attēls parāda stāvokli, kurā Q1 ir ieslēgts un Q2 izslēgsies. Tādējādi strāva plūst caur transformatora centrālo krānu un iet caur zemi caur tranzistoru Q1, savukārt Q2 bloķēs strāvas plūsmu otrā transformatora krānā. Tieši otrādi notiek, kad Q2 ieslēdzas un Q1 paliek izslēgts. Ikreiz, kad notiek strāvas plūsmas izmaiņas, transformators pārnes enerģiju no primārās puses uz sekundāro pusi.
Iepriekš redzamais grafiks ir ļoti noderīgs, lai pārbaudītu, kā tas notiek, vispirms ķēdē nebija sprieguma vai strāvas plūsmas. Q1 ir ieslēgts, pastāvīgs spriegums vispirms skar krānu, jo ķēde tagad ir slēgta. Strāva sāk palielināties, un pēc tam spriegums tiek inducēts sekundārajā pusē.
Nākamajā fāzē pēc laika aiztures tranzistors Q1 izslēdzas un Q2 tiek ieslēgts. Šeit nāk dažas svarīgas lietas darbā - transformatora parazitārā kapacitāte un induktivitāte veido LC ķēdi, kas sāk pārslēgties pretējā polaritātē. Lādiņš sāk plūst atpakaļ pretējā virzienā caur otru transformatora krāna tinumu. Šādā veidā strāvu šie divi tranzistori pastāvīgi stumj alternatīvos režīmos. Tomēr, tā kā vilkšanu veic LC ķēde un transformatora centrālais krāns, to sauc par push-pull topoloģiju. Bieži vien tas tiek aprakstīts tā, ka abi tranzistori strāvu spiež pārmaiņus, nosaucot konvencijas spiedpogu, kur tranzistori nevelk strāvu. Slodzes viļņu forma izskatās pēc zāģa zobiem, tomēr tas nav tas, kas parādīts iepriekš minētajā viļņu formā.
Kad mēs esam uzzinājuši, kā darbojas spiedpogas pārveidotāja dizains, pāriesim pie tā faktiskās ķēdes izveidošanas, un tad mēs to varēsim analizēt uz stenda. Bet pirms tam apskatīsim shēmu.
Komponenti, kas nepieciešami, lai izveidotu praktisku Push Pull Converter
Nu, zemāk esošā shēma ir izveidota uz maizes dēļa. Kontūras testēšanai izmantotie komponenti ir šādi:
- 2 gab induktori ar tādu pašu vērtējumu - 220uH 5A toroidālais induktors.
- 0,1uF poliestera plēves kondensators - 2 gab
- 1k rezistors 1% - 2 gab
- ULN2003 Dārlingtonas pāra tranzistors
- 100uF 50V kondensators
Praktiska Push-Pull pārveidotāja shēmas shēma
Shēma ir diezgan taisna uz priekšu. Analizēsim savienojumu. ULN2003 ir Darlingtona pāra tranzistoru masīvs. Šis tranzistora bloks ir noderīgs, jo brīvriteņa diodes ir pieejamas mikroshēmojuma iekšpusē, un tam nav nepieciešami papildu komponenti, tādējādi izvairoties no papildu sarežģītas maršrutēšanas uz paneļa. Sinhronajam draiverim mēs izmantojam vienkāršu RC taimeri, kas sinhroni ieslēgs un izslēgs tranzistorus, lai radītu virzīšanas efektu visā induktoros.
Praktisks Push-Pull pārveidotājs - darbojas
Ķēdes darbība ir vienkārša. Noņemsim Darlingtonu pāri un padarīsim ķēdi vienkāršu, izmantojot divus tranzistorus Q1 un Q2.
RC tīkli ir savienoti šķērsvirzienā ar Q1 un Q2 pamatni, kas ieslēdz alternatīvos tranzistorus, izmantojot atgriezeniskās saites tehniku, ko sauc par reģeneratīvo atgriezenisko saiti.
Tas sāk darboties šādi - kad mēs pieliekam spriegumu transformatora centrālajam krānam (kur kopīgs savienojums starp diviem induktoriem), strāva plūst caur transformatoru. Atkarībā no plūsmas blīvuma un polaritātes piesātinājuma, negatīvs vai pozitīvs, strāva vispirms uzlādē C1 un R1 vai C2 un R2, nevis abus. Iedomāsimies, ka C1 un R1 vispirms iegūst pašreizējo. C1 un R1 nodrošina taimeri, kas ieslēdz tranzistoru Q2. Transformatora L2 sekcija inducēs spriegumu, izmantojot magnētisko plūsmu. Šajā situācijā C2 un R2 sāk uzlādēt un ieslēdz Q1. Tad transformatora L1 sekcija inducē spriegumu. Laiks vai frekvence ir pilnībā atkarīga no ieejas sprieguma, transformatora vai induktora piesātinātās plūsmas, primārajiem pagriezieniem, serdes šķērsgriezuma kvadrātcentimetra laukuma.Frekvences formula ir
f = (V in * 10 8) / (4 * β s * A * N)
Kur Vin ir ieejas spriegums, 10 8 ir nemainīga vērtība, β s ir kodola piesātinātā plūsmas blīvums, kas atspoguļosies transformatorā, A ir šķērsgriezuma laukums un N ir pagriezienu skaits.
Push Pull pārveidotāja ķēdes pārbaude
Lai pārbaudītu ķēdi, ir nepieciešami šādi rīki:
- Divi milimetri - viens ieejas sprieguma pārbaudei un otrs izejas sprieguma pārbaudei
- Osciloskops
- Stenda barošanas avots.
Kontūra ir izveidota maizes dēlī, un jauda tiek lēnām palielināta. Ieejas spriegums ir 2,16 V, bet izejas spriegums ir 8,12 V, kas gandrīz četrreiz pārsniedz ieejas spriegumu.
Tomēr šī shēma neizmanto atgriezeniskās saites topoloģiju, tāpēc izejas spriegums nav nemainīgs un nav arī izolēts.
Bīdes vilkšanas biežums un pārslēgšanās tiek novērota osciloskopā.
Tādējādi ķēde tagad darbojas kā push-pull boost pārveidotājs, kur izejas spriegums nav nemainīgs. Paredzams, ka šis push-pull pārveidotājs varētu nodrošināt jaudu līdz 2W, taču mēs to neesam pārbaudījuši, jo trūkst atgriezeniskās saites.
Secinājumi
Šī shēma ir vienkārša push-pull pārveidotāja forma. Tomēr vēlamajai izejai vienmēr ieteicams izmantot pareizu virzīšanas draivera IC. Kontūru var uzbūvēt tā, lai izolētu vai neizolētu, varētu uzbūvēt jebkuras virzības pārveidošanas topoloģijas.
Zemāk redzamā ķēde ir pareiza kontrolēta spiedpogas līdz līdzstrāvas pārveidotāja ķēde. Tas ir pārveidotājs 1: 1, izmantojot analogās ierīces LT3999 (Linear Technologies).
Es ceru, ka jums patika raksts un uzzinājāt kaut ko jaunu, ja jums ir kādi jautājumi par šo tēmu, zemāk ievietojiet komentāru vai varat ievietot savu jautājumu tieši mūsu forumā.