Konwerter boost pracujący w szerokim zakresie napięcia z ujemnego źródła zasilania

rys_1

Załóżmy, że projekt obwodu wymaga napięcia dodatniego, ale dostępne jest tylko źródło ujemnego napięcia.
Używając standardowego układu konwertera boost w układzie z rysunku 1, można skutecznie wygenerować dodatnie napięcie z ujemnego źródła. Konwerter podwyższający napięcie generuje napięcie wyjściowe wyższe niż napięcie wejściowe.
Ponieważ napięcie wyjściowe (w naszym przykładzie -5V) jest wyższe niż ujemny poziom napięcia wejściowego napięcia, układ nie narusza zasady konwertera boost. Układ pokazany na rysunku 1 wykorzystuje układ scalony EL7515, standardowy konwerter podwyższający napięcie.
Piny łączące się z masą układu scalonego konwertera łączą się ze źródłem ujemnego napięcia wejściowego. Masa staje się „dodatnim” źródłem sygnału wejściowego.
Napięcie VOUT jest następujące:
VOUT = – VFB × (R2/R1) =
= – 1.33V × (37.5kΩ/10kΩ = – 5V.
Tranzystory PNP Q1 i Q2 tworzą translator, który skaluje napięcie wyjściowe 5V (odniesione do masy) do napięcia zwrotnego odniesionego do ujemnego napięcia wejściowego.
Ta para tranzystorów eliminuje również zmiany temperatury i efekty spadku napięcia.
Gdy ujemne napięcie wejściowe maleje, tranzystor Q2 pracuje przy coraz wyższym prądzie niż tranzystor Q1, powodując dodatkowe niedopasowanie przesunięcia tranzystora.

rys_2

Dla optymalnej stabilizacji napięcia wyjściowego prądy tranzystorów Q1 i Q2 przy znamionowym napięciu wejściowym powinny być równe. Rysunek 2 pokazuje wyniki regulacji napięcia wyjściowego. Maksymalna różnica między napięciem wyjściowym i wejściowym nie może przekraczać napięcia przebicia złącza źródło – dren wewnętrznego tranzystora MOS układu, który dla EL7515 wynosi 18 V. Dla układu scalonego EL7515 maksymalne napięcie VDS wynosi 18V. Dla wyjścia 5V minimalne (najbardziej ujemne) napięcie wejściowe wynosi minus 12V. 1V margines bezpieczeństwa kompensuje spadek na diodzie D1 i wszelkie skoki napięcia na drenie tranzystora mocy FET.

rys_3Zależność napięcia wyjściowego od prądu obciążenia przedstawiono na rysunku 3. Maksymalny prąd wyjściowy jest funkcją stosunku napięcia wejściowego do wyjściowego i ustawienia ograniczenia prądu konwertera boost.

rys_4

Jak pokazuje rysunek 4, układ daje wydajność większą niż 80% przy prądzie wyjściowym 200mA.Autor: Mike Wong

pełny materiał w pliku pdf

Komentarze z Facebooka

Komentarze obecnie - OFF.