Tylko dla początkujących – Poglądowe wyjaśnienie działania konwertera step-up

Tylko dla początkujących – Poglądowe wyjaśnienie działania konwertera step-up
Większość laptopów wymaga napięcia zasilania przekraczającego 12V dostępnego w gnieździe zapalniczki, nawet przy pracującym silniku, zasilanie nie wzrośnie znacznie powyżej 13,8V, a to wciąż jest zbyt niskie napięcie w przypadku większości laptopów, które zwykle wymagają 19V.
Zasilanie 12V można zwiększyć za pomocą konwertera podwyższającego napięcie.
r_203_26_1
Podstawowa zasada jest prosta: induktor jest wielokrotnie „ładowany” i „rozładowywany”, a powstałe napięcie indukowane jest dodawane do napięcia zasilającego w celu wytworzenia napięcia wyjściowego wyższego niż zasilanie.
W przeciwieństwie do standardowego inwertera transformatorowego obwód podstawowy wymaga tylko trzech elementów: cewki, przełącznika zasilania (w tym przypadku tranzystora MOSFET) i diody.
Wszystkie funkcje sterujące są wykonywane przez układ sterownika, to urządzenie wytwarza sygnał przełączający z modulacją szerokości impulsu (PWM) dla przełącznika zasilania.
Napięcia wejściowe i wyjściowe są wygładzane przez szereg kondensatorów o niskiej stratności.
Zasada działania konwertera (step-up) podwyższającego pokazano na rysunku 1.
Gdy przełącznik zasilania (tranzystor T MOSFET) przewodzi (rysunek 1a), prąd przepływa przez cewkę i wytwarza pole magnetyczne.
Anoda diody (D) będzie miała potencjał masy (prawie), więc nie będzie przewodzić, a jakakolwiek energia zgromadzona wcześniej w kondensatorze C zostanie dostarczona do obciążenia (RL).
Rdzeń cewki ma szczelinę powietrzną 1mm, aby zapewnić, że materiał rdzenia nie zostanie doprowadzony do nasycenia podczas tej fazy cyklu.
Kiedy pojawia się nasycenie, nie jest możliwe gromadzenie więcej energii w polu magnetycznym, a cewka skutecznie staje się jedynie rezystorem o niskiej impedancji, który powodowałaby zwarcie napięcia wejściowego.
Kiedy tranzystor T wyłącza się (rysunek 1b), prąd przepływający przez cewkę nie ma już ścieżki do masy przez tranzystor T, pole magnetyczne zaczyna się zmniejszać, indukując napięcie na cewce L o przeciwnej polaryzacji do fazy włączenia.
Indukowane napięcie wzrasta powyżej napięcia zasilającego, polaryzując diodę D w kierunku przewodzenia i przenosząc energię do kondensatora C i obciążenia RL.
Energia zgromadzona w kondensatorze C podczas tej fazy jest przekazywana do obciążenia podczas następnej fazy włączania.
Autor: Michael Schön

Komentarze z Facebooka

Komentarze obecnie - OFF.