156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168

Раздел 16 Импульсные источники питания

Схемы без гальванической развязки

Комбинированные (понижающие/повышающие) схемы

На Рис. 4.8 изображён вариант повышающей/понижающей схемы на основе интегральной микросхемы преобразователя МАХ641.

Повышающая/понижающая схема преобразователя на основе ИС МАХ641Рис. 4.8. Повышающая/понижающая схема преобразователя на основе ИС МАХ641

Микросхема МАХ641 предназначена для работы в качестве повышающего стабилизатора с фиксированным выходным напряжением. Благодаря комплементарным выходам её можно использовать и в комбинированной схеме. Вывод LX соединён с выходом внутреннего МОП-транзистора, а вывод Ext предназначен для управления внешним МОП-ключом в схемах с большой выходной мощностью. Вывод VOUT фактически используется для питания внутренних цепей микросхемы. В обычном повышающем режиме начальная загрузка системы осуществляется за счёт тока дросселя. При этом для питания ИС необходимо подключить вывод VOUT микросхемы непосредственно к линии питающего напряжения VIN.

Методика проектирования комбинированного преобразователя идентична той, что была использована для инвертирующей схемы. Коэффициент заполнения при непрерывном режиме работы рассчитывается по формуле

DC = VOUT / (VIN + VOUT).

Ток дросселя максимален, когда входное напряжение ниже выходного, т. е. когда схема работает в качестве повышающего преобразователя. В данном случае к ней применима зависимость, выраженная уравнением (4.4):

 VIN x IL-AVG х DC = VOUT х IOUT.

Подставив формулу для коэффициента заполнения и выполнив перестановку, получим

IL-AVG = (VOUT + VIN) х IOUT / VIN = (4.0 + 6.0) х 1.0 /4.0 = 2.5 А.

Выберем ток пульсаций, равный 20% от среднего тока дросселя при максимальной нагрузке. Пиковый ток дросселя получается равным 2.75 А. Мы будем вынуждены использовать минимальное входное напряжение, чтобы получить достаточно малую индуктивность дросселя для соответствующего выходного тока.

Снова применим уравнение дросселя и выполним перестановку для комбинированного преобразователя:

L = (VIN x VOUT) / ( (ΔI х ƒ) х (VOUT + VIN)).

Подставив значения, указанные на Рис. 4.8, получим

L = (4.0 х 6.0) / ( (0.5×550 кГц) х (4.0 + 6.0)) = 8.7 мкГн.

Выбор МОП-транзисторов производится по тем же критериям, что и раньше. В первую очередь подбираем их по напряжению затвора, затем по максимально допустимому напряжению сток-затвор. И в завершение проверяем, что номинальный ток открытого транзистора соответствует заданному.

Данная схема является довольно дорогостоящей из-за наличия дополнительных ключа и диода. К тому же эти дополнительные компоненты снижают производительность.

156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168