Mit kell figyelembe venni a kapcsolási frekvencia tekintetében

A kapcsolóüzemű tápegységek fix, állítható vagy külső órával szinkronizált frekvenciájú kapcsolók. A kapcsolási frekvencia értéke meghatározza a tápegység kondenzátorainak és induktorainak fizikai méretét és ennek megfelelően a költségét. Egy tendencia a magasabb kapcsolási frekvenciák irányába mutat, ami lehetővé teszi a kompakt és alacsony költségű áramkörök tervezését. A kapcsolószabályozó IC-k beépített oszcillátorai általában nagyon széles frekvenciatartományokra vannak megadva az adatlapjukon. Például a monolitikus ADP2386 bak konverter IC garanciája a beállított kapcsolási frekvencia ± 10% -a. Más általános kapcsolási szabályozó IC-k ±20%-ra vagy még ennél is nagyobbra vannak megadva. A 2386 kHz -es kapcsolási frekvenciájú RT -vel rendelkező ADP600 készlet 540 kHz -en és extrém esetekben 660 kHz -en képes váltani, tekintettel az ADP10 kapcsolófrekvenciájának ± 2386% -os eltérésére. 1. ábra Egy ADP2386 buck konverter RT ellenállással beállított kapcsolási frekvenciájával. Ezt az összességében 20%-os kapcsolási frekvencia ingadozást figyelembe kell venni az áramkör tervezésekor, mert az induktivitás csúcsáramok a tényleges kapcsolási frekvenciától függően eltérőek. Ennek következtében az induktor áram hullámossága közvetlen hatással van a kimeneti feszültség hullámosságára. A 2. ábra a kapcsolási frekvencia hatását mutatja az induktor áram hullámosságára. A 600 kHz névleges kapcsolási frekvencia kék színnel jelenik meg. A minimális (540 kHz) kapcsolási frekvencia lilával, a maximális (660 kHz) zöld színnel jelenik meg. 600 kHz névleges beállításnál 1.27 A csúcs-csúcs áram hullámzást látunk, amikor a szabályozó 540 kHz-en kapcsol. Azonban ugyanazzal a 600 kHz -es frekvencia -beállítással egy kapcsolószabályozó 660 kHz -en is tud kapcsolni, ami 1.05 A áramlökésnek felel meg. Ebben a példában a tekercsáram -hullámzás 220 mA -es különbsége következhet be az ingadozások miatt. kapcsolási frekvencia komponensről komponensre egy áramkörben. Ez a teljes megengedett hőmérsékleti tartományra vonatkozik. 2. ábra. A tekercsáram hullámzása csúcstól csúcsig, amelyet a kapcsolási frekvencia változása befolyásol. A kapcsolási szabályozó áramkorlátjának beállítását ehhez a hatáshoz kell igazítani. A csúcsáramoknak elég alacsonynak kell lenniük ahhoz, hogy a meglévő túláramvédelem ne aktiválódjon normál működés közben. Megjegyzendő, hogy ebben a példában nem vettünk figyelembe minden más előforduló eltérést, például az induktor és a kondenzátor értékének változásait. A kimeneti feszültség hullámossága esetén az áramingadozás megfelelő változása a 3. ábrán látható értékeket adja. Az áramkört úgy tervezték, hogy 4.41 kHz-es kapcsolási frekvenciánál 600 mV-os feszültség hullámzása következik be. 540 kHz kapcsolási frekvenciánál a feszültség hullámzása 5.45 mV; 660 kHz -en 3.66 mV feszültség hullámzás látható. 3. ábra: Változások a kimeneti feszültség hullámzásában a kapcsolási frekvencia változása miatt egy kapcsoló üzemmód szabályozó IC-ben. Ebben a példában az egyetlen figyelembe vett komponensváltoztatás a kapcsolási frekvencia a megengedett hőmérsékleti tartományon belül. A gyakorlatban sok más változó is létezik, például az induktivitás és a kondenzátorok valós értékeinek eltérései. Ezeket az üzemi hőmérséklet is befolyásolja. Feltételezhető azonban az is, hogy a legtöbb esetben a kapcsolási frekvencia tényleges változása nem éri el a ±10%-os határértéket. Általában a viselkedés a tipikus érték körül jelenik meg a megadott tartomány közepén. A tápegység összes dinamikus változójának szisztematikus figyelembevételére egy Monte Carlo-elemzés ad választ. Itt a különböző összetevők és változó paraméterek variációit előfordulási valószínűségük szerint súlyozzuk, és összekapcsoljuk egymással. A Monte Carlo elemzések az Analog Devices szabadon elérhető LTspice® szimulációs szoftverével végezhetők el. Az LTspice szimuláció paramétereinek változtatásával kapcsolatos további információkért tekintse meg Gabino Alonso és Joseph Spencer „Legrosszabb eset áramkör-elemzés minimális szimulációs futtatással” című cikkét.

Hagyjon üzenetet 

Üzenetlista