Buck-igbelaruge iru oludari fa awọn ṣiṣẹ akoko ti awọn amusowo ẹrọ

著者：Iflowpower – Fornitore di stazioni di energia portatili

Background Pẹlu kekere, agbara-agbara iwuwo igbalode ọna ẹrọ batiri, ga-ṣiṣe, ga-ṣiṣe, ga-agbara, ga-agbara iwuwo, ga-ṣiṣe. Eyi funni ni ipenija apẹrẹ si foliteji ọkọ akero 3.3V, eto ti o ni agbara nipasẹ ion litiumu ati batiri polima litiumu.

Ni pataki, foliteji ọkọ akero 3.3V ti pese pẹlu lọwọlọwọ fifuye ti o tobi ju 0.5A, paapaa.

Botilẹjẹpe oluyipada ẹtu jẹ iyipada pataki si foliteji iṣelọpọ kekere (fun apẹẹrẹ 1.8V) pẹlu foliteji batiri litiumu-dẹlẹ ti 2.7-4.

2V, oluyipada igbelaruge le ṣe agbejade foliteji daradara (fun apẹẹrẹ 5V), ṣugbọn awọn oluyipada mejeeji ko han nigbagbogbo foliteji ọkọ akero 3.3V. Ayipada Inductor akọkọ ti o pari ni ẹyọkan (Sepic), topology gẹgẹbi igbelaruge ati oluyipada owo kan le lo gbogbo agbara batiri, ṣugbọn o ṣiṣẹ daradara, idiyele giga, agbegbe idogo, ati awọn ẹrọ diẹ sii ati awọn aila-nfani giga giga.

Nikan tabi meji litiumu ion batiri ojo melo gba agbara pẹlu 5 si 9V AC ohun ti nmu badọgba. Agbara lati rọpo batiri taara pẹlu ohun ti nmu badọgba AC, kuru akoko gbigba agbara batiri. Nitoribẹẹ, eyi nilo pe oluyipada ko le ṣiṣẹ nikan ni foliteji igbewọle batiri ti o kere julọ, ṣugbọn tun ṣiṣẹ pẹlu foliteji igbewọle ti o ga.

Ni aṣa, ẹrọ amusowo ti o ni agbara nipasẹ batiri taara fa agbara lati inu batiri, paapaa ninu gbigba agbara batiri. Iru oluyipada DC / DC yii tun ni lọwọlọwọ quiescent kekere pupọ lati ṣafipamọ agbara batiri ni imurasilẹ tabi ipo aiṣiṣẹ. Amuṣiṣẹpọ Buck-igbelaruge oludari jẹ ojutu pipe lati pese 3.

Awọn irin-ajo agbara 3V ni awọn ẹrọ ti a fi ọwọ mu ti o ni agbara nipasẹ batiri lithium-ion cell-ẹyọkan. 3.3V iṣinipopada agbara jẹ iṣoro eka kan.

Ọpọlọpọ awọn ile-iṣẹ ti pese awọn solusan. Linglurt&39;s LTC3785 Amuṣiṣẹpọ Buck-igbelaruge iru iyipada olutọsọna DC / DC jẹ ọkan ninu wọn. Topology ohun-ini rẹ ti o ni igbega nikan ni o ni inductor kan, eyiti o le lo foliteji iṣelọpọ ti o wa titi ti o ga ju, dọgba si tabi kere ju foliteji titẹ sii ti foliteji iṣelọpọ.

LTC3785 ṣiṣẹ pẹlu titẹ sii ati awọn foliteji iṣelọpọ ti 2.7 si 10V, eyiti o jẹ apẹrẹ fun ẹyọkan tabi meji awọn ions litiumu tabi awọn batiri litiumu polima, tabi irin nickel-hydrogen pupọ-alkaline, nickel cadmium tabi awọn batiri ipilẹ. Adarí isọpọ giga yii nlo fiberly kekere, pẹlu ọpọlọpọ awọn iṣẹ siseto, gẹgẹbi bata rirọ, igbohunsafẹfẹ iyipada, ati foliteji ala opin.

Iyipada ṣiṣe ṣiṣe wa ni amuṣiṣẹpọ, 4 yipada buffet-boost-boost-boost DC / DC converter, pẹlu 2.7 ~ 10V foliteji titẹ sii, 3.3V / 3A imuduro ni ṣiṣe ti to 96% Ijade.

LTC3785 n pese gbogbo awọn awakọ ẹnu-ọna MOSFET ikanni N-ikanni lati pese irọrun fun lilo RDS kekere (ON) kekere package imọ-ẹrọ iyipada agbara-pupọ. Topology ti ohun-ini rẹ ati faaji iṣakoso nlo MOSFET RDS lati ṣawari siwaju ati yiyipada aropin lọwọlọwọ, ṣiṣe ṣiṣe ṣiṣe giga ti ko lẹgbẹ. Nigba ti o ba fẹ lati mu awọn ti isiyi diwọn deede, o le lo awọn erin resistor.

Ni afikun, LTC3785 le ṣiṣẹ ni ipo burstmode, isalẹ lọwọlọwọ aimi ti fifuye ina si kere ju 100μA, eyiti o ṣe pataki lati faagun akoko iṣẹ batiri ti awọn ohun elo to ṣee gbe. LTC3785 naa tun ni agbara gige asopọ ti o wu gidi lakoko akoko isinmi, ni idaniloju gige asopọ batiri ati fifuye eto. Nọmba 1 Sikematiki oluyipada titẹ-titẹ-igbega ati ọna ṣiṣe ṣiṣe ṣiṣe rẹ ni ilọsiwaju iṣakoso topology ti o pọju ṣiṣe LTC3785 ti o da lori boṣewa H afara Buck-igbelaruge ipele agbara, bi o ṣe han ni Nọmba 2.

O tun ni ẹtu ati igbelaruge MOSFET yipada, eyiti o sopọ si inductor kan. Ṣii silẹ gbogbo MOSFET 4 pẹlu lilọsiwaju igbakana yipada - Ipo igbelaruge oriṣiriṣi, LTC3785 jẹ apẹrẹ, MOSFET meji nikan ni akoko kọọkan. Ọpọlọpọ awọn iyika iṣakoso ẹtu-igbelaruge ti kọ daradara ni awọn aaye iyipada, jitter agbara tabi awọn iṣoro riru foliteji.

Sibẹsibẹ, LTC3785 iyipada lainidi laarin igbesẹ-isalẹ, buck-boost ati boosting workspace, ntọju iṣẹ ariwo kekere ni gbogbo awọn ipo iṣẹ. Circuit iṣakoso yii tun dinku awọn iyipada ti ko wulo ati ipadanu adaṣe, ti o pọ si ṣiṣe ti awọn oluyipada. olusin 2 Awọn ipese agbara apa kan Àkọsílẹ aworan atọka ati awọn ṣiṣẹ mode ṣiṣẹ mode igbewọle igbewọle jẹ ti o ga ju awọn wu foliteji, awọn converter nṣiṣẹ, awọn yipada A ati B foliteji input foliteji, awọn yipada D ti wa ni titan, L1 ti wa ni ti sopọ si awọn o wu (wo Figure 2).

Bi foliteji titẹ sii ti dinku ati isunmọ foliteji ti o wu, oluyipada naa wa nitosi iwọn iṣẹ ti o pọju ti ipo ẹtu, apakan igbelaruge ti afara naa bẹrẹ iyipada, sinu buck-boost tabi agbegbe iṣẹ iyipada 4. Bi foliteji titẹ sii ti dinku siwaju sii, oluyipada naa wọ agbegbe igbelaruge. Yipada A ti wa ni titan ni iṣẹ-ṣiṣe igbelaruge ti o kere ju, olutọpa ti wa ni asopọ si titẹ sii, awọn iyipada C, ati iyipada D ti ẹgbẹ ti o wu ti inductor laarin agbara ti o jade ati ilẹ, gẹgẹbi oluyipada igbelaruge amuṣiṣẹpọ.

Awọn iṣẹ miiran lati ṣaṣeyọri irọrun giga LTC3785 Awọn iṣẹ miiran wa lati mu ilọsiwaju wiwa wọn ni awọn ohun elo to ṣee gbe, fun apẹẹrẹ, lọwọlọwọ aimi pupọ lati fa awọn wakati iṣẹ batiri pọ si. Fun iru awọn ohun elo to ṣee gbe, ẹrọ naa le tunto lati ṣiṣẹ ni ipo ti nwaye lati fa awọn wakati iṣẹ batiri pọ si. Ni ipo ti nwaye, LTC 3785 n pese agbara si iṣẹjade titi ti foliteji ti njade de ipo iduro.

Lẹhin ti o ti de ipo ti o duro, ẹrọ naa ti wa ni ipo ti oorun, ati wiwakọ MOSFET ita ti wa ni pipa, ati pe o jẹ itọju Circuit pataki nikan, ati pe LTC3785 n gba kere ju 100μA lọwọlọwọ. Awọn fifuye lọwọlọwọ ti wa ni ipese nipasẹ awọn kapasito o wu nigba asiko yi. Nigba ti o wu foliteji silė ni isalẹ kekere foliteji ilana eti, awọn ẹrọ "ji soke" ati ki o bẹrẹ awọn yipada isẹ lẹẹkansi, ati awọn ti o wu kapasito gba agbara lẹẹkansi.

LTC3785 tun pese apọju ati aabo iyika kukuru nipa wiwa ati diwọn igbewọle lọwọlọwọ lati ipese agbara igbewọle. Ti iye iwọn siseto olumulo ba ti de, kapasito ibẹrẹ asọ ti o sopọ si pin RUN / SS tun lo lati lo titẹ aṣiṣe ati bẹrẹ idasilẹ. Ti ipo idiwọn lọwọlọwọ ba tẹsiwaju fun igba pipẹ, oluyipada yoo jẹ alaabo lakoko ti o bẹrẹ atunto tẹ lati tun oluyipada naa bẹrẹ.

Ti LTC3785 ko ba le tun bẹrẹ, ati pe ipo apọju tẹsiwaju, ipo iṣẹ yii yoo tẹsiwaju lati fi opin si agbara agbara lapapọ. Nipa fifun lọwọlọwọ kekere kan si PIN RUN / SS, o tun le tii titiipa ẹrọ dipo atunbere laifọwọyi. Nitori iyipada ninu resistance MOSFET ita, wiwa MOSFET jo ni gbogbogbo kii ṣe deede.

Ti o ba fẹ idiwọn idiwọn lọwọlọwọ okun diẹ sii, o le ṣafikun resistance wiwa lọwọlọwọ. LTC3785 tun le ṣe eto lati ṣaṣeyọri iṣẹ ni kikun lati gba awọn oluyipada laaye lati pese ati fa awọn ṣiṣan ti o dọgba si awọn aaye eto sisan lọwọlọwọ. Eyi jẹ aṣeyọri nipasẹ ṣiṣe ipinnu ifihan ipele kannaa giga lori pin CCM.

Ti abẹnu P-ikanni kekere titẹ iyato eleto pẹlu input agbara ipese foliteji ni VCC pin 4.35V foliteji. Foliteji yii ni agbara nipasẹ awakọ ati Circuit inu LTC 3785, eyiti o le pese lọwọlọwọ tente oke 100 mA, eyiti o gbọdọ jẹ fori kapasito pẹlu o kere ju 4.

7μF. Awọn olutọsọna VCC le ni asopọ si Vout nipasẹ Schottky diode lati pese awọn ṣiṣan wakọ ẹnu-ọna ti o ga julọ. Nikẹhin, LTC3785 ni iwọn apọju ati awọn iṣẹ aiṣedeede fun aabo ikuna ati awọn ihamọ igba diẹ.

Ti foliteji iṣelọpọ ba rii nipasẹ 9.5% ti o ga ju aaye ilana foliteji ibi-afẹde, lẹhinna iṣẹ iyipada naa duro. Foliteji ti o wu yoo lẹhinna dinku si ipele ailewu nitori ko si ipese agbara si iṣelọpọ.

Ni kete ti iṣẹjade ba ti dinku ni kikun, iṣẹ iyipada yoo bẹrẹ lẹẹkansi. Ninu ọran ti overvoltage, Circuit ese naa n ṣiṣẹ ni agbara ni ipo igbohunsafẹfẹ ti o wa titi, ati ipo ti nwaye ti ni idinamọ. N agbara ikanni MOSFET yiyan ati iwọn ojutu LTC3785 si 4 agbara ita N-ikanni MOSFETs, meji fun awọn iyipada oke, ati awọn ami ami meji miiran.

Awọn paramita pataki jẹ VBR (DSS), VGS (TH), RDS (ON) ati ID (MAX). Wakọ foliteji 4.35VVCC eto agbara.

Fun ọpọlọpọ awọn foliteji titẹ sii, awọn iloro ẹnu-ọna kannaa kekere MOSFETs le ṣee lo fun awọn ohun elo nibiti ọpọlọpọ awọn foliteji titẹ sii kere ju 5V. Ni afikun, aṣoju LTC3785DC/DC awọn oluyipada gbogbo lo igbewọle seramiki ati awọn kapasito iṣelọpọ. Ijade 10W ni kikun agbegbe idogo iyika ko kere ju 2cm2cm, inductor jẹ ẹrọ ti o ga julọ, giga jẹ 0.

32cm. .