Przetwornice impulsowe w pigułce – część 3
W pierwszej części artykułu omówiliśmy przetwornice podwyższające. W drugiej – przetwornice obniżające. Wstępnie omówiliśmy też budowę fabrycznych modułów takich przetwornic. W odcinku trzecim omawiamy inne pożyteczne odmiany przetwornic impulsowych, w tym synchroniczne i SEPIC.
W dwóch poprzednich odcinkach omawialiśmy dwie podstawowe i w sumie najpopularniejsze odmiany przetwornic impulsowych.
Zasada działania i właściwości
Podstawowa zasada działania opisanych wcześniej przetwornic jest zaskakująco prosta. Otóż podstawą są fundamentalne właściwości cewki indukcyjnej, która podobnie jak kondensator, może gromadzić energię (gdy prąd rośnie) i zgromadzoną energię oddawać (gdy prąd maleje). Zmiany napięć dokonuje się przez zmianę współczynnika wypełnienia impulsów, a to związane jest z faktem, że cewka przy zmianach prądu wytwarza napięcie samoindukcji. Potocznie mówimy, że cewka nie lubi zmian prądu i na zmiany prądu reaguje wytwarzaniem napięcia samoindukcji o wartości proporcjonalnej do szybkości zmian prądu.
Te napięcia samoindukcji, wytwarzane na indukcyjności cewki, można regulować przez zmianę współczynnika wypełnienia impulsów sterujących kluczem K (tranzystorem). I właśnie odpowiednia regulacja współczynnika wypełnienia impulsów pozwala na regulację i stabilizację napięcia wyjściowego.
Przetwornice synchroniczne
Omówione dwa rodzaje prostych przetwornic są bardzo popularne, ale wykorzystywane są też inne rozwiązania. Na przykład żeby poprawić sprawność przez zmniejszenie strat mocy w diodach, zamiast diod stosuje się odpowiednio sterowane tranzystory MOSFET – są to tak zwane przetwornice synchroniczne. Problem mocy strat dotyczy zwłaszcza przetwornic obniżających, ponieważ tam napięcia są małe, a prądy – duże.
Uproszczony schemat obniżającej przetwornicy synchronicznej pokazany jest na rysunku 1. Istnieją też synchroniczne przetwornice podwyższające.
Rysunek 1
(…) ciach!
To jest tylko początek, zapowiedź artykułu, którego pełna wersja ukazała się z numerze lutowym czasopisma Zrozumieć Elektronikę (ZE 2/2023). Czasopismo aktualnie nie ma wersji drukowanej na papierze. Wydawane jest w postaci elektronicznej (plików PDF). Pełna wersja czasopisma umieszczona jest na moim profilu Patronite i dostępna jest dla Patronów, którzy wspierają mnie kwotą co najmniej 10 zł miesięcznie. Natomiast niepełna, okrojona wersja, pozwalająca zapoznać się z zawartością numeru ZE 2/2023 znajduje się tutaj.
Piotr Górecki
