- Push-Pull Dönüştürücünün Yapısı
- İtme Çekme Dönüştürücü Nasıl Çalışır?
- Pratik bir İtmeli Çekmeli Dönüştürücü oluşturmak için gerekli bileşenler
- Pratik Bir İtme-Çekme Dönüştürücü Devre Şeması
- Pratik Push-Pull Konvertörü - Çalışıyor
- İtme Çekme Dönüştürücü Devresinin Test Edilmesi
- Sonuçlar
Güç elektroniği ile çalışma söz konusu olduğunda, bir DC-DC dönüştürücü topolojisi pratik tasarımlar için çok önemli hale gelir. Güç elektroniğinde başlıca iki tür ana DC-DC dönüşüm topolojisi vardır, bunlar anahtarlama dönüştürücü ve Doğrusal dönüştürücü.
Şimdi , enerjinin korunumu yasasından, enerjinin yaratılamayacağını veya yok edilemeyeceğini biliyoruz, ancak yalnızca dönüştürülebilir. Aynısı, anahtarlama düzenleyicileri için de geçerlidir, herhangi bir dönüştürücünün çıkış gücü (watt), voltaj ve akımın ürünüdür, bir DC-DC dönüştürücü ideal olarak voltajı veya watt sabitken akımı dönüştürür. Bir örnek, 5V'luk bir çıkışın 2A akım sağlayabileceği durum olabilir. Daha önce 5V, 2A SMPS Devre tasarlamıştık, aradığınız bir şey olup olmadığını kontrol edebilirsiniz.
Şimdi, belirli bir uygulama için onu 10V çıkışa değiştirmemiz gereken bir durumu düşünün. Şimdi, burada bir DC-DC dönüştürücü kullanılıyorsa ve 10W çıkış olan 5V 2A sabitse, ideal olarak DC-DC dönüştürücü Gerilimi 1A akım derecesine sahip 10V'a çevirecektir. Bu, bir anahtarlama indüktörünün sürekli olarak değiştirildiği bir destek anahtarlama topolojisi kullanılarak yapılabilir.
Pahalı ama kullanışlı bir başka yöntem de itme-çekme dönüştürücü kullanmaktır. Push-pull dönüştürücü, Buck, Boost, Buck-Boost, izole edilmiş veya hatta izole edilmemiş topolojiler gibi birçok dönüştürme olasılığını açar, ayrıca üretmek için minimum bileşen gerektiren güç elektroniğinde kullanılan en eski anahtarlama topolojilerinden biridir. çoklu çıkış voltajı ile orta güç çıkışları (Tipik olarak - 150W ila 500W). İzole edilmiş bir itme-çekme dönüştürücü devresindeki çıkış voltajını değiştirmek için transformatör sargısının değiştirilmesi gerekir.
Ancak tüm bu özellikler aklımızda pek çok soru ortaya çıkarmaktadır. Gibi, bir Push-pull dönüştürücü nasıl çalışır? Bir itme-çekme dönüştürücü devresi oluşturmak için hangi bileşenler önemlidir? Öyleyse, birlikte okuyun ve gerekli tüm cevapları bulacağız ve sonunda, gösteri ve test için pratik bir devre oluşturacağız, o yüzden hemen başlayalım.
Push-Pull Dönüştürücünün Yapısı
İsmin cevabı var. İtme ve Çekme, aynı şeyin iki zıt anlamı vardır. Layman açısından Push-Pull'un anlamı nedir? Sözlük, itme kelimesinin, insanları veya nesneleri kenara hareket ettirmek için zor kullanarak ilerlemek anlamına geldiğini söylüyor. Bir itmeli-çekmeli DC-DC dönüştürücüde, itme, akımı itmeyi veya akımı beslemeyi tanımlar. Şimdi, çekme ne anlama geliyor? Yine, sözlük, kendine doğru harekete neden olmak için birine veya bir şeye güç uygulamanızı söylüyor. İtme-çekme dönüştürücüsünde, yine çekilen akımdır.
Bu nedenle, bir itme-çekme dönüştürücü, akımların sürekli olarak bir şeye itildiği ve sürekli olarak bir şeyden çekildiği bir tür anahtarlama dönüştürücüdür. Bu bir tür geri dönüş transformatörü veya bir indüktördür. Akım sürekli olarak transformatörden itilir ve çekilir. Bu itme-çekme yöntemini kullanarak, transformatör akıyı ikincil bobine aktarır ve bir tür izole edilmiş voltaj sağlar.
Şimdi, bu bir tür anahtarlama regülatörü olduğundan, transformatörün akımın senkronize olarak itilmesi ve çekilmesi gerekecek şekilde anahtarlanması gerektiğinden, bunun için bir çeşit anahtarlama regülatörüne ihtiyacımız var. Burada asenkron bir push-pull sürücüsü gereklidir. Şimdi, anahtarların farklı Transistör veya Mosfet türleri ile yapıldığı açıktır.
Elektronik pazarında, push-pull konuşma ile ilgili işler için hemen kullanılabilecek çok sayıda push-pull sürücü bulunmaktadır.
Bu tür Sürücü IC'lerinden çok azı aşağıdaki listede bulunabilir.
- LT3999
- MAX258
- MAX13253
- LT3439
- 494 TL
İtme Çekme Dönüştürücü Nasıl Çalışır?
İtme-çekme dönüştürücünün çalışma prensibini anlamak için, basit bir yarım köprü itme-çekme dönüştürücü olan ve aşağıda gösterilen temel bir devre çizdik, basitlik adına yarım köprü topolojisini ele aldık, ancak başka bir ortak topoloji vardır ve bu tam köprü itme-çekme dönüştürücü olarak bilinir .
İki NPN transistörü, itme-çekme işlevini etkinleştirir. İki transistör Q1 ve Q2 aynı anda açılamaz. Q1 açıldığında, Q2 kapalı kalacak, Q1 kapatıldığında Q2 açılacaktır. Sırayla gerçekleşecek ve bir döngü olarak devam edecektir.
Gördüğümüz gibi, yukarıdaki devre bir transformatör kullanıyor, bu izole edilmiş bir itme-çekme dönüştürücüdür.
Yukarıdaki görüntü, Q1'in açıldığı ve Q2'nin kapanacağı durumu göstermektedir. Böylece akım, transformatörün merkez musluğundan akacak ve Q2 transistöründen zemine gidecek, Q2 ise transformatörün diğer musluğundaki akım akışını engelleyecektir. Q2 açıldığında ve Q1 kapalı kaldığında tam tersi bir şey olur. Akım akışındaki değişiklikler meydana geldiğinde, transformatör enerjiyi birincil taraftan ikincil tarafa aktarır.
Yukarıdaki grafik, bunun nasıl gerçekleştiğini kontrol etmek için çok kullanışlıdır, ilk başta, devrede hiç voltaj veya akım akışı yoktu. Q1 açıldığında, devre şimdi kapandığında musluğa ilk olarak sabit bir voltaj gelir. Akım artmaya başlar ve ardından voltaj ikincil tarafa endüklenir.
Bir sonraki aşamada, bir zaman gecikmesinden sonra, transistör Q1 kapanır ve Q2 açılır. İşte işte birkaç önemli şey geliyor - trafo parazitik kapasitansı ve endüktans, zıt kutuplarda geçiş yapmaya başlayan bir LC devresi oluşturur. Yük, transformatörün diğer kademe sargısı boyunca ters yönde geri akmaya başlar. Bu şekilde, akım bu iki transistör tarafından sürekli olarak alternatif modlarda itilir. Ancak çekme, LC devresi ve transformatörün merkez tapası tarafından yapıldığından, buna itme-çekme topolojisi denir. Genellikle, iki transistörün akımı, transistörlerin akımı çekmediği konvansiyon itme-çekme olarak adlandırarak alternatif olarak iteceği şekilde açıklanır. Yük dalga biçimi testere dişine benziyor, ancak yukarıdaki dalga biçiminde gösterilmiyor.
Bir itme-çekme dönüştürücü tasarımının nasıl çalıştığını öğrendiğimizde, bunun için gerçek bir devre oluşturmaya geçelim ve sonra bunu tezgahta analiz edebiliriz. Ama ondan önce şemaya bir göz atalım.
Pratik bir İtmeli Çekmeli Dönüştürücü oluşturmak için gerekli bileşenler
Eh, aşağıdaki devre bir breadboard üzerine inşa edilmiştir. Devreleri test etmek için kullanılan bileşenler aşağıdaki gibidir:
- Aynı dereceye sahip 2 Adet indüktör - 220uH 5A toroidal indüktör.
- 0.1 uF polyester film kondansatör - 2 adet
- 1k direnç% 1 - 2 adet
- ULN2003 Darlington çifti transistör
- 100uF 50V kondansatör
Pratik Bir İtme-Çekme Dönüştürücü Devre Şeması
Şematik oldukça basittir. Bağlantıyı inceleyelim, ULN2003, Darlington çift transistör dizisidir. Bu Transistör dizisi, serbest devinimli diyotlar yonga setinin içinde bulunduğundan ve herhangi bir ek bileşen gerektirmediğinden, devre tahtasında herhangi bir ek karmaşık yönlendirmeyi önlediğinden kullanışlıdır. Senkron sürücü için, İndüktörler arasında bir itme-çekme efekti oluşturmak için transistörleri senkronize olarak açıp kapatacak basit bir RC zamanlayıcı kullanıyoruz.
Pratik Push-Pull Konvertörü - Çalışıyor
Devrenin çalışması basittir. Darlington çiftini kaldıralım ve iki transistör Q1 ve Q2 kullanarak devreyi basitleştirelim.
RC ağları, rejeneratif geri besleme adı verilen bir geri bildirim tekniği kullanarak alternatif transistörleri açan Q1 ve Q2 tabanına çapraz konumda bağlanır.
Bu şekilde çalışmaya başlar - Transformatörün merkez musluğuna (iki indüktör arasındaki ortak bağlantının olduğu yere) voltaj uyguladığımızda, akım transformatörden akacaktır. Negatif veya pozitif polaritenin akı yoğunluğuna ve doygunluğuna bağlı olarak, akım ilk önce C1 ve R1 veya C2 ve R2'yi şarj eder, ikisini birden değil. C1 ve R1'in önce akımı aldığını düşünelim. C1 ve R1, Q2 transistörünü açan bir zamanlayıcı sağlar. Transformatörün L2 bölümü, manyetik akıyı kullanarak voltajı indükleyecektir. Bu durumda, C2 ve R2 şarj olmaya başlar ve Q1'i açar. Transformatörün L1 bölümü daha sonra bir voltaj oluşturur. Zamanlama veya frekans tamamen giriş voltajına, transformatör veya indüktörün doymuş akısına, birincil dönüşlere, çekirdeğin enine kesitsel santimetre kare alanına bağlıdır.Frekansın formülü:
f = (V de 10 * 8 / (4 x β) s * A * N)
Vin giriş voltajı olduğunda, 10 8 sabit bir değerdir, β s transformatöre yansıtılacak çekirdeğin doymuş akı yoğunluğudur, A kesit alanıdır ve N dönüş sayısıdır.
İtme Çekme Dönüştürücü Devresinin Test Edilmesi
Devreyi test etmek için aşağıdaki araçlar gereklidir:
- İki milimetre - biri giriş voltajını kontrol etmek için ve diğeri çıkış voltajı için
- Osiloskop
- Bir tezgah güç kaynağı.
Devre bir devre tahtasında inşa edilir ve güç yavaş yavaş artar. Giriş voltajı 2.16V, çıkış voltajı ise giriş voltajının neredeyse dört katı olan 8.12V'dir.
Bununla birlikte, bu devre herhangi bir geri besleme topolojisi kullanmaz, bu nedenle çıkış voltajı sabit değildir ve yalıtılmış değildir.
İtme-çekmenin frekansı ve anahtarlaması osiloskopta gözlemlenir.
Böylece devre artık çıkış voltajının sabit olmadığı bir itme-çekme yükseltici dönüştürücü olarak işlev görmektedir. Bu push-pull dönüştürücünün 2W'a kadar watt sağlayabilmesi bekleniyor, ancak geri besleme üretiminin olmaması nedeniyle test etmedik.
Sonuçlar
Bu devre, itme-çekme dönüştürücüsünün basit bir şeklidir. Bununla birlikte, istenen çıktı için her zaman uygun bir itme-çekme sürücü IC kullanılması önerilir. Devre, izole edilmiş veya izole edilmemiş, itme-çekme dönüşümünde herhangi bir topolojinin oluşturulabileceği bir şekilde inşa edilebilir.
Aşağıdaki devre, kontrollü itme-çekme DC'den DC'ye dönüştürücünün uygun bir devresidir. Analog Cihazlar (Doğrusal Teknolojiler) için LT3999 kullanan 1: 1 itme-çekme dönüştürücüdür.
Umarım makaleyi beğenmişsinizdir ve bu konuyla ilgili herhangi bir sorunuz varsa yeni bir şeyler öğrenmişsinizdir, aşağıya bir yorum yazabilir veya sorunuzu doğrudan forumumuza gönderebilirsiniz.