Funktionsweise von Aufwärtswandlern

Funktionsweise von Aufwärtswandlern
Ein Aufwärtswandler (auch als Aufwärtswandler bezeichnet) ist eine DC / DC-Wandlerschaltung, die eine Eingangsgleichspannung in eine Ausgangsgleichspannung mit einem Pegel umwandelt, der viel höher als der Eingangsspannungspegel sein kann.

Der Prozess behält jedoch immer die Beziehung P = I x V bei, was bedeutet, dass wenn der Ausgang des Wandlers die Eingangsspannung erhöht, der Ausgang proportional eine Stromreduzierung erfährt, wodurch die Ausgangsleistung fast immer gleich dem Eingang ist Leistung oder weniger als die Eingangsleistung.

Wie ein Aufwärtswandler funktioniert

Ein Aufwärtswandler ist eine Art SMPS- oder Schaltnetzteil, das grundsätzlich mit zwei aktiven Halbleitern (Transistor und Diode) und mit mindestens einer passiven Komponente in Form eines Kondensators oder einer Induktivität oder beidem für eine höhere Effizienz arbeitet.

Die Induktivität wird hier grundsätzlich zum Erhöhen der Spannung verwendet und der Kondensator wird zum Filtern der Schaltschwankungen und zum Reduzieren von Stromwelligkeiten am Ausgang des Wandlers eingeführt.

Die Eingangsstromversorgung, die möglicherweise verstärkt oder verstärkt werden muss, kann von jeder geeigneten Gleichstromquelle wie Batterien, Sonnenkollektoren, motorbasierten Generatoren usw. bezogen werden.
Funktionsprinzip

Die Induktivität in einem Aufwärtswandler spielt die wichtige Rolle, die Eingangsspannung zu erhöhen.

Der entscheidende Aspekt, der für die Aktivierung der Boost-Spannung von einem Induktor verantwortlich wird, liegt in seiner inhärenten Eigenschaft, einem plötzlich induzierten Strom zu widerstehen oder ihm entgegenzuwirken, und in seiner Reaktion darauf mit der Erzeugung eines Magnetfelds und der anschließenden Zerstörung des Magneten Feld. Die Zerstörung führt zur Freisetzung der gespeicherten Energie.

Dieser obige Prozess führt dazu, dass der Strom in der Induktivität gespeichert wird und dieser gespeicherte Strom in Form einer Gegen-EMK über den Ausgang zurückgeworfen wird.

Eine Relais-Transistortreiberschaltung kann als ein großartiges Beispiel einer Aufwärtswandlerschaltung angesehen werden. Die über das Relais angeschlossene Flyback-Diode wird eingeführt, um die Rückwärts-EMFs von der Relaisspule kurzzuschließen und den Transistor bei jedem Ausschalten zu schützen.

Wenn diese Diode entfernt wird und ein Diodenkondensatorgleichrichter über den Kollektor / Emitter des Transistors angeschlossen ist, kann die verstärkte Spannung von der Relaisspule über diesen Kondensator gesammelt werden.

Blockschaltbild des Aufwärtswandlers

Der Prozess in einem Aufwärtswandlerdesign führt zu einer Ausgangsspannung, die immer höher als die Eingangsspannung ist.

Boost Converter Konfiguration

Unter Bezugnahme auf die folgende Abbildung sehen wir eine Standardkonfiguration des Aufwärtswandlers. Das Arbeitsmuster kann wie folgt verstanden werden:

Wenn das gezeigte Gerät (das ein beliebiger BJT mit Standardleistung oder ein Mosfet sein kann) eingeschaltet wird, tritt Strom von der Eingangsversorgung in die Induktivität ein und fließt im Uhrzeigersinn durch den Transistor, um den Zyklus am negativen Ende der Eingangsversorgung abzuschließen.

Das Schaltgerät des Aufwärtswandlers funktioniert

Während des obigen Prozesses erfährt der Induktor eine plötzliche Einführung von Strom über sich selbst und versucht, dem Einstrom zu widerstehen, was dazu führt, dass ein Teil des Stroms in ihm durch die Erzeugung eines Magnetfelds gespeichert wird.

Bei der nächsten nachfolgenden Sequenz, wenn der Transistor ausgeschaltet wird, unterbricht die Stromleitung und erzwingt erneut eine plötzliche Änderung des Strompegels über der Induktivität. Der Induktor reagiert darauf, indem er den gespeicherten Strom zurückwirft oder freigibt. Da sich der Transistor in der AUS-Position befindet, findet diese Energie ihren Weg durch die Diode D und über die gezeigten Ausgangsanschlüsse in Form einer Gegen-EMK-Spannung.

Funktion der Diode in einem Aufwärtswandler

Der Induktor führt dies durch, indem er das Magnetfeld zerstört, das zuvor in ihm erzeugt wurde, während sich der Transistor im Einschaltmodus befand.

Der obige Prozess der Energiefreisetzung wird jedoch mit einer entgegengesetzten Polarität implementiert, so dass die Eingangsversorgungsspannung nun in Reihe mit der Gegen-EMK-Spannung des Induktors geschaltet wird. Und wie wir alle wissen, summiert sich ihre Nettospannung, wenn sich die Versorgungsquellen in Reihe schalten, zu einem größeren kombinierten Ergebnis.

Das gleiche passiert in einem Aufwärtswandler während des Induktorentladungsmodus, wobei ein Ausgang erzeugt wird, der das kombinierte Ergebnis der Gegen-EMK-Spannung des Induktors und der vorhandenen Versorgungsspannung sein kann, wie im obigen Diagramm gezeigt

Diese kombinierte Spannung führt zu einem verstärkten Ausgang oder einem erhöhten Ausgang, der seinen Weg durch die Diode D und den Querkondensator C findet, um letztendlich die angeschlossene Last zu erreichen.

Der Kondensator C spielt hier eine ziemlich wichtige Rolle, während des Induktorentladungsmodus speichert der Kondensator C die freigesetzte kombinierte Energie darin, und während der nächsten Phase, wenn der Transistor wieder ausschaltet und sich der Induktor im Speichermodus befindet, versucht der Kondensator C. das Gleichgewicht aufrechtzuerhalten, indem der Last seine eigene gespeicherte Energie zugeführt wird. Siehe die Abbildung unten.

Funktion von PWM und Last im Aufwärtswandler

Dies stellt eine relativ konstante Spannung für die angeschlossene Last sicher, die sowohl während der EIN- als auch der AUS-Periode des Transistors Strom aufnehmen kann.

Wenn C nicht enthalten ist, wird diese Funktion aufgehoben, was zu einer geringeren Leistung für die Last und einer geringeren Effizienzrate führt.

Der oben erläuterte Vorgang wird fortgesetzt, wenn der Transistor bei einer bestimmten Frequenz ein- und ausgeschaltet wird, wodurch der Boost-Umwandlungseffekt aufrechterhalten wird.

Betriebsarten

Ein Aufwärtswandler kann hauptsächlich in zwei Modi betrieben werden: dem kontinuierlichen Modus und dem diskontinuierlichen Modus.

Im kontinuierlichen Modus darf der Induktorstrom während seines Entladevorgangs (während der Transistor ausgeschaltet ist) niemals Null erreichen.

Dies geschieht, wenn die EIN / AUS-Zeit des Transistors so dimensioniert ist, dass der Induktor über den eingeschalteten EIN-Transistor immer schnell wieder mit der Eingangsversorgung verbunden wird, bevor er über die Last und den Kondensator C vollständig entladen werden kann.

Dies ermöglicht es dem Induktor, die Boost-Spannung konstant mit einer effizienten Rate zu erzeugen.

Im diskontinuierlichen Modus kann der Einschaltzeitpunkt des Transistorschalters so weit voneinander entfernt sein, dass der Induktor möglicherweise vollständig entladen wird und zwischen den Einschaltperioden des Transistors inaktiv bleibt, wodurch große Welligkeitsspannungen über der Last und dem Kondensator C erzeugt werden.

Dies könnte die Ausgabe weniger effizient und mit mehr Schwankungen machen.

Der beste Ansatz besteht darin, die EIN / AUS-Zeit des Transistors zu berechnen, die eine maximale stabile Spannung am Ausgang ergibt. Dies bedeutet, dass sichergestellt werden muss, dass der Induktor optimal geschaltet ist, sodass er nicht zu schnell eingeschaltet wird, sodass er sich möglicherweise nicht entladen kann optimal, und schalten Sie es auch nicht sehr spät ein, was zu einem ineffizienten Punkt führen könnte.

Berechnung, Induktivität, Strom, Spannung und Arbeitszyklus in einem Aufwärtswandler

Hier werden wir nur den kontinuierlichen Modus diskutieren, der die bevorzugte Methode zum Betreiben eines Aufwärtswandlers ist. Lassen Sie uns die Berechnungen bewerten, die mit einem Aufwärtswandler in einem kontinuierlichen Modus verbunden sind:

Während sich der Transistor in der eingeschalteten Phase befindet, wird die Eingangsquellenspannung ( ) wird über die Induktivität angelegt und induziert einen Strom ( ) über einen Zeitraum mit dem Induktor aufbauen, bezeichnet mit (t). Dies kann mit der folgenden Formel ausgedrückt werden:

ΔIL / Δt = Vt / L.

Wenn der EIN-Zustand des Transistors kurz vor dem Überschreiten steht und der Transistor kurz vor dem Ausschalten steht, kann der Strom, der sich in der Induktivität aufbauen soll, durch die folgende Formel angegeben werden:

ΔIL (ein) = 1 / L 0ʃDT
oder
Breite = DT (Vi) / L.

Wobei D das Tastverhältnis ist. Zum Verständnis der Definition können Sie auf unsere vorherige b verweisen uck Konverter verwandten Beitrag

L bezeichnet den Induktivitätswert des Induktors in Henry.

Während sich der Transistor im AUS-Zustand befindet und wir davon ausgehen, dass die Diode einen minimalen Spannungsabfall an sich bietet und der Kondensator C groß genug ist, um eine nahezu konstante Ausgangsspannung erzeugen zu können, dann ist der Ausgangsstrom ( ) kann mit Hilfe des folgenden Ausdrucks abgeleitet werden

Vi - Vo = LdI / dt

Auch die aktuellen Variationen ( ), die während ihrer Entladungsperiode (Transistor-Aus-Zustand) über dem Induktor auftreten können, können wie folgt angegeben werden:

ΔIL (aus) = 1 / L × DTʃT (Vi - Vo) dt / L = (Vi - Vo) (1 - D) T / L.

Unter der Annahme, dass der Wandler unter relativ stabilen Bedingungen arbeiten könnte, kann angenommen werden, dass die Größe des Stroms oder die im Induktor während des Kommutierungszyklus (Schaltzyklus) gespeicherte Energie stabil oder mit einer identischen Rate ist, dies kann ausgedrückt werden als:

E = ½ L x 2IL

Das Obige impliziert auch, dass, da der Strom während der gesamten Kommutierungsperiode oder zu Beginn des EIN-Zustands und am Ende des AUS-Zustands identisch sein sollte, ihr resultierender Wert der Änderung des Strompegels eine Null sein sollte, wie unten ausgedrückt:

ΔIL (ein) + ΔIL (aus) = 0

Wenn wir die Werte von ΔIL (ein) und ΔIL (aus) in der obigen Formel aus den vorherigen Ableitungen ersetzen, erhalten wir:

IL (ein) - ΔIL (aus) = Vidt / L + (Vi - Vo) (1 - D) T / L = 0

Eine weitere Vereinfachung ergibt das folgende Ergebnis: Vo / Vi = 1 / (1 - D)

oder

Vo = Vi / (1 - D)

Der obige Ausdruck zeigt deutlich, dass die Ausgangsspannung in einem Aufwärtswandler immer höher als die Eingangsversorgungsspannung ist (über den gesamten Bereich des Arbeitszyklus 0 bis 1).

Wenn wir die Terme in der obigen Gleichung über die Seiten mischen, erhalten wir die Gleichung zum Bestimmen des Arbeitszyklus in einem Arbeitszyklus eines Aufwärtswandlers.

D = 1 - Vo / Vi

Die obigen Auswertungen geben uns die verschiedenen Formeln zur Bestimmung der verschiedenen Parameter, die bei Aufwärtswandleroperationen beteiligt sind, die effektiv zur Berechnung und Optimierung eines genauen Aufwärtswandlerdesigns verwendet werden können.

Berechnen Sie die Leistungsstufe des Aufwärtswandlers


Die folgenden 4 Richtlinien sind erforderlich, um die Leistungsstufe des Aufwärtswandlers zu berechnen:

1. Eingangsspannungsbereich: Vin (min) und Vin (max)

2. Minimale Ausgangsspannung: Vout

3. Höchster Ausgangsstrom: Iout (max)

4. IC-Schaltung zum Aufbau des Aufwärtswandlers.
Dies ist häufig obligatorisch, einfach weil bestimmte Umrisse für die Berechnungen genommen werden sollten, die im Datenblatt möglicherweise nicht erwähnt werden.

Für den Fall, dass diese Einschränkungen bekannt sind, erfolgt normalerweise die Annäherung an die Leistungsstufe
stattfinden.

Auswertung des höchsten Schaltstroms


Der Hauptschritt zur Bestimmung des Schaltstroms wäre die Ermittlung des Arbeitszyklus D für die minimale Eingangsspannung. Eine bloße minimale Eingangsspannung wird hauptsächlich verwendet, weil dies zu dem höchsten Schaltstrom führt.

D = 1 - {Vin (min) x n} / Vout ---------- (1)

Vin (min) = minimale Eingangsspannung

Vout = erforderliche Ausgangsspannung

n = Wirkungsgrad des Wandlers, z.B. Der erwartete Wert kann 80% betragen

Der Wirkungsgrad wird in die Arbeitszyklusberechnung einbezogen, einfach weil der Wandler auch die Verlustleistung darstellen muss. Diese Schätzung bietet einen vernünftigeren Arbeitszyklus als die Formel ohne den Wirkungsgrad.

Wir müssen möglicherweise eine geschätzte Toleranz von 80% zulassen (was für einen Schub nicht unpraktisch sein könnte
Worst-Case-Effizienz des Konverters) sollte berücksichtigt werden oder sich möglicherweise auf den Abschnitt 'Konventionelle Merkmale' im Datenblatt des ausgewählten Konverters beziehen

Berechnung des Welligkeitsstroms


Die nachfolgende Aktion zur Berechnung des höchsten Schaltstroms würde darin bestehen, den Welligkeitsstrom des Induktors herauszufinden.

Im Konverterdatenblatt wird normalerweise ein bestimmter Induktor oder eine Vielzahl von Induktoren als mit dem IC arbeitend bezeichnet. Daher müssen wir entweder den vorgeschlagenen Induktivitätswert verwenden, um den Welligkeitsstrom zu berechnen, wenn im Datenblatt nichts angegeben ist, das in der Induktivitätsliste geschätzt wird.

S. Wahl dieses Anwendungshinweises zur Berechnung der Leistungsstufe des Aufwärtswandlers.

Delta I (l) = {Vin (min) x D} / f (s) x L ---------- (2)

Vin (min) = kleinste Eingangsspannung

D = Arbeitszyklus gemessen in Gleichung 1

f (s) = kleinste Schaltfrequenz des Wandlers

L = bevorzugter Induktorwert

Anschließend muss festgelegt werden, ob der bevorzugte IC möglicherweise die optimale Leistung liefern kann
Strom.

Iout (max) = [I lim (min) - Delta I (l) / 2] x (1 - D) ---------- (3)

I lim (min) = Minimalwert der
aktuelle Einschränkung des betroffenen Schalters (in den Daten hervorgehoben
Blatt)

Delta I (l) = Induktivitätswelligkeitsstrom, gemessen in der früheren Gleichung

D = Arbeitszyklus berechnet in der ersten Gleichung

Falls der geschätzte Wert für den optimalen Ausgangsstrom des festgelegten IC Iout (max) unter dem vom System erwarteten größten Ausgangsstrom liegt, muss wirklich ein alternativer IC mit einer etwas höheren Schaltstromregelung verwendet werden.

Unter der Bedingung, dass der gemessene Wert für Iout (max) wahrscheinlich kleiner als der erwartete Wert ist, können Sie den rekrutierten IC möglicherweise mit einem Induktor mit größerer Induktivität anwenden, wenn er noch in der vorgeschriebenen Reihe liegt. Eine größere Induktivität verringert den Welligkeitsstrom und erhöht daher den maximalen Ausgangsstrom mit dem spezifischen IC.

Wenn der festgelegte Wert über dem besten Ausgangsstrom des Programms liegt, wird der größte Schaltstrom im Gerät ermittelt:

Isw (max) = Delta I (L) / 2 + Iout (max) / (1 - D) --------- (4)

Delta I (L) = Induktivitätswelligkeitsstrom, gemessen in der zweiten Gleichung

Iout (max), = optimaler Ausgangsstrom, der für das Versorgungsunternehmen wesentlich ist

D = Arbeitszyklus wie zuvor gemessen

Es ist eigentlich der optimale Strom, dem Induktor, den beiliegenden Schaltern zusätzlich zur externen Diode standhalten muss.

Induktorauswahl


Manchmal liefern Datenblätter zahlreiche empfohlene Induktorwerte. In diesem Fall sollten Sie einen Induktor mit diesem Bereich bevorzugen. Je größer der Induktivitätswert ist, desto größer ist der maximale Ausgangsstrom, hauptsächlich aufgrund des verringerten Welligkeitsstroms.

Je kleiner der Induktorwert ist, desto kleiner ist die Lösungsgröße. Beachten Sie, dass der Induktor im Gegensatz zu dem in Gleichung 4 angegebenen Maximalstrom immer eine bessere Nennstromstärke aufweisen sollte, da der Strom mit abnehmender Induktivität schneller wird.

Für Elemente, bei denen kein Induktorbereich ausgegeben wird, ist das folgende Bild eine zuverlässige Berechnung für den geeigneten Induktor

L = Vin x (Vout - Vin) / Delta I (L) x f (s) x Vout --------- (5)

Vin = Standardeingangsspannung

Vout = bevorzugte Ausgangsspannung

f (s) = minimale Schaltfrequenz des Wandlers

Delta I (L) = projizierter Induktorwelligkeitsstrom, siehe unten:

Der Welligkeitsstrom des Induktors kann mit der ersten Gleichung einfach nicht gemessen werden, nur weil der Induktor nicht erkannt wird. Eine Schallnäherung für den Induktivitätswelligkeitsstrom beträgt 20% bis 40% des Ausgangsstroms.

Delta I (L) = (0,2 bis 0,4) x Iout (max) x Vout / Vin ---------- (6)

Delta I (L) = projizierter Welligkeitsstrom der Induktivität

Iout (max) = optimale Leistung
Strom für die Anwendung erforderlich

Gleichrichterdiodenbestimmung


Um Verluste zu reduzieren, müssen Schottky-Dioden wirklich als gute Wahl angesehen werden.
Die als notwendig erachtete Durchlassstromstärke entspricht dem maximalen Ausgangsstrom:

I (f) = Iout (max) ---------- (7)

I (f) = typisch
Durchlassstrom der Gleichrichterdiode

Iout (max) = optimaler Ausgangsstrom, der im Programm wichtig ist

Schottky-Dioden weisen im Vergleich zur normalen Nennleistung eine wesentlich höhere Spitzenstromstärke auf. Aus diesem Grund ist der erhöhte Spitzenstrom im Programm kein großes Problem.

Der zweite zu überwachende Parameter ist die Verlustleistung der Diode. Es besteht aus:

P (d) = I (f) x V (f) ---------- (8)

I (f) = durchschnittlicher Durchlassstrom der Gleichrichterdiode

V (f) = Durchlassspannung der Gleichrichterdiode

Ausgangsspannungseinstellung

Die meisten Wandler ordnen die Ausgangsspannung einem resistiven Teilernetzwerk zu (das eingebaut sein könnte
sollten sie stationäre Ausgangsspannungswandler sein).

Mit der zugewiesenen Rückkopplungsspannung V (fb) und dem Rückkopplungsvorspannungsstrom I (fb) ist der Spannungsteiler tendenziell
berechnet.



Der Strom mit Hilfe des Widerstandsteilers könnte vielleicht etwa hundertmal so massiv sein wie der Rückkopplungsvorspannungsstrom:

I (r1 / 2)> oder = 100 x I (fb) ---------- (9)

I (r1 / 2) = Strom im Verlauf des Widerstandsteilers zu GND

I (fb) = Rückkopplungsvorspannungsstrom aus dem Datenblatt

Dies erhöht die Ungenauigkeit der Spannungsbewertung um weniger als 1%. Der Strom ist zusätzlich erheblich größer.

Das Hauptproblem bei kleineren Widerstandswerten ist ein erhöhter Leistungsverlust im Widerstandsteiler, außer dass die Relevanz etwas erhöht sein könnte.

Mit der obigen Überzeugung werden die Widerstände wie folgt aufgeführt:

R2 = V (fb) / I (r1 / 2) ---------- (10)

R1 = R2 x [Vout / V (fb) - 1] ---------- (11)

R1, R2 = Widerstandsteiler.

V (fb) = Rückkopplungsspannung aus dem Datenblatt

I (r1 / 2) = Strom aufgrund des in Gleichung 9 festgelegten Widerstandsteilers zu GND

Vout = geplante Ausgangsspannung

Auswahl des Eingangskondensators


Der kleinste Wert für den Eingangskondensator wird normalerweise im Datenblatt angegeben. Dieser kleinste Wert ist wichtig, um die Eingangsspannung aufgrund der Spitzenstromvoraussetzung einer Schaltstromversorgung konstant zu halten.

Die am besten geeignete Methode ist die Verwendung von Keramikkondensatoren mit reduziertem äquivalentem Serienwiderstand (ESR).

Das dielektrische Element muss X5R oder höher sein. Andernfalls könnte der Kondensator aufgrund von Gleichstromvorspannung oder Temperatur den größten Teil seiner Kapazität verlieren (siehe Referenzen 7 und 8).

Der Wert könnte tatsächlich erhöht werden, wenn die Eingangsspannung möglicherweise verrauscht ist.

Auswahl des Ausgangskondensators

Die beste Methode besteht darin, kleine ESR-Kondensatoren zu lokalisieren, um die Welligkeit der Ausgangsspannung zu verringern. Keramikkondensatoren sind die richtigen Typen, wenn das dielektrische Element vom Typ X5R oder effizienter ist

Für den Fall, dass der Wandler eine externe Kompensation trägt, kann jede Art von Kondensatorwert angewendet werden, der über dem im Datenblatt angegebenen kleinsten Wert liegt. Die Kompensation muss jedoch irgendwie für die ausgewählte Ausgangskapazität geändert werden.

Bei intern kompensierten Wandlern müssen die empfohlenen Induktivitäts- und Kondensatorwerte angepasst werden, oder die Informationen im Datenblatt zur Anpassung der Ausgangskondensatoren könnten mit dem Verhältnis L x C übernommen werden.

Bei der Sekundärkompensation können die folgenden Gleichungen hilfreich sein, um die Ausgangskondensatorwerte für eine geplante Ausgangsspannungswelligkeit zu regeln:

Cout (min) = Iout (max) x D / f (s) x Delta Vout ---------- (12)

Cout (min) = kleinste Ausgangskapazität

Iout (max) = optimaler Ausgangsstrom der Nutzung

D = Arbeitszyklus, berechnet mit Gleichung 1

f (s) = kleinste Schaltfrequenz des Wandlers

Delta Vout = ideale Welligkeit der Ausgangsspannung

Der ESR des Ausgangskondensators erhöht einen Strich mehr Welligkeit, der mit der folgenden Gleichung vorbelegt ist:

Delta Vout (ESR) = ESR x [Iout (max) / 1 -D + Delta I (l) / 2] ---------- (13)

Delta Vout (ESR) = alternative Ausgangsspannungswelligkeit aufgrund des Kondensators ESR

ESR = äquivalenter Serienwiderstand des verwendeten Ausgangskondensators

Iout (max) = größter Ausgangsstrom der Nutzung

D = Arbeitszyklus in der ersten Gleichung

Delta I (l) = Induktivitätswelligkeitsstrom aus Gleichung 2 oder Gleichung 6

Gleichungen zur Bewertung der Leistungsstufe eines Aufwärtswandlers


Maximaler Arbeitszyklus:
D = 1 - Wein (min) x n / Vout ---------- (14)

Vin (min) = kleinste Eingangsspannung

Vout = erwartete Ausgangsspannung

n = Wirkungsgrad des Wandlers, z.B. geschätzte 85%

Induktivitätswelligkeitsstrom:


Delta I (l) = Vin (min) x D / f (s) x L ---------- (15)

Vin (min) = kleinste Eingangsspannung

D = Arbeitszyklus gemäß Gleichung 14

f (s) = Nennschaltfrequenz des Wandlers

L = angegebener Induktivitätswert

Maximaler Ausgangsstrom des nominierten IC:

Iout (max) = [Ilim (min) - Delta I (l)] x (1 - D) ---------- (16)

Ilim (min) = kleinster Wert der Strombegrenzung der integralen Hexe (im Datenblatt angegeben)

Delta I (l) = Induktivitätswelligkeitsstrom gemäß Gleichung 15

D = Arbeitszyklus, geschätzt in Gleichung 14

Anwendungsspezifischer maximaler Schaltstrom:

Isw (max) = Delta I (l) / 2 + Iout (max) / (1 - D) ---------- (17)

Delta I (l) = Induktivitätswelligkeitsstrom, geschätzt in Gleichung 15

Iout (max), = höchstmöglicher Ausgangsstrom, der im Dienstprogramm benötigt wird

D = Arbeitszyklus gemäß Gleichung 14

Induktornäherung:

L = Vin x (Vout - Vin) / Delta I (l) x f (s) x Vout ---------- (18)

Vin = gemeinsame Eingangsspannung

Vout = geplante Ausgangsspannung

f (s) = kleinste Schaltfrequenz des Wandlers

Delta I (l) = projizierter Induktorwelligkeitsstrom, siehe Gleichung 19

Bewertung des Induktivitätswelligkeitsstroms:

Delta I (l) = (0,2 bis 0,4) x Iout (max) x Vout / Vin ---------- (19)

Delta I (l) = projizierter Induktorwelligkeitsstrom

Iout (max) = höchster Ausgangsstrom, der für die Verwendung wichtig ist

Typischer Durchlassstrom der Gleichrichterdiode:

I (f) = Iout (max) ---------- (20)

Iout (max) = optimaler Ausgangsstrom, der im Dienstprogramm angemessen ist

Verlustleistung in der Gleichrichterdiode:

P (d) = I (f)
x V (f) ---------- (21)


I (f) = typischer Durchlassstrom der Gleichrichterdiode

V (f) = Durchlassspannung der Gleichrichterdiode

Strom durch Verwendung des resistiven Teilernetzwerks zur Positionierung der Ausgangsspannung:

I (r1 / 2)> oder = 100 x I (fb) ---------- (22)

I (fb) = Rückkopplungsvorspannungsstrom aus dem Datenblatt

Wert des Widerstands zwischen FB-Pin und GND:

R2 = V (fb) / I (r1 / 2) ---------- (23)

Widerstandswert zwischen FB-Pin und Vout:

R1 = R2 x [Vout / V (fb) - 1] ---------- (24)

V (fb) = Rückkopplungsspannung aus dem Datenblatt

I (r1 / 2) = Strom
aufgrund des Widerstandsteilers zu GND, der in Gleichung 22 herausgefunden wurde

Vout = gesuchte Ausgangsspannung

Kleinste Ausgangskapazität, ansonsten im Datenblatt vorbelegt:

Cout (min) = Iout (max) x D / f (s) x Delta I (l) ---------- (25)

Iout (max) = höchstmöglicher Ausgangsstrom des Programms

D = Arbeitszyklus gemäß Gleichung 14

f (s) = kleinste Schaltfrequenz des Wandlers

Delta Vout = erwartete Welligkeit der Ausgangsspannung

Übermäßige Ausgangsspannungswelligkeit aufgrund von ESR:

Delta Vout (esr) = ESR x [Iout (max) / (1 - D) + Delta I (l) / 2 ---------- (26)

ESR = paralleler Serienwiderstand des verwendeten Ausgangskondensators

Iout (max) = optimaler Ausgangsstrom der Nutzung

D = Arbeitszyklus bestimmt in Gleichung 14

Delta I (l) = Induktivitätswelligkeitsstrom aus Gleichung 15 oder Gleichung 19


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