Понижающий преобразователь с активной нагрузкой

Я читал главу о понижающих преобразователях (преобразователях). У меня были проблемы с пониманием работы схемы, так как в книге это не было объяснено должным образом. Когда я посмотрел в Интернете, я заметил, что в понижающих преобразователях конденсаторы подключены параллельно резистору в качестве нагрузки.

Однако в книге не упоминается конденсатор. Конденсаторов на схеме тоже нет. Нагрузка - это просто резистор. (У меня дрянная камера, поэтому я не могу загрузить изображение.) Как будет работать эта схема?

Без емкостной нагрузки ваши элементы управления довольно сложно стабилизировать, поскольку это импульсный преобразователь. Представьте себе, что вы пытаетесь заставить лампу выдавать 100 люкс, когда все, что у нее есть, — это управление включением/выключением, а вы считываете данные с датчика с мгновенным откликом. Короче говоря, неразумно использовать понижающий преобразователь без емкостной нагрузки, так как система нестабильна.
@HL-SDK: конденсатор не обязательно должен быть на выходе; это может быть где-то еще в петле обратной связи.
@DaveTweed Спасибо, это вызвало у меня много мыслей. Это почти заставляет меня хотеть построить такой конвертер сейчас :D

Ответы (1)

Вот идеализированный понижающий преобразователь без конденсатора:

введите описание изображения здесь

Забудьте на минуту о транзисторах и сосредоточьтесь на двух переключателях, SW1 и SW2. Они чередуются при переключении и никогда не включаются одновременно. Если они делают одинаковые витки, соединение двух переключателей будет прямоугольным; он имеет положительный пик +Vs (когда замыкается SW1), а затем быстро возвращается к 0 В, когда замыкается SW2.

L и R (нагрузка) образуют фильтр нижних частот, а напряжение, наблюдаемое на выходе, представляет собой уровень постоянного тока с наложенным сигналом, очень напоминающим треугольную волну. Уровень постоянного тока на выходе зависит от временного соотношения между SW1 и SW2. Если оба включены одинаковое количество времени, уровень постоянного тока на нагрузочном резисторе составляет 50% от Vs.

Таким образом, если Vs равно 12 В, и оба переключателя были активны в течение одинакового промежутка времени, на выходе будет 6 В. Если бы SW1 был включен все время, а SW2 все время выключен, на выходе было бы 12 В, а если бы SW2 был включен в два раза дольше, чем SW1, выходное напряжение составляло бы одну треть от 12 В = 4 В.

Таким образом, изменение соотношения таймингов между SW1 и SW2 может привести к различным уровням постоянного тока на нагрузке. Этот тип регулятора называется синхронным понижающим преобразователем, и это вкус месяца; у них будет два полевых транзистора вместо SW1 и SW2, и их можно заставить чередоваться на частотах более 2 МГц.

Почему высокая частота? треугольная форма, наложенная на выходной сигнал, будет уменьшаться по мере увеличения частоты, и вы могли бы также извлечь выгоду из этого, выбрав все меньший и меньший индуктор и живя с небольшой пульсацией (зависит от приложения).

Добавление конденсатора к нагрузке, конечно, имеет преимущество, поскольку помогает снизить пульсации до еще более низкого уровня.

Это проще всего объяснить из двух распространенных топологий понижающего преобразователя, потому что выходная катушка индуктивности (и конденсатор) и резистор образуют простой фильтр нижних частот, который превращает прямоугольную волну в уровень постоянного тока почти без пульсаций. Несинхронные понижающие регуляторы немного сложнее понять, потому что они не используют полевой транзистор на SW2, вместо этого они используют так называемый обратноходовой диод.

Надеюсь это поможет.

Спасибо! Ваше объяснение было действительно ясным. Мой текст включает обратный диод и SCR для SW1.
Понижающий преобразователь с активной нагрузкой
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v