a mûszerházak fõvárosa BOPLA – a mûszerházak ... - Elektro Net

2007/4. Alkatrészek
az átalakítónál ugyanúgy alakul, mint a
Buck-Boost konverter esetében, de az induktivitásokon
kialakuló impulzusok
élmeredeksége kisebb, így kevesebb zajt
termel az áramkör. Abban is rokon a két
DC/DC átalakító, hogy mindkettônél negatív
kimenôfeszültség keletkezik a pozitív
bemenetibôl. A Cuk-konverterben két
induktivitás mûködik (11. ábra), melyeket
két különálló tekercsként valósítanak
meg a megépített tápegységekben is.
Felhasználási lehetôségei azonosak a
Buck-Boost konverterével, de kritikusabb
alkalmazási feltételeknek is megfelel, mivel
kevesebb villamos zajt állít elô, viszont
valamivel összetettebb, több elembôl
áll az áramkör.
Az LM2611A a National Semiconductor
Cuk-konvertere. A kapcsolási frekvenciája
1,4 MHz. A kapcsolótranzisztor
az IC belsô eleme, így kevés külsô alkatrészt
igényel az alkalmazása. A 12. ábrán
látható egy ajánlott felhasználási
lehetôség. Ez a kapcsolás a 2,2 V–14 V
tartományba esô bemeneti feszültségbôl
–5 V feszültséget állít elô, 300 mA terhelôáram
mellett. Az elektronikus kapcsolásokban
szükséges negatív elôfeszültségek,
segédfeszültségek megvalósítására
ajánlja a gyártó.
A mûködés logikai jellel indítható és
leállítható, kikapcsolt állapotban az
áramkör fogyasztása kisebb, mint 1 µA.
Az LM2611A ötkivezetéses SOT-23 tranzisztortokozásban
kerül forgalomba.
1.5. SEPIC konverter
A SEPIC konverter (13. ábra) elnevezése
egy rövidítés, a teljes megnevezése: Single
Ended Primary Inductor. Abban
hasonlít az elôzô kettôre, hogy a
kimenôfeszültség-értéke a bemenetinél
kisebb és nagyobb is lehet, viszont nem
vált elôjelet, pozitív feszültségbôl pozitívat
állít elô. A kitöltési tényezô és a feszültségarány
kapcsolata hasonló, mint a
Buck-Boost konverter esetében (természetesen
az elôjeltôl eltekintve). Az elvi
mûködéshez hozzátartozik, hogy a két
induktivitás között csatolásnak kell lennie,
ezért közös vasmagon készítik el
ezeket. Sajátos módon a gyártók ajánlatában
SEPIC konverteráramkört nem találunk,
illetve olyat, ami kifejezetten ezt a
DC/DC átalakítótípust valósítja meg. Kihasználva
a konverterek közötti kapcsolástechnikai
hasonlóságokat, olyan áramköröket
fejlesztettek ki, amelyek több különféle
topológiát is meg tudnak valósítani,
s ezek között a többfunkciós IC-k között
találunk SEPIC átalakítóhoz használhatót
is.
Ilyen áramkör a Maxim MAX668 is,
ezzel Buck, SEPIC és különféle galvanikus
leválasztású konverterek építhetôek.
A 14. ábrán bemutatott SEPIC konverter
egy lítiumcella feszültségét használja fel,
Budapest, 2007. május 8–11.
13. ábra. SEPIC konverter
14. ábra. MAX668-cal kialakított SEPIC
konverter
15. ábra. A kapcsolótranzisztorok
elrendezése a Full bridge konverterben
16. ábra. Egytranzisztoros Forward
konverter
17. ábra. Kéttranzisztoros Forward
konverter
ebbôl – a teljes élettartama alatt – stabilan
elôállítja a +3,3 V kimeneti értéket,
500 mA legnagyobb terhelôáram mellett.
Egyébként a MAX668 1,8 … 28 V
bemenôfeszültséget tud feldolgozni.
A kapcsolási frekvenciája 100 … 500 kHz,
beállítható vagy külsô órajeles szinkronizációval
is hangolható. Az IC tíz kivezetéses
µMAX tokozással, BiCMOS-tech-
nológiával készül. Logikai jellel be-, illetve
kikapcsolható, a kikapcsolt konverter
áramfelvétele mindössze 220 µA. Az ICvel
kialakított átalakítók hatásfoka 90%
feletti.
1.6. Teljeshíd-kapcsolású konverter
A teljeshíd-kapcsolású (Full Bridge) konverter
sajátos, energiatároló nélküli, kapcsolóüzemû
DC/DC átalakító. A tranzisztorelrendezését
a 15. ábra mutatja be. Hatékonyság
és sokoldalúság szempontjából
a legkedvezôbb, de a nagyszámú, precíz
vezérlést igénylô kapcsolótranzisztor miatt
elsôsorban a nagyobb, komplett tápegységekben
találkozunk vele, ott is a galvanikus
leválasztású (transzformátoros) változatokban
(ott ezért ismét meg fogjuk említeni).
A kimenôfeszültség értéke ebben a
kapcsolási megoldásban a kitöltési
tényezô lineáris függvénye:
ami leegyszerûsíti a vezérlés tervezését.
A vezérlési megoldások közül a legegyszerûbb
az ún. „kétpólusú” üzemmód,
amelyiknél a T1-T4 vagy a T2-T3
kapcsolótranzisztor kap egyidejûleg vezérlôjelet.
E két esetben a kimenôfeszültség
ellentétes elôjelû lesz. A másik szokásos
megoldásban a négy tranzisztor egymástól
teljesen függetlenül kezelhetô. Ez
a kezelési mód igen sokoldalú kimenôfeszültség-alakítási
lehetôségeket biztosít,
de a vezérlés már bonyolult feladat.
1.7. Forward konverter
A Forward (nyitó) konverter már transzformátoros,
tehát galvanikus leválasztást biztosító
(szigetelt) átalakító, a feszültségcsökkentô
(Buck) átalakító leválasztásos
változata, a feszültségarányt a kitöltési
tényezô és a transzformátor áttétele együtt
határozza meg. A vasmag egyirányú gerjesztést
kap ebben az áramkörben. Az
áramkör egytranzisztoros kivitelében a
transzformátoron egy segédtekercset is el
kell helyezni (16. ábra). A kapcsolásban
szereplô harmadik tekercs és a D1 dióda
elhagyható, ha két tranzisztort alkalmazunk,
a 17. ábra szerinti elrendezésben.
A transzformátoros átalakítók már nem
elsôsorban a beültethetô áramkörök közé
tartoznak, inkább komplett tápegységeknél
alkalmazzák õket. Forward-topológiát
használva, a Fairchild KA3842 áramkörével
pl. egy teljes PC-tápegységet meg lehet
építeni (230 V váltakozó feszültségrôl
mûködô tápegység, +5 V/20 A, +12 V/6 A
és –12 V/0,8 A kimenetekkel), három szekundertekercs
használatával. Az IC kapcsolási
frekvenciája 100 kHz. A kapcsolást
bonyolultsága miatt itt nem mutatjuk be, a
gyártó honlapján megtalálható.
(folytatjuk)
www.elektro-net.hu 35