Što treba uzeti u obzir pri promjeni frekvencije

Prekidač napajanja s prekidačem sa frekvencijom koja je fiksna, podesiva ili sinkronizirana s vanjskim satom. Vrijednost sklopne frekvencije određuje fizičku veličinu i, sukladno tome, cijenu kondenzatora i prigušnica napajanja. Postoji trend prema većim frekvencijama prebacivanja kako bi se omogućilo projektiranje kompaktnih i jeftinih krugova. Ugrađeni oscilatori u sklopnim sklopovima regulacijskih sklopova obično su specificirani za vrlo široke frekvencijske raspone u svojim podacima. Na primjer, monolitni pretvarač IC ADP2386 ima jamstvo od ± 10% od postavljene frekvencije uključivanja. Ostale uobičajene sklopne sklopne sklopne sklopke specificirane su za ± 20% ili čak i više. ADP2386 postavljen s RT na uklopnu frekvenciju od 600 kHz može se prebaciti na 540 kHz i na 660 kHz u ekstremnim slučajevima, s obzirom na ± 10% varijaciju komponente u sklopnoj frekvenciji ADP2386. Slika 1. ADP2386 pretvarač u vrijednosti sa preklopnom frekvencijom postavljenom na otpornik RT. Ova moguća varijacija frekvencije uključivanja od ukupno 20% mora se uzeti u obzir pri projektiranju sklopa jer se vršne struje na induktoru razlikuju ovisno o stvarnoj frekvenciji uključivanja. Posljedično, mreškanje struje induktora ima izravan učinak na valovanje izlaznog napona. Na slici 2 prikazan je utjecaj sklopne frekvencije na mreškanje struje induktora. Nominalna sklopna frekvencija od 600 kHz prikazana je plavom bojom. Minimalna (540 kHz) frekvencija uključivanja prikazana je ljubičastom bojom, a maksimalna (660 kHz) zelenom. Pri nominalnoj postavci od 600 kHz, vidimo da se struja od vrha do vrha kreće od 1.27 A kad se regulator uključi na 540 kHz. Međutim, s istom postavkom frekvencije od 600 kHz, prekidački regulator također se može prebaciti na 660 kHz, što odgovara mrežnom valovanju od 1.05 A. U ovom primjeru može doći do razlike u strujanju zavojnice od 220 mA zbog promjene u prebacivanje frekvencije s komponente na komponentu u krugu. To je u cijelom dopuštenom temperaturnom rasponu. Slika 2. Vrh valovitosti struje zavojnice na koji utječe promjena frekvencije prebacivanja. S tim učinkom mora se uskladiti podešavanje granice struje sklopnog regulatora. Vršne struje moraju biti dovoljno niske kako bi se osiguralo da se tijekom normalnog rada ne aktivira bilo koja postojeća zaštita od prekomjerne struje. Imajte na umu da se sve druge varijacije koje bi se također mogle pojaviti, kao što su varijacije vrijednosti induktora i kondenzatora, nisu uzete u obzir u ovom primjeru. Za valovanje izlaznog napona, odgovarajuća promjena strujnog valovanja daje vrijednosti prikazane na slici 3. Krug je projektiran tako da se na frekvenciji uključivanja od 4.41 kHz javlja valovitost napona od 600 mV. Za sklopnu frekvenciju od 540 kHz, valovitost napona iznosi 5.45 mV; na 660 kHz može se vidjeti naponsko valovanje od 3.66 mV. Slika 3. Promjene u valovanju izlaznog napona zbog promjene frekvencije uključivanja u IC prekidaču regulatora načina rada. Za potrebe ovog primjera, jedina varijanta komponente koja se razmatra je promjena frekvencije u dopuštenom temperaturnom području. U praksi postoje mnoge druge varijable, poput varijacija stvarnih vrijednosti induktora i kondenzatora. Na njih također utječe radna temperatura. Međutim, također se može pretpostaviti da u većini slučajeva stvarna promjena frekvencije uključivanja neće doseći granične vrijednosti od ± 10%. Obično će se ponašanje pojaviti oko tipične vrijednosti u sredini navedenog raspona. Za sustavno razmatranje svih dinamičkih varijabli u izvoru napajanja, Monte Carlo analiza daje odgovore. Ovdje se varijacije različitih komponenti i varijabilnih parametara ponderiraju prema njihovoj vjerojatnosti pojavljivanja i međusobno su povezane. Monte Carlo analize mogu se izvesti pomoću slobodno dostupnog softvera za simulaciju LTspice® tvrtke Analog Devices. Za više informacija o tome kako promijeniti parametre u simulaciji LTspice pogledajte članak "Analiza kola u najgorem slučaju s minimalnim simulacijskim izvođenjima" autora Gabina Alonsa i Josepha Spencera.

Ostavite poruku 

Lista Poruka