Высоковольтный повышающий преобразователь с автотрансформаторным включением дросселя

Когда разработчик сталкивается с задачей стабилизации напряжения, превышающего доступное напряжение источника питания, он обычно рассматривает возможность использования повышающего преобразователя. Хотя теоретически повышающий преобразователь может вырабатывать почти любое напряжение, превышающее входное, практические соображения ограничивают выходное напряжение примерно восьмикратным значением входного напряжения. Чтобы получить еще более высокое напряжение, прибегают к использованию повышающей топологии с автотрансформаторным включением дросселя. На Рисунке 1 показана реализация преобразователя, повышающего входное постоянное напряжение 3 В до 100 В. Подключения к микросхеме регулятора такие же, как в традиционном повышающем преобразователе, но для получения большого коэффициента повышения в этой конструкции используется дроссель с отводом (L1), имеющий соотношение витков 1:6.

HLG – высоконадежные LED-драйверы MEAN WELL для наружного освещения

Использование автотрансформаторного включения дросселя увеличивает реальный диапазон выходных напряжений импульсного повышающего преобразователя.
Рисунок 1. Использование автотрансформаторного включения дросселя увеличивает реальный
диапазон выходных напряжений импульсного повышающего преобразователя.

Осциллограммы на Рисунке 2 показывают входное напряжение, напряжение на выходе силового ключа микросхемы IC1 (вывод 5) и напряжение на аноде выпрямительного диода D1. Как и в любой повышающей схеме, сердечник дросселя L1 накапливает энергию, пока внутренний выходной ключ IC1 открыт. Когда ключ закрывается, напряжение на нем и на L1A становится выше входного напряжения. Благодаря индуктивной связи и большему числу витков в части обмотки L1B, напряжение на аноде выпрямительного диода D1 и, следовательно, выходное напряжение значительно выше, чем при использовании обычного дросселя. Резисторы R2 и R3 образуют делитель напряжения обратной связи, замыкающий контур регулирования. Снабберная цепочка на элементах R4 и C4 подавляет влияние небольшой паразитной емкости диода D1. Без этой цепочки силовой ключ микросхемы IC1 будет «видеть» емкость, которая из-за мультипликативного эффекта соотношения витков дросселя с отводами в 36 раз превышает емкость диода.

Использование автотрансформаторного включения дросселя увеличивает реальный диапазон выходных напряжений импульсного повышающего преобразователя.
Рисунок 2. При входном постоянном напряжении 3 В (горизонтальная линия внизу) напряжение
на выводе SW микросхемы стабилизатора IC1 достигает пиковых значения порядка 18 В
(импульсный сигнал внизу). Соотношение числа витков 1:6 дросселя L1 дополнительно
увеличивает пиковое выходное напряжение до 160 В (верхняя осциллограмма), чтобы
после выпрямления получить на выходе постоянное напряжение 100 В. Из за
автотрансформаторного включения дросселя нижний уровень импульсов на верхней
осциллограмме составляет –6×VIN (–18 В).

Дроссель с отводом CTX02-17409 компании Coiltronics, имеющий размеры всего 5.6×6×3.4 мм, и микросхема DC/DC регулятора LT1949 в 8-выводном корпусе MSOP занимают очень мало места на печатной плате. При реализации схемы на однослойной плате все устройство занимает менее 1.9 см2. Для достижения наилучших результатов необходимо ознакомиться с рекомендациями по компоновке платы в техническом описании устройства и в качестве C1 и C3 использовать многослойные керамические конденсаторы.

  1. Datasheet Linear Technology LT1949
  2. Datasheet Nexperia BAS21

Добавить свое объявление

* заполните обязательные данные

Статистика eFaster:

посетило сегодня 62
сейчас смотрят 5
представлено поставщиков 1569
загружено
позиций
25 067 862