வோல்டேஜ் ரெகுலேட்டர்களை மாற்றுகிறது

துடிப்பு மின்னழுத்த சீராக்கிகளில் (மாற்றிகள்), செயலில் உள்ள உறுப்பு (பொதுவாக ஒரு புலம்-விளைவு டிரான்சிஸ்டர்) துடிப்பு முறையில் செயல்படுகிறது: கட்டுப்பாட்டு சுவிட்ச் மாறி மாறி திறந்து மூடுகிறது, ஆற்றல் குவிக்கும் உறுப்புக்கு பருப்புகளுடன் விநியோக மின்னழுத்தத்தை வழங்குகிறது. இதன் விளைவாக, தற்போதைய பருப்பு வகைகள் ஒரு சோக் மூலம் (அல்லது ஒரு மின்மாற்றி மூலம், ஒரு குறிப்பிட்ட மாறுதல் சீராக்கியின் இடவியல் சார்ந்து) ஊட்டப்படுகின்றன, இது பெரும்பாலும் சுமை சுற்றுகளில் ஆற்றலைக் குவிக்கும், மாற்றும் மற்றும் வெளியிடும் ஒரு உறுப்பாக செயல்படுகிறது.

பருப்புகளுக்கு குறிப்பிட்ட நேர அளவுருக்கள் உள்ளன: அவை ஒரு குறிப்பிட்ட அதிர்வெண்ணைப் பின்பற்றுகின்றன மற்றும் ஒரு குறிப்பிட்ட கால அளவைக் கொண்டுள்ளன. இந்த அளவுருக்கள், ஸ்டெபிலைசரால் தற்போது வழங்கப்படும் சுமையின் அளவைப் பொறுத்தது, ஏனெனில் இது சராசரி மின்னோட்ட மின்னோட்டமானது வெளியீட்டு மின்தேக்கியை சார்ஜ் செய்கிறது மற்றும் உண்மையில் அதனுடன் இணைக்கப்பட்ட சுமைக்கு சக்தி அளிக்கிறது.

ஒரு துடிப்பு நிலைப்படுத்தியின் கட்டமைப்பில், மூன்று முக்கிய செயல்பாட்டு அலகுகளை வேறுபடுத்தி அறியலாம்: ஒரு சுவிட்ச், ஒரு ஆற்றல் சேமிப்பு சாதனம் மற்றும் ஒரு கட்டுப்பாட்டு சுற்று.முதல் இரண்டு முனைகள் ஒரு சக்தி பிரிவை உருவாக்குகின்றன, இது மூன்றாவதுடன் சேர்ந்து, ஒரு முழுமையான மின்னழுத்த மாற்று சுற்று உருவாக்குகிறது. சில நேரங்களில் சுவிட்ச் கட்டுப்பாட்டு சுற்று போன்ற அதே வீட்டில் செய்யப்படலாம்.

எனவே துடிப்பு மாற்றியின் வேலை மூடுதல் மற்றும் திறப்பதன் காரணமாக செய்யப்படுகிறது மின்னணு விசை… சுவிட்ச் மூடப்படும் போது, ​​ஆற்றல் சேமிப்பு சாதனம் (சோக்) ஆற்றல் மூலத்துடன் இணைக்கப்பட்டு ஆற்றலைச் சேமிக்கிறது, அது திறந்திருக்கும் போது, ​​சேமிப்பக சாதனம் மூலத்திலிருந்து துண்டிக்கப்பட்டு உடனடியாக சுமை சுற்றுடன் இணைக்கப்படும், அதன் பிறகு ஆற்றல் வடிகட்டி மின்தேக்கி மற்றும் சுமைக்கு மாற்றப்படுகிறது.

இதன் விளைவாக, மின்னழுத்தத்தின் ஒரு குறிப்பிட்ட சராசரி மதிப்பு சுமை மீது செயல்படுகிறது, இது கட்டுப்பாட்டு பருப்புகளின் மறுநிகழ்வு கால மற்றும் அதிர்வெண்ணைப் பொறுத்தது. மின்னோட்டம் சுமையைப் பொறுத்தது, இதன் மதிப்பு இந்த மாற்றிக்கு அனுமதிக்கப்பட்ட வரம்பை விட அதிகமாக இருக்கக்கூடாது.

PWM மற்றும் PWM

துடிப்பு மாற்றியின் வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்தை உறுதிப்படுத்தும் கொள்கையானது வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்தை குறிப்பு மின்னழுத்தத்துடன் தொடர்ந்து ஒப்பிடுவதை அடிப்படையாகக் கொண்டது, மேலும் இந்த மின்னழுத்தங்களின் முரண்பாட்டைப் பொறுத்து, கட்டுப்பாட்டு சுற்று தானாகவே திறந்த மற்றும் காலத்தின் விகிதத்தை மீட்டெடுக்கிறது. சுவிட்சின் மூடிய நிலைகள் (இது கட்டுப்பாட்டு பருப்புகளின் அகலத்தை மாற்றுகிறது துடிப்பு அகல பண்பேற்றம் - PWM) அல்லது இந்த பருப்புகளின் மறுநிகழ்வு விகிதத்தை மாற்றுகிறது, அவற்றின் கால அளவை நிலையானதாக வைத்திருக்கிறது (துடிப்பு அதிர்வெண் பண்பேற்றம் மூலம் - PFM). வெளியீட்டு மின்னழுத்தம் பொதுவாக ஒரு எதிர்ப்பு பிரிப்பான் மூலம் அளவிடப்படுகிறது.

ஒரு கட்டத்தில் சுமையின் கீழ் வெளியீட்டு மின்னழுத்தம் குறைந்து, பெயரளவை விட குறைவாக மாறும் என்று வைத்துக்கொள்வோம்.இந்த வழக்கில், PWM கட்டுப்படுத்தி தானாகவே துடிப்பு அகலத்தை அதிகரிக்கும், அதாவது, சோக்கில் ஆற்றல் சேமிப்பு செயல்முறைகள் நீண்டதாக மாறும், அதன்படி, அதிக ஆற்றல் சுமைக்கு மாற்றப்படும். இதன் விளைவாக, வெளியீட்டு மின்னழுத்தம் பெயரளவுக்கு திரும்பும்.

பிஎஃப்எம் கொள்கையின்படி உறுதிப்படுத்தல் செயல்பட்டால், சுமையின் கீழ் வெளியீட்டு மின்னழுத்தம் குறைவதால், துடிப்பு மீண்டும் மீண்டும் அதிகரிக்கும். இதன் விளைவாக, ஆற்றலின் அதிக பகுதிகள் சுமைக்கு மாற்றப்படும் மற்றும் மின்னழுத்தம் தேவையான மதிப்பீட்டிற்கு சமமாக இருக்கும். இங்கே சுவிட்சின் மூடிய நிலையின் கால விகிதம் அதன் மூடிய மற்றும் திறந்த நிலைகளின் காலத்தின் கூட்டுத்தொகைக்கு டிசி என்று அழைக்கப்படும் கடமை சுழற்சி என்று சொல்வது பொருத்தமாக இருக்கும்.

பொதுவாக, பல்ஸ் மாற்றிகள் கால்வனிக் தனிமைப்படுத்தலுடனும் மற்றும் இல்லாமலும் கிடைக்கின்றன.இந்த கட்டுரையில், கால்வனிக் தனிமைப்படுத்தல் இல்லாத அடிப்படை சுற்றுகள்: பூஸ்ட், பக் மற்றும் இன்வெர்டிங் கன்வெர்ட்டர்கள். சூத்திரங்களில், Vin என்பது உள்ளீட்டு மின்னழுத்தம், Vout என்பது வெளியீட்டு மின்னழுத்தம் மற்றும் DC என்பது கடமை சுழற்சி.

கால்வனிகல் அல்லாத தனிமைப்படுத்தப்பட்ட பக் மாற்றி-பக் மாற்றி அல்லது படி-கீழ் மாற்றி

விசை டி மூடுகிறது. சுவிட்ச் மூடப்படும் போது, ​​டையோடு D பூட்டப்பட்டு, மின்னோட்டம் பாய்கிறது த்ரோட்டில் L மற்றும் சுமை முழுவதும் R அதிகரிக்கத் தொடங்குகிறது. சாவி திறக்கிறது. சுவிட்சைத் திறக்கும்போது, ​​​​சோக் வழியாகவும், சுமை வழியாகவும் மின்னோட்டம் குறைகிறது என்றாலும், தொடர்ந்து பாய்கிறது, ஏனெனில் அது உடனடியாக மறைந்துவிட முடியாது, இப்போதுதான் சுற்று சுவிட்ச் வழியாக அல்ல, ஆனால் திறந்த டையோடு வழியாக மூடப்பட்டுள்ளது.

சுவிட்ச் மீண்டும் மூடுகிறது.சுவிட்ச் திறந்திருந்த நேரத்தில், சோக் வழியாக மின்னோட்டம் பூஜ்ஜியத்திற்குக் குறைய நேரமில்லை என்றால், இப்போது அது மீண்டும் அதிகரிக்கிறது, எனவே, சோக் மூலமாகவும், சுமை வழியாகவும், அது எல்லா நேரத்திலும் செயல்படுகிறது. துடிக்கும் மின்னோட்டம் (மின்தேக்கி இல்லை என்றால்). மின்தேக்கியானது சிற்றலைகளை மென்மையாக்குகிறது, இதனால் சுமை மின்னோட்டம் கிட்டத்தட்ட மாறாமல் இருக்கும்.

இந்த வகை மாற்றியின் வெளியீட்டு மின்னழுத்தம் உள்ளீட்டு மின்னழுத்தத்தை விட எப்போதும் குறைவாக இருக்கும், இது இங்கே நடைமுறையில் சோக் மற்றும் சுமைக்கு இடையில் பிரிக்கப்படுகிறது. அதன் தத்துவார்த்த மதிப்பை (ஒரு சிறந்த மாற்றிக்கு-சுவிட்ச் மற்றும் டையோடு இழப்புகளைப் புறக்கணித்தல்) பின்வரும் சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி கண்டறியலாம்:

கால்வனிக் தனிமை இல்லாமல் பூஸ்ட் மாற்றி - பூஸ்ட் கன்வெர்ட்டர்

சுவிட்ச் டி மூடப்பட்டுள்ளது. சுவிட்ச் மூடப்படும் போது, ​​டையோடு D மூடப்பட்டது, மின்தூண்டி L மூலம் மின்னோட்டம் அதிகரிக்கத் தொடங்குகிறது. சாவி திறக்கிறது. மின்னோட்டத்தின் வழியாக மின்னோட்டம் தொடர்ந்து பாய்கிறது, ஆனால் இப்போது ஒரு திறந்த டையோடு மூலம் மின்னழுத்தம் மூல மின்னழுத்தத்தில் சேர்க்கப்படுகிறது. சுமை R முழுவதும் நிலையான மின்னழுத்தம் மின்தேக்கி C மூலம் பராமரிக்கப்படுகிறது.

சுவிட்ச் மூடுகிறது, சோக் கரண்ட் மீண்டும் உயர்கிறது. இந்த வகை மாற்றியின் வெளியீட்டு மின்னழுத்தம் எப்போதும் உள்ளீட்டு மின்னழுத்தத்தை விட அதிகமாக இருக்கும், ஏனெனில் தூண்டியின் குறுக்கே உள்ள மின்னழுத்தம் மூல மின்னழுத்தத்தில் சேர்க்கப்படுகிறது. வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்தின் தத்துவார்த்த மதிப்பை (ஒரு சிறந்த மாற்றிக்கு) சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி காணலாம்:

கால்வனிக் ஐசோலேஷன்-பக்-பூஸ்ட்-கன்வெர்ட்டர் இல்லாமல் இன்வெர்டிங் கன்வெர்ட்டர்

சுவிட்ச் டி மூடப்பட்டுள்ளது. சோக் எல் ஆற்றலைச் சேமிக்கிறது, டையோடு டி மூடப்பட்டுள்ளது. சுவிட்ச் திறந்திருக்கும்-சோக் மின்தேக்கி C மற்றும் சுமை R. இங்கே வெளியீடு மின்னழுத்தம் எதிர்மறை துருவமுனைப்பு உள்ளது.சூத்திரத்தின் மூலம் அதன் மதிப்பை (சிறந்த வழக்குக்கு) காணலாம்:

நேரியல் நிலைப்படுத்திகளைப் போலன்றி, செயலில் உள்ள உறுப்புகளின் குறைந்த வெப்பம் காரணமாக மாறுதல் நிலைப்படுத்திகள் அதிக செயல்திறனைக் கொண்டுள்ளன, எனவே சிறிய ரேடியேட்டர் பகுதி தேவைப்படுகிறது. மாறுதல் நிலைப்படுத்திகளின் பொதுவான தீமைகள் வெளியீடு மற்றும் உள்ளீட்டு சுற்றுகளில் உந்துவிசை சத்தம், அத்துடன் நீண்ட இடைநிலைகள்.