Переключение регуляторов, как следует из названия, выполняет преобразование постоянного тока в постоянный путем включения и выключения чего-либо. В типичной схеме на основе индуктора переключатели управляют током, протекающим через индуктор; в регуляторах на основе подзарядки заряд от входного источника «перекачивается» через переключатели на конденсатор. Переключение — это периодическая вещь, и, следовательно, регулирование режима переключения никогда не далеко от вопроса частоты. Советуем вам сайт компании microklimate, перейдя по ссылке далее https://microklimate.ru/chastotnie_regulyatori_danfoss_serii_fc_101/ вы сможете купить частотный регулятор!
Я уверен, что вы заметили, что ИС переключающего регулятора имеют самые разные частоты. Я бы сказал, что типичный диапазон составляет от 100 кГц до 2 МГц, хотя вы можете найти частоты ниже 100 кГц, и есть части, которые идут значительно выше (до 3 или 4 МГц). Возможно, вы также заметили, что многие микросхемы с переключаемым режимом позволяют выбирать рабочую частоту (в пределах указанного диапазона) через внешний резистор. Почему запчасти предлагают такой широкий диапазон частот? И какова правильная частота для данного приложения? Давайте взглянем.
Эффекты переключения частоты
Когда вы начинаете вдаваться в подробности, преобразователи постоянного тока в импульсный режим не совсем просты. На самом деле, они даже не близки к простому, и частота переключения является фундаментальным параметром, который так или иначе влияет практически на каждый аспект функциональности и производительности схемы. Таким образом, я собираюсь сосредоточиться на наиболее важных и практических соображениях и постараюсь представить информацию точно, но не зарываясь в сложные детали.
Следующие подразделы написаны с точки зрения коммутации на основе индуктора, но это не означает, что никакая информация не применима к регуляторам накачки заряда.
Шум
Когда я думаю о частоте переключения, первое, что приходит в голову, это шум, как проводимый, так и излучаемый. Вы не можете заставить шум переключения исчезать, перемещая частоту вверх или вниз, но вы можете сделать шум менее проблематичным.
Основная идея здесь заключается в том, что ваш коммутатор будет генерировать шум на частоте переключения и на гармониках частоты переключения.
Регулируя основной уровень, вы можете «управлять» шумом, чтобы он не сталкивался с чувствительными аналоговыми схемами или пределами излучения FCC.
Например: допустим, что ваш преобразователь находится в непосредственной близости от АЦП, который выполняет выборку сигнала основной полосы 50 кГц . Если ваш переключатель работает на частоте 1 МГц, вы сможете подавить шум, связанный с основной и всеми гармониками, используя однополюсный или (лучше) двухполюсный фильтр нижних частот.
Использование более высокой частоты переключения иногда является простым способом борьбы с шумом, потому что вы можете более эффективно решать проблемы, добавляя фильтр нижних частот. Однако вам необходимо убедиться, что вы не распространяете шум в частотные диапазоны, которые имеют более низкие пределы излучения или которые используются соседними радиочастотными цепями.
КПД
Мы не хотим снижать эффективность наших высокоэффективных регуляторов переключения просто путем выбора неподходящей частоты переключения. Основная идея здесь заключается в том, что более высокая частота означает более низкую эффективность.
Это имеет смысл, если задуматься: регулирование в режиме переключения является эффективным, поскольку оно использует преимущество низкой рассеиваемой мощности, связанной с состоянием «полностью включен» и «полностью выключен» транзистор. Значительное рассеивание мощности происходит только в промежуточной области между включением и выключением, и если транзистор переключается между включением и выключением чаще, больше энергии теряется и эффективность снижается.
На следующем графике приведен пример взаимосвязи между частотой переключения и эффективностью.
Доска Космос
Универсальность и высокая эффективность импульсных регуляторов делают их привлекательными для небольших устройств с питанием от батареи. Это означает, что недвижимость на печатных платах иногда является критическим фактором в процессе проектирования. Важным голосом в пользу более высокой частоты коммутации является уменьшенное пространство на плате. Вообще говоря, более высокая частота коммутации позволяет выходному фильтру преобразователя достигать сопоставимых характеристик при более низких значениях емкости и индуктивности, а более низкие значения емкости и индуктивности соответствуют меньшим конденсаторам и индукторам.
пульсация
Первый подраздел (озаглавленный «Шум») касается помех, которые создаются переключающим действием преобразователя, а затем связываются или излучаются в другие части системы или в близлежащие электронные устройства. Это отличается от «пульсации», которая относится к периодическим изменениям, которые непосредственно присутствуют в выходном напряжении преобразователя.
Важность пульсации варьируется от приложения к приложению. Цифровые схемы обладают высокой устойчивостью к колебаниям питания, но некоторые аналоговые компоненты также очень устойчивы, а именно те, которые имеют хороший коэффициент подавления питания (PSRR) на соответствующей частоте .
