آشنایی با مفاهیم و استفاده از رگولاتورهای Step Up/Step Down

مبدل های DC به DC یکی از متداول ترین قطعات الکترونیکی در تمامی بردها وجود دارند استفاده از این نوع مبدل ها روز به روز افزایش و تعداد آی سی های آن نیز زیاد می شوند البته شناخت این نوع آی سی ها می تواند در کمک به طراحی ایفای نقش کند. که در ادامه با انواع این مبدل ها آشنا می شوید.

این مبدل ها بر اساس ولتاژ خروجی که می دهند به سه نوع مبدل تقسیم می شوند:

۱- مبدل های Step down-buck: مبدل هایی هستند که ولتاژ خروجی آنها از ورودی کمتر باشد.

۲- مبدل های Step Up-boost: مبدل هایی هستند که ولتاژ خروجی آنها از ورودی بیشتر باشد.

۳- مبدل های Step Up/down: مبدل هایی هستند که دارای خروجی هستند که ممکن است از ورودی بیشتر، کمتر یا مساوی ورودی باشند که به اصطلاح buck/boost نیز گفته می شوند.

در بلوک دیاگرام زیر می توانید شمای کلی از این نوع مبدل ها را مشاهده کنید.

در این بلوک دیاگرام ولتاژ ورودی از یک باتری لیتیوم-یونی تامین می شود و سپس به سه آی سی مبدل ارسال می شود این آی سی ها انواع مختلفی دارند برای مثال آی سی ADP2139 به صورت buck است که ولتاژ تغذیه برای حافظه و میکرو و نمایشگر را تامین می کند، آی سی ADP2503, ADP2504 از نوع مبدل های buck-boost برای تغذیه سنسور و آنتن و همچنین میکرو نیز استفاده می شود.

مبدل های buck/boost دارای ۴ سوییچ، ۲ خازن، یک سلف هستند که در شکل زیر آمده است. امروزه این نوع مبدل ها از نوع توان کم، تلفات را کاهش داده و بهره را با استفاده از ۴ سوییچ که مورد استفاده قرار گرفته افزایش می دهند

زمانی که Vin از Vout بیشتر باشد کلید C باز و کلید D بسته می شود. کلید های A و B نیز همانند استاندارد مبدل عمل می کنند. مانند شکل های زیر:

 

زمانی که ولتاژ ورودی کمتر از ولتاژ خروجی باشد کلید های A و B بسته می شوند و کلیدهای C و D در حالت Boost کار می کنند-مثل شکل بالا. سخت ترین قسمت آنجاست که وقتی ولتاژ ورودی در رنج ۱۰ درصدی Vout باشد، رگولاتور در مد boost کار می کند.

در موقع جریان بالا، مبدل buck/boost از مد جریان-ولتاژ و PWM فرکانس ثابت برای پایداری بهتر و پاسخ فراگذر استفاده می کند. برای صرفه جویی در مصرف باتری و عمر بیشتر آن، مد power save وجود دارد که می تواند از سوییچ فرکانسی در مواجه با جریان استفاده کند.

قبلی «
بعدی »

فارغ التحصیل دوره کارشناسی رشته برق الکترونیک دانشگاه صنعتی جندی شاپور , و دانشجوی کارشناسی ارشد الکترونیک دانشگاه شهید بهشتی، علاقه زیاد به برنامه نویسی AVR و ARM و DSP و طراحی مدار PCB از علایق می باشد و همچنین دارای 5 سال سابقه کاری مرتبط با الکترونیک دارم.

دیدگاهتان را بنویسید