3-A محول جهد تنازلي متزامن الدائرة المتكاملة IC LMR33630BQRNXRQ1

1.

وظيفة محول باك هي تقليل جهد الدخل ومطابقته للحمل.تتكون البنية الأساسية لمحول باك من المفتاح الرئيسي ومفتاح الصمام الثنائي المستخدم أثناء الاستراحة.عندما يتم توصيل MOSFET بالتوازي مع صمام ثنائي الاستمرارية، فإنه يسمى محول باك متزامن.تعد كفاءة تخطيط محول باك هذا أعلى من كفاءة محولات باك السابقة بسبب الاتصال المتوازي لـ MOSFET منخفض الجانب مع صمام ثنائي شوتكي.يوضح الشكل 1 مخططًا تخطيطيًا لمحول باك المتزامن، وهو التصميم الأكثر شيوعًا المستخدم في أجهزة الكمبيوتر المكتبية والمحمولة اليوم.

2.

طريقة الحساب الأساسية

إن مفاتيح الترانزستور Q1 و Q2 كلاهما عبارة عن MOSFETs ذات قناة N.يُشار عادةً إلى هذين النوعين من الدوائر المتكاملة منخفضة المقاومة (MOSFET) على أنهما مفاتيح عالية الجانب أو منخفضة الجانب، ويتم توصيل دوائر MOSFET ذات الجانب المنخفض بالتوازي مع صمام ثنائي شوتكي.تشكل هاتان الموسفيت والصمام الثنائي قناة الطاقة الرئيسية للمحول.كما تشكل الخسائر في هذه المكونات جزءًا مهمًا من إجمالي الخسائر.يمكن تحديد حجم مرشح LC الناتج بواسطة تيار التموج والجهد المتموج.اعتمادًا على PWM المعين المستخدم في كل حالة، يمكن تحديد شبكات مقاومة التغذية المرتدة R1 وR2 وبعض الأجهزة لديها وظيفة إعداد منطقي لضبط جهد الخرج.يجب تحديد PWM وفقًا لمستوى الطاقة وأداء التشغيل عند التردد المطلوب، مما يعني أنه عند زيادة التردد، يجب أن تكون هناك قدرة قيادة كافية لتشغيل بوابات MOSFET، والتي تشكل الحد الأدنى لعدد المكونات المطلوبة لمحول باك متزامن قياسي.

يجب على المصمم أولاً التحقق من المتطلبات، أي إدخال V وإخراج V وإخراج I بالإضافة إلى متطلبات درجة حرارة التشغيل.يتم بعد ذلك دمج هذه المتطلبات الأساسية مع متطلبات تدفق الطاقة والتردد والحجم الفعلي التي تم الحصول عليها.

3.

دور طبولوجيا باك دفعة

تعد طبولوجيا Buck-boost عملية لأن جهد الإدخال يمكن أن يكون أصغر أو أكبر أو نفس جهد الخرج بينما يتطلب طاقة خرج أكبر من 50 وات. بالنسبة لطاقات الخرج أقل من 50 وات، فإن محول الحث الأولي أحادي الطرف (SEPIC) ) يعد خيارًا أكثر فعالية من حيث التكلفة لأنه يستخدم مكونات أقل.

تعمل محولات Buck-boost في وضع باك عندما يكون جهد الدخل أكبر من جهد الخرج وفي وضع التعزيز عندما يكون جهد الدخل أقل من جهد الخرج.عندما يعمل المحول في منطقة نقل حيث يكون جهد الإدخال في نطاق جهد الخرج، هناك مفهومان للتعامل مع هذه المواقف: إما أن تكون مرحلتي باك ومرحلة التعزيز نشطة في نفس الوقت، أو أن دورات التبديل تتناوب بين باك ومراحل التعزيز، التي تعمل كل منها عادةً بنصف تردد التحويل العادي.المفهوم الثاني يمكن أن يؤدي إلى ضوضاء شبه متناغمة عند الخرج، في حين أن دقة جهد الخرج قد تكون أقل دقة مقارنة بعملية الدفع أو التعزيز التقليدية، لكن المحول سيكون أكثر كفاءة مقارنة بالمفهوم الأول.