[TOG 0]

Уважаемые спецы,

 

Из книг и даташитов до меня, что-то плохо доходит вот какой момент:

 

Сам преобразователь работает допустим на частоте 40 кГц, тоесть он периодически подключает и отключает индуктивность L2.

Скажите пожалуйста, каким образом преобразователь задает нужную амплитуду этих индуктивных выбросов ? Я реально не могу понять :crying:

Может он длительность фронта может менять ?

Напряжение питания индуктивности всегда 7 Вольт. А как же этот DC-DC выдает по выбору 20 В, 100 В, 200 В ?

 

MAX630__Step_Up_DC_DC_.pdf

 

[SM 0]

Принцип работы индуктивности таков, что если в ней течет ток, то его нельзя мгновенно прервать - напряжение на ней (в идеале вплоть до бесконечно) возрастет до величины, чтобы сохранился ток. Таким образом, при открытом транзисторе индуктивность накапливает энергию, ток через нее растет. При закрытом ключе индуктивность отдает энергию через диод в конденсатор С38 и нагрузку, и напряжение на них растет, а ток в индуктивности падает. И так по кругу. Нагрузка потребляет какой-то ток, разряжая конденсатор в паузах, когда транзистор открыт, и отбирая часть тока, отдаваемого индуктивностью, когда транзистор закрыт. Максимальное напряжение, в принципе, ничем не ограничено, кроме "паразитов" используемых компонентов и их пробивных напряжений, определяется тем, сколько накоплено энергии (и столько же и отдано, когда режим установившийся) в индуктивности за время открытого ключа.

[Егоров 0]

Хорошее объяснение.

Но еще можно механический аналог "на пальцах". Представьте себе пружину бесконечно малой массы. Вы ее можете сжимать как угодно медленно усилием в 7 кГс. Но стоит ее отпустить, как она начнет распрямляться с бесконечно большой скоростью. Реально скорость ограничена массой самой пружины, это вот те "паразиты" , которые упомянуты выше.

Стоит подцепить к пружине массу в 20, 100, 200кг, как скорость ее распрямления установится совершенно определенной, хотя и разной в каждом случае. Она вернет присоединенной массе ровно ту энергию, которая была сообщена ей при сжатии.

[ДЕЙЛ 30]

Я в детстве делал электромагнит из тысяч витков волоска на гвозде, подключал к 9вольтовой кроне и отключал, так вот во время отключения меня по всей руке трясло сильнее, чем от розетки. Не мог понять, как 9 вольт так вот трясут, поэтому продолжал искрить до разрядки батарейки. Этот опыт мне запомнился и намного позже в универе уже ясно представлял себе, что катушка может запасать энергию и пытаться через воздух пустить ток. :rolleyes: Повторять эксперимент не советую.

 

Приведу ещё одну аналогию: конденсатор можно зарядить током 1 мА, но при замыкании на нагрузку может дать ток 20мА, 20А, 20кА при сохранении в первый момент на обкладках той же разницы потенциалов, что была и до коммутации на нагрузку. С катушкой всё аналогично, но отличие в том, что она пытается сохранить ток, который был до момента переключения на нагрузку, отсюда и повышение напряжения. Представь, что катушка подключена к источнику напряжения 10В через резистор 10 кОм, т.е. в ней течёт ток 1мА, если её быстро извлечь из цепи и замкнуть на резистор 100 кОм, то по закону Ома в первый момент на катушке будет напряжение не 10В, а 100кОм*1мА = 100В, это и есть повышение напряжения.

[alexvu 5]

Добавлю свое объяснение, хотя уже тут все написали.

По законам физики при приложении напряжения к катушке, ток через нее начинает изменяться тем быстрее, чем больше напряжение.

При включении транзистора к катушке прикладывается напряжение 7 В. Ток начинает расти.

Катушка накапливает энергию (точнее, знергия накапливается в магнитном поле).

Так будет продолжаться до тех пор, пока не выключится транзистор, или не будет достигнуто ограничение тока резистивным сопротивлением цепи (в этом случае рост тока остановится), или не сгорит что-нибудь.

Если выключить питание и закоротить катушку, то ток будет оставаться постоянным (теоретически), а практически энергия, накопленная в магнитном поле, будет рассеиваться на сопротивлениях цепи и ток постепенно уменьшится.

(Однако такой режим практически используется, например, в сверхпроводящих электромагнитах).

 

Но у нас преобразователь.

Кстати, сначала выходной конденсатор просто зарядится до +7В от источника питания через катушку и диод.

 

При выключении транзистора магнитное поле в катушке в превый момент начинает уменьшаться, что вызывает появление на ней напряжения противоположной полярности (в данной схеме от +7В "вверх").

Откроется диод, и к катушке будет приложено противоположное напряжение конденсатора, превышающее питание.

Ток будет заряжать конденсатор и "разряжать" катушку, и поле в катушке уменьшаться, пока не упадет до 0 или пока не будет включен транзистор (смотря что произойдет раньше).

Затем опять накопление энергии в катушке, закрытие транзистора, открытие диода и передача энергии в конденсатор.

Чем выше напряжение конденсатора, тем быстрее будет "разряжаться" катушка.

За каждый импульс передается примерно одинаковое количество энергии, поэтому при повышении напряжения на выходе средний вых. ток уменьшается.

За несколько циклов конденсатор зарядится до напряжения, при котором сработает цепь обратной связи и микросхема управления уменьшит длительность или частоту импульсов, и таким образом передача энергии в конденсатор уменьшится до необходимого уровня, при котором будет поддерживаться заданное напряжение.

 

Можете собрать схему и посмотреть напряжение на катушке осциллографом при разных режимах напряжения и нагрузки.