ทำไมเราถึงเปลี่ยนเป็นนาฬิกาบั๊ก


11

ขอโทษถ้าสิ่งนี้ถูกถามไปแล้ว แต่ฉันไม่สามารถหาคำตอบได้อย่างง่ายดาย

ดังนั้น - เราทุกคนรู้การออกแบบพื้นฐานของตัวแปลงบั๊ก: PWM แบบวงปิดเป็นวงจรกรองความถี่ต่ำ

แต่คำถามของฉันคือ ... ส่วนการตอกบัตรจำเป็นหรือไม่ ใครสามารถสร้างตัวแปลงบั๊กโดยการปิดสวิตช์เมื่อแรงดันเอาต์พุตตรงกับระดับ "ต่ำ" และจากนั้นเปิดสวิตช์เมื่อแรงดันเอาต์พุตกระทบกับ "ระดับสูง" บางอย่างหรือไม่

ดังนั้นโดยทั่วไปการป้อนกลับแบบวนซ้ำที่ไม่ถูกล็อคด้วยฮิสเทรีซีสเพื่อป้องกันเสียงเรียกเข้า


5
สิ่งนั้นมีอยู่จริง คุณสามารถ google "hysteretic buck converter" และคุณอาจพบข้อมูลที่น่าสนใจเกี่ยวกับหัวข้อ ความถี่การสลับของตัวแปลงบั๊กฮิสโตติคขึ้นอยู่กับโหลดและบางครั้งก็เป็นปัญหา montefiore.ulg.ac.be/~geuzaine/ELEC0055/…
mkeith

2
@mkeith Wow ขอบคุณสำหรับข้อมูล ฉันพยายามมองหามัน แต่ก็เรียกมันว่า "ตัวแปลงบั๊กฮิสทีเรีย" อย่างน่าประหลาดใจไม่เคยนึกถึงเลย ดูเหมือนง่ายมากตอนนี้ที่คุณพูดมัน แทบรอไม่ไหวที่จะอ่านบทความที่คุณโพสต์ ... ดูน่าสนใจมาก!
something_clever

3
PDF โดย @mkeith นั้นดีมากในข้อเสียของระบบดังกล่าว: มันต้องใช้ระลอกผลลัพธ์ ยิ่งไปกว่านั้นมันยังคงสั่นอยู่ในเนื้อแท้เพียงแค่การเปลี่ยนแปลงความถี่ที่คาดเดาไม่ได้และด้วยเหตุผลต่าง ๆ (EMI ฯลฯ ) มันอาจจะดีกว่าถ้ามีความถี่คงที่ ทำไมคุณถึงต้องการกำจัดนาฬิกาทิ้งล่ะ?
pjc50

1
@ pjc50 ฉันจะต้องให้กระดาษ mkeith โพสต์ดูดีขึ้นเมื่อฉันมีเวลาต่อมาคืนนี้เพื่อเข้าใจสิ่งที่คุณหมายถึงเกี่ยวกับการต้องการระลอกผลลัพธ์ มันไม่ได้มากว่าผมตั้งใจที่จะพยายามที่จริงและไม่มัน ... ฉันแค่อยากจะเข้าใจเหตุผลที่ว่าทำไมเราทุกคนเลือกนาฬิกาที่ใช้แทน hysteresis-based
something_clever

4
ดังนั้นบอกฉันเกี่ยวกับกี่
ฮอบส์

คำตอบ:


11

มีตัวแปลงบั๊กฮิสทิคหรือดัดแปลงฮิสทีเรียจำนวนมากที่มีอยู่ ตัวอย่างเช่นดูที่ตัวแปลงเวลาคงที่ DCAP ของ TI:

TPS53355

หรือตัวแปลงบั๊กฮิสทิคบั๊กที่แท้จริงมากกว่าเดิม:

LM3485

ตัวแปลงบั๊ก Hysteric ต้องการ ESR ขั้นต่ำในเอาต์พุตแคปเพื่อความมั่นคงดังนั้นจึงไม่น่าจะทำงานได้ดีกับตัวเก็บประจุเอาท์พุทเซรามิก (ไม่มีการดัดแปลง)

นอกจากนี้ในตัวแปลง hysteric จริง (ไม่มากกับวิธี COT) ความถี่การสลับไม่คงที่ นี่อาจเป็นปัญหาเมื่อมีการโหลดแสงเมื่อความถี่การสลับอาจลงไปในแถบเสียงทำให้เกิดเสียงหอนหรือเสียงรบกวน มันอาจทำให้เกิดการรบกวนกับวงจรอื่น ๆ ที่ความถี่บางอย่าง

ด้วยเหตุนี้จึงเป็นการยากที่จะกรองสัญญาณรบกวนที่ดำเนินการ


อืม ... แค่มองไปที่แผ่นข้อมูลอย่างรวดเร็วและดูเหมือนว่ามันยังคงใช้ออสซิลเลเตอร์ในการเปิดและปิดทรานซิสเตอร์ขับรถหากฉันไม่เข้าใจผิด? สิ่งที่ฉันขอคือการไม่มีออสซิลเลเตอร์จริงในการออกแบบ ... การสลับจะขึ้นอยู่กับระดับเอาต์พุตที่วัดได้เท่านั้น
something_clever

1
ขออภัยที่เพิ่งเห็นการแก้ไขของคุณในโพสต์ต้นฉบับ ขอขอบคุณคุณสองลักษณะที่น่าสนใจมาก: D
something_clever

เพิ่มส่วน hysteric จริงลงในคำตอบเพื่อให้ง่ายต่อการมองเห็น แต่ส่วน DCAP ไม่มีออสซิลเลเตอร์ "นาฬิกา" พวกเขาตั้งเวลาตาม Vin และ Vout และเวลาปิดแตกต่างกันไปเพื่อควบคุมการส่งออก เนื่องจากในโหมดการนำไฟฟ้าแบบต่อเนื่องสำหรับ Vin คงที่รอบการทำงานจะค่อนข้างคงที่ความถี่ก็ค่อนข้างคงที่เช่นกัน อย่างไรก็ตามไม่มี "นาฬิกา" หรือ oscillator ความถี่คงที่
John D

2
คุณกำลังสับสน "oscillator" และนาฬิกา หากคุณเปลี่ยนจากแรงดันไฟฟ้าออกวงจรจะแกว่งไปมา ถ้ามันไม่ได้สั่น, วงจรจะไม่ทำงาน
Eric Urban

1
อ่า ... ถูกต้องยุติธรรมพอ ผมใช้คำศัพท์ที่ไม่ถูกต้องสิ่งที่ฉันไม่อยากเป็น "คงที่ oscillator ความถี่" (aka นาฬิกา)
something_clever

10

ใช่ฉันทำอย่างนั้นจริง ๆ มันค่อนข้างยุ่งยากในการออกแบบเพราะคุณต้องคำนวณกระแสการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าและเวลาปฏิกิริยาของตัวเปรียบเทียบอย่างระมัดระวัง เพื่อลดความแปรปรวนการออกแบบดังกล่าวมักจะเป็นช่วงแรงดันไฟฟ้าอินพุต จำกัด

สิ่งที่คุณอธิบายคือรูปแบบหนึ่งของระบบชีพจรตามความต้องการในกรณีนี้นำมาใช้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบอะนาล็อก พัลส์ตามต้องการนั้นมีระลอกคลื่นมากกว่าสิ่งที่ควบคุมวัฏจักรหน้าที่ PWM เพื่อควบคุมเอาต์พุต อย่างไรก็ตามมันมีความเรียบง่ายมีความเสถียรโดยเนื้อแท้ง่ายต่อการวิเคราะห์และใช้งานง่ายในเฟิร์มแวร์

บางครั้งฉันใช้PIC10F202กับอัลกอริธึมแบบพัลส์ตามต้องการเป็นตัวแปลงเจ้าชู้ที่มีต้นทุนต่ำพร้อมการให้อภัยมากมาย ในหลาย ๆ แอปพลิเคชัน 50 หรือ 100 mV ของการกระเพื่อมก็ดี นี่เป็นเรื่องจริงโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อตัวสลับเจ้าชู้เป็นตัวควบคุมการให้อาหารล่วงหน้าของ LDO ที่สูงกว่าแรงดันไฟฟ้าอินพุตขั้นต่ำ เคล็ดลับอย่างหนึ่งที่ฉันใช้บ่อยกับเจ้าชู้สวิตช์ชนิดนี้คือการใช้ทรานซิสเตอร์ PNP รอบ ๆ LDO เป็นตัวเปรียบเทียบเพื่อกำหนดว่าเมื่อใดอินพุตหนึ่งทางแยกลดลงเหนือเอาท์พุท นั่นทำให้ LDO มากพอที่จะทำงานด้วยความน่าเชื่อถือ แต่ไม่มากเสียประสิทธิภาพมาก

มักจะสะดวกที่จะมีอุปทานขรุขระ +700 mV รอบ ๆ คุณสามารถใช้มันเพื่อป้อน LDOs แบบกระจายจุดใช้งานและให้พลังงานกับสิ่งที่ไม่ต้องการแรงดันไฟฟ้าที่มีการควบคุมสูงเช่น LED เช่น สิ่งนี้ทำให้ความต้องการในปัจจุบันของ LDO ลดลงดังนั้นจึงมีขนาดเล็กและราคาถูกเช่นแพ็คเกจSOT-23หรือSOT-89


5

และย้อนกลับไปในยุค 80 จากบันทึกการใช้งานที่มีชื่อเสียงที่พบในแผ่นข้อมูล LM317 National Regulators โดย Hysteretic ล้วน แต่เป็นกลยุทธ์การควบคุมที่พัฒนาขึ้นใหม่ ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่


ดูว่ามีใคร! :-p
Massimo Ortolano

@Massimo Hi pal :)
carloc

5

ตัวแปลงดังกล่าวเป็นไปได้ แต่ระลอกเอาต์พุตของมันจะมีลักษณะแตกต่างกันมากจากตัวแปลงแบบโอเวอร์คล็อก

ด้วยตัวแปลงแบบโอเวอร์คล็อกปกติระลอกเอาต์พุตจะอยู่ที่ความถี่เดียวกันในช่วงโหลดค่อนข้างมาก แต่จะมีขนาดใหญ่ขึ้นเมื่อโหลดสูงขึ้น

ด้วยตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าขาออกของคุณขนาดของระลอกคลื่นเอาต์พุตจะอยู่ในระดับเดียวกันโดยไม่คำนึงถึงภาระ แต่ความถี่ของระลอกนั้นจะถูกกำหนดโดยโหลด ระลอกคลื่นความถี่สูงโดยทั่วไปจะกรองออกได้ง่ายกว่าความถี่ต่ำ

คุณต้องพิจารณาเกินกำหนดโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเริ่มต้นใช้งาน โปรดจำไว้ว่าเมื่อสวิตช์เปิดอยู่คุณกำลังชาร์จตัวเหนี่ยวนำ หลังจากที่คุณปิดสวิตช์แรงดันไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ จนกว่าอัตราการไหลของตัวเหนี่ยวนำจะลดลงต่ำกว่าแรงดึงที่โหลดในปัจจุบัน

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.