Вопросы по DC/DC преобразователям (конвертерам)

Вопросы по DC/DC преобразователям (конвертерам)
1.
Каковы самые общие принципы DC/DC конвертеров?
DC-DC конвертеры используют принцип действия импульсных источников питания, но применяются для
того, чтобы преобразовать одно напряжение постоянного тока в другое, обычно хорошо стабилизированное.
Эти устройства используются там, где электронное оборудование должно питаться от батареи или другого
автономного источника постоянного тока.
2.
Что изменяет конвертер DC/DC?
DC преобразователи преобразовывают DC одной амплитуды к DC другой величины. Например:
преобразуют 30V в 15V или наоборот.
3.
Каково различие между линейными и импульсными DC конвертерами?
Фундаментальное различие - то, что линейный преобразователь регулирует непрерывный поток тока от
входа до нагрузки, чтобы поддержать необходимое напряжение нагрузки.
4.
Какой параметр называют регулированием нагрузки?
Регулирование нагрузки, сокращенно LR (load regulation) (также названный эффектом нагрузки), является
изменением в регулируемом выходном напряжении, когда ток нагрузки изменяется от минимума до
максимума: LR = VNL – VFL, где VNL - предельное напряжение без нагрузки, и VFL - номинальное
напряжение предельной нагрузки. Регулирование нагрузки часто выражается в процентах: %LR = (VNL –
VFL) / VFL×100
5.
На что похожи кривые нагрузки чоппера?
Кривые нагрузки имеют форму квадратной волны переменной периодичности.
6.
Что означает прерывистый ток?
Это ток, который колеблется в течение цикла, спускаясь до нуля или до конца каждого цикла. Другими
словами, это ток, течение которого через короткие промежутки прерывается. (импульсный ток-это
электрический ток, периодически повторяющийся кратковременными импульсами)
7.
Что является сенсором (чувствительным элементом) в последовательном регуляторе
напряжения?
T
+
R
Uin
1
Uo
ut
–
D
Диод Zener D устанавливает напряжение смещения, подаваемого на базу транзистора. С этой целью,
резистор R чувствует изменения выходного dc напряжения Uout.
8.
Какие проходные устройства могут использоваться в последовательных регуляторах
напряжения?
Множество устройств используются в регуляторах напряжения:
· n-p-n-структура и p-n-p транзисторы,
· Дарлингтонские пары n-p-n-структур,
+
· устройства MOSFET.
9.
Каковы главные элементы шунтирующего регулятора напряжения?
R R
R1
- диод Zener D
- резистор R1
3
T
U
U
- транзистор T1
1
in
out
- транзистор T2
–
D
R
2
10.
Каковы главные элементы составного регулятора напряжения?
- транзистор T2.
- транзистор T1
- Резисторы R1,R2,R3
- диод Zener D
11.
Каковы преимущества линейных регуляторов напряжения?
1
Простота и низкая цена, спокойный режим и совместимая с нагрузкой ёмкость, небольшой (или нет совсем)
электрический шум на выходе, очень короткое время ответа нагрузки.
12.
Каковы недостатки линейных регуляторов напряжения?
Они могут использоваться только для регулирования снижения напряжения (step-down), в автономных
применениях off-line, трансформатор с выпрямителем и фильтрованием должен быть помещен перед ними,
каждый линейный регулятор может иметь только один выход, низкая эффективность 30 - 60 %, которая
приводит к потерям в транзисторе.
13.
Что называют импульсным преобразователем (конвертером) DC/DC?
Импульсные источники питания - намного более универсальный выбор, с более широким диапазоном
применений, чем линейные регуляторы. Главные функции чопперов или переключающихся dc конвертеров:
· изменение уровней напряжения,
· гальваническое разъединение электронных схем,
· cтабилизация выходного напряжения.
14. Типы импульсных источников питания.
Импульсный источник электропитания может иметь один из упомянутых ниже типов:




Step-down- импульсный источник электропитания,
Step-up chopper,
Fly-back преобразователь (Обратного хода)
Резонансный конвертер.
15.
В чём заключаются работа чопперов?
Чоппер - это DC/DC конвертер. Недостатки DC-DC преобразователей напряжения обнаруживаются при его
работе в широком диапазоне входных или выходных напряжений. Эти недостатки значительны, и они
сужают возможные области применения DC-DC преобразователей напряжения, ухудшают надежность и не
позволяют увеличить удельную мощность источника питания.
DC/DC преобразователи (DC-DC конвертеры) - это модульные импульсные источники вторичного
электропитания. Диапазон входного напряжения может лежать в пределах от 0.8 до 200 В; выходное
напряжение, как правило, стандартное. Модули бывают с одним, двумя, тремя, четырьмя и более выходами.
DC/DC преобразователи выпускаются на разные мощности: от долей ватта до десятков ватт. DC/DC
конверторы выпускаются в различных корпусах для монтажа на печатную плату. Маломощные модули
выпускаются в малогабаритных пластмассовых корпусах типа SIP, DIP, модули мощностью несколько
десятков ватт - в металлическом корпусе, залитым с нижней стороны эпоксидным компаундом.
Металлический корпус выполняет дополнительную функцию экрана и защищает внешние цепи от
высокочастотных импульсных помех.
16.
Каковы преимущества чоппера
· коэффициенты полезного действия 65 - 90 % независимо от выходного напряжения, таким образом
решительно
уменьшается требование размера принудительного охлаждения высокой температуры и следовательно его
стоимость,
· когда входное напряжение «расколото» в ac форму волны и поступает в магнитный элемент,
дополнительные обмотки могут быть добавлены, чтобы предусмотреть больше, чем одно выходное
напряжение,
· благодаря высокой частоте переключения, магнитные и емкостные элементы, используемые для хранения
энергии являются маленькими, и стоимость такого источника становится меньше, чем линейный регулятор.
· входное напряжение может измениться выше и и/или ниже уровня напряжения выхода.
17.
Каковы недостатки чоппера?
· более сложные,
· значительный шум на его продукции и входе, который они излучают в окружающую среду,
· значительное медленное переходное время ответа, когда они берут, чтобы ответить на изменения в
нагрузке из-за ограниченного временем импульса энергии.
18.
Из чего состоит чоппер?
Силовой ключ BJT, MOSFET или IGBT, выпрямитель, катушка и конденсатор.
19.
Чему равно время занятого цикла?
Преобразователь переключения регулирует поток тока, деля входное напряжение и управляя средним током
посредством занятого цикла. Когда нагрузка требует более высокого тока нагрузки, процент от времени
включения (цикл занятости) увеличивается, приспосабливаясь к изменению.
20.
Если период - 1 s, и Ton = 0,6 s, что является временем занятого цикла?
2
Ton = 0,6 секунд
21.
Если период - 1 s, и Toff - 0,6 s, что является временем занятого цикла?
Ton = 0,4 секунды
22.
Какой метод должен полностью изменить ток нагрузки чоппера?
Метод включения и выключения транзисторов. Например, когда транзисторы Т2 и Т3 проводят, то ток
полностью изменяется.
23.
Какое различие между чопперами step-down и step-up ?
Step-Up повышают мощность сигнала. Step-Down понижают мощность сигнала.
24.
На какие 2 периода может быть разбита операция обратноходового преобразователя (flyback)?
Ток в обратноходовом преобразователе может иметь или трапецеидальную, или пилообразную форму.
Трапецеидальная форма тока будет в том случае, если ключевой транзистор включается до того, как ток во
вторичной обмотке спадет до нуля. Если пилообразный ток во вторичной обмотке успевает достичь нуля, то
появляется "мертвое время", когда нет никакого тока ни в вторичной обмотке, ни в первичной.
25.
Каково различие между buck и boost регуляторами?
Есть два вида - импульсный понижающий стабилизатор и импульсный повышающий
стабилизатор.ИМПУЛЬСНЫЙ ПОНИЖАЮЩИЙ СТАБИЛИЗАТОР. В англоязычной литературе его также
называют BUCK CONVERTER, BUCK REGULATOR, STEP-DOWN CONVERTER, STEP-DOWN
SWITCHING REGULATOR.Такой стабилизатор требует на входе более высокое напряжение чем
производит на выходе. Его также называют вольтодобавочный преобразователь, импульсный понижающий
стабилизатор, понижающий преобразователь или понижающий импульсный стабилизатор.
При работе в понижающем режиме импульсный стабилизатор, создает напряжение на выходе меньшее, чем
на входе. Понижающий импульсный стабилизатор возьмет 12В - 500мА и преобразует в 5В - 1А. Другими
словами, он высокое напряжение с малым током преобразует к низкому напряжению с высоким током..
Чоппер повышающего типа иногда называют «бустер».
В Buck converter выходное напряжение <входное напряжение,
а Boost converter выходное напряжение> входного напряжения.
26.
Какой конвертер называют step-down и step-up чоппером?
Чо́ппер— бывает двух типов: понижающий, выходное напряжение ниже входного, и повышающий,
выходное напряжение выше входного.
3
27.
Какой конвертер называют buck-boost регулятором?
Это симбиоз понижающего и повышающего преобразователя (например, LTC3443. Стоят они
соответственно. SEPIC дешевле, это модифицированный повышающий преобразователь, и КПД его ниже,
особенно если Uin>Uout. В этом случае нет ничего лучше понижающего преобразователя.)
27. Какой конвертер называют регулятором Чука (Cuk)?
Сuk конвертер - это тип конверторов DC/ DC, у которого амплитуда выходного напряжения больше или
меньше, чем амплитуда входного напряжения.
28. Каковы самые общие применения DC/DC конвертеров?
Промышленная автоматика, Охранные системы, Автоэлектроника, Измерительная техника, Бытовая
техника. Двигатель DC, Зарядное устройство батареи, Электропитание DC, PSUs для персональных
компьютеров.
29. Где применяется переключающий источник электропитания ( чоппер ) ?
Типичные применения для переключающего источника электропитания или чоппера



Двигатель DC
Зарядное устройство батареи и
Электропитание DC.
4