Gần đây tôi đã đọc về thiết bị điện tử công suất và như một thách thức (và cũng là một bài tập học tập), đã thiết kế bộ nguồn chuyển đổi đầu tiên của tôi - một bộ chuyển đổi buck trong trường hợp này.
Nó được dự định cung cấp 3,5-4.0V (được quyết định bởi nguồn tham chiếu diode) và lên đến 3A để điều khiển một số đèn LED nguồn với bất kỳ nguồn DC nào, từ bộ sạc USB 5V cho đến pin PP3 9V. Tôi muốn một nguồn cung cấp hiệu quả, vì hệ thống sưởi và tuổi thọ pin sẽ là một vấn đề thực sự (nếu không tôi sẽ lười biếng và sử dụng diode 7805 +).
LƯU Ý: Tôi đã nhận thấy rằng tôi đã chuyển đổi logic sai vòng, tôi cần hoán đổi các kết nối vào bộ so sánh hoặc sử dụng !Qđể điều khiển MOSFET.
Sự lựa chọn của tôi về MOSFET thay vì BJT là do tổn thất điện năng trong một BJT và các vấn đề về nhiệt phát sinh. Đây có phải là quyết định sử dụng MOSFET trên các BJT / IGBT do hiệu quả của cuộc gọi được cải thiện?
Thay vì sử dụng chip PWM như nhiều diễn đàn sở thích đề xuất, tôi quyết định sử dụng kết hợp bộ so sánh / đồng hồ / chốt để nhanh chóng chuyển đổi giữa "sạc" và "xả". Có bất kỳ nhược điểm đặc biệt của phương pháp này? Chốt CMOS (một lật D-flip) sao chép dữ liệu vào các đầu ra trên cạnh tăng của xung từ bộ tạo xung nhịp (một biến tần + phản hồi CMOS Schmitt).
Việc lựa chọn hằng số thời gian / tần số góc cho đồng hồ và đường thông thấp buck (tương ứng 10-100kHz và 10Hz) nhằm hỗ trợ xấp xỉ gợn nhỏ đồng thời cho phép tụ điện đầu ra sạc trong một khoảng thời gian hợp lý từ khi bật nguồn. Đây có phải là tập hợp cân nhắc đúng đắn để quyết định các giá trị của các thành phần này?
Ngoài ra, làm thế nào để tôi tính toán giá trị của cuộn cảm? Tôi sẽ giả định rằng nó phụ thuộc vào dòng điện đầu ra điển hình và giá trị của tụ điện thông thấp, nhưng tôi không thể hiểu được làm thế nào.
[biên tập:]
Trước đây, tôi đã sử dụng cặp MOSFET được hiển thị (ngoài phần mềm PWM) để tạo cầu nối H để điều khiển động cơ tốc độ hai chiều, biến thiên - và miễn là tôi giữ thời gian PWM lớn hơn nhiều so với thời gian chuyển mạch MOSFET , lãng phí điện năng từ sự thiếu hụt trong quá trình chuyển đổi là không đáng kể. Tuy nhiên, trong trường hợp này, tôi sẽ thay thế N-mosfet bằng diode Schottky vì tôi chưa bao giờ sử dụng diode Schottky trước đây và muốn xem cách chúng hoạt động.
Tôi sử dụng kết hợp biến tần + RC đơn giản để cung cấp tín hiệu đồng hồ vì tôi không cần tần số đặc biệt phù hợp hoặc chính xác miễn là nó cao hơn đáng kể so với tần số góc cắt cao của buck-boost.
[chỉnh sửa II:]
Tôi đã xây dựng nó trên một chiếc bánh mì và thật ngạc nhiên, nó hoạt động ngay lập tức mà không gặp vấn đề gì, và với hiệu suất ~ 92% (so với 94% mà tôi đã tính từ tổn thất chuyển đổi / thành phần).
Lưu ý rằng tôi đã bỏ qua điện trở trong giai đoạn đầu ra, vì sự lười biếng - tôi cũng không thể nhớ được tại sao tôi lại đặt nó ở vị trí đầu tiên.
Tôi đã bỏ qua diode đảo ngược song song với P-MOSFET và cũng sử dụng diode Schottky 1N5817 (lưu ý: xếp hạng 1A) thay cho N-MOSFET. Nó không đủ nhiệt để ngón tay của tôi chú ý. Tôi đã đặt hàng một diode được đánh giá cao hơn mặc dù khi tôi lắp ráp đơn vị cuối cùng, nó sẽ chạy với đầy tải.
Tôi đã vô tình làm hỏng bộ so sánh LM393 trong quá trình thử nghiệm, nhưng một chiếc LM58AN đã thay thế ngay lập tức mà không gặp vấn đề gì.
Vì tôi không thể tìm thấy bất kỳ phần mềm thiết kế + bố trí / định tuyến tốt nào sẽ chạy trên Arch Linux x64 (hoặc thậm chí cài đặt, trong trường hợp phần mềm Linux gốc), tôi đã tự đặt nó ra để nó có thể không hoạt động đến lúc nó được hàn ... Nhưng điều đó chỉ làm tăng thêm "niềm vui" tôi đoán!
Các giá trị thành phần được sử dụng: Đồng hồ gen {1kR, 100nF}; Đầu ra Buck {330uH, 47uF}; Tụ điện đầu vào [không hiển thị] {47uF}; P-MOSFET {STP80PF55}; Thay vào đó, N-MOSFET {Diode Schottky, 1N5817 - sẽ được thay thế bằng> = phiên bản 3A}; IC {40106 NXP, 4013 NXP, LM58AN}
