Kõrgendav pingemuundur: erinevus redaktsioonide vahel
Eemaldatud sisu Lisatud sisu
P Zidik teisaldas lehekülje Vikipeedia:Boost-muundur pealkirja Boost-muundur alla |
Resümee puudub |
||
1. rida:
[[Pilt:Boost-muundi.png|pisi|''Boost-''muunduri skeem]]
'''''Boost-''muundur''' on [[alalisvool|alalisvoolu]] [[pingemuundur]], mille [[pinge|väljundpinge]] on võrdne või kõrgem kui sellele rakendatav sisendpinge. <ref name = "Switching Power Supply Design"> Abraham I. Pressman, Keith Billings, Taylor Moorey. ''Switching Power Supply Design'' Third edition, Mc Graw Hill, 2009. </ref>
''Boost-''muundurit kasutatakse juhul, kui koormusel on tarvis olemasolevast kõrgemat pinget. Näiteks [[patarei|patareidel]] töötaval seadme puhul on kõrget pinget võimalik saada, kui ühendada järjestikku palju patarei elemente. See teeb aga seadme suuremaks ja lisab kaalu. Mõistlikum on sellisel puhul tõsta pinget muunduri abil.
==Ehitus==
Põhilisteks komponentideks ''boost-''muunduris on [[induktiivpool]], [[transistor]] ning [[diood]]. Diood lubab voolu liikumist sisendist väljundisse, kuid takistab selle tagasivoolu väljundist
==Tööpõhimõte==
[[Pilt:Boost operating.svg|pisi|''Boost-''muunduri töö]]
Muunduri töötsükkel algab transistori avamisega. Sellega lülitatakse kogu sisendpinge induktiivpooli klemmidele ning [[Elektrivoolu tugevus|voolutugevus]] induktiivpoolis hakkab ajas lineaarselt kasvama. Diood on sellel ajal pingestatud tagurpidi ning seetõttu voolu läbi selle ei lähe. Samal ajal tühjeneb väljundkondensaator, varustades koormust elektrivooluga.<ref name="Switchmode Power Supply Handbook" />
Kui transistor suletakse, takistab induktiivpool voolu muutumist ning selle klemmidele indutseerub sisendpingega samasuunaline pinge. Kui nende kahe pinge summa ületab väljundkondensaatoril olevat pinget, avaneb diood ning kogu vool liigub edasi kondensaatorisse ja koormusesse. Kuna muunduri väljundpinge on kõrgem kui sisendpinge, siis on induktiivpool selle aja jooksul pingestatud tagurpidiselt. Seetõttu langeb voolutugevus induktiivpoolis ajas lineaarselt kuni nullini või transistori avanemiseni. <ref name="Switchmode Power Supply Handbook" />
27. rida:
on juhtsignaali [[täitetegur]] (lülituse avatud oleku aja ja tsükli perioodi suhe). Täitetegur on vahemikus 1 kuni 0, seega on regulaatori väljundpinge sisendpingest alati kõrgem või sellega võrdne. <ref name = "LT1070 Design Manual"> Carl Nelson. ''[http://cds.linear.com/docs/en/application-note/an19fc.pdf Application Note 19: LT1070 Design Manual]'', Linear Technology, 1986. </ref> Et hoida väljundpinget ühtlasena, tuleb muuta transistori perioodilise juhtsignaali täitetegurit, kasutades [[Negatiivne tagasiside|negatiivset tagasisidet]] väljundist. Kui väljundkoormus suureneb või sisendpinge alaneb, tuleb transistori avatud oleku aega pikendada ning vastupidisel juhul lühendada.<ref name="Switching Power Supply Design" />
==Töörežiimid==
''Boost-''muunduril on kaks [[režiim|töörežiimi]]: pidev ning katkendlik. Need režiimid kirjeldavad vaid muunduris kasutatava induktiivpooli tööd. Katkendlikul töörežiimil peatub töötsükli lõpus vool induktiivpoolis täielikult. Pideval tööviisil säilib vool läbi induktiivpooli kogu tsükli jooksul. Väljundvool on mõlemal tööviisil ikkagi katkendlik.<ref name="Switching Power Supply Design" />
===Katkendlik töörežiim===
35. rida:
<math>I_p = {V_{sisend}*T_{on} \over L_1}</math>.
Selle aja jooksul salvestub induktiivpooli
<math>E={L_1*I_p^2 \over 2}</math>.
43. rida:
<math>P_{induktor}={E \over T}={{L_1*I_p^2} \over 2*T}</math>.
Ajal, mil transistor on välja lülitatud, teeb väljundis [[Elektriline töö|tööd]] ka sisendpinge.
<math>P_{sisend}=V_{sisend}*{I_p \over 2} * {T_{off} \over T}</math>.
58. rida:
Kui pidevas režiimis töötava ''boost-''muunduri sisendpinge väheneb või koormuse voolutarve suureneb järsult, hakkab ka muunduri väljundpinge langema. Et hoida seda samal pingel, peab väline juhtelektroonika suurendama täitetegurit. Täiteteguri vähendamine aga põhjustab alguses veel suurema väljundpinge languse, kuna transistori lahtioleku aega vähendatakse kinnioleku aja arvelt. Seega väheneb ka aeg, mil induktiivpoolist läbi dioodi vool väljundisse liigub. Soovitud väljundpinge taastub alles pärast mitut töötsüklit, kui induktiivpoolis olev voolutugevus on piisavalt suureks kasvanud. <ref name = "Switching Power Supply Design" />
Tuleb märkida, et see ebastabiilsus ei ole põhjustatud juhtahela puudustest, vaid muunduri komponentide dünaamikast − induktiivpooli voolu kasvatamise ajal ei ole võimalik väljundisse voolu anda. Kiiresti reageeriv juhtahel reageerib järsule koormuse tõusule terve töötsükli jooksul transistori
Katkendlikus režiimis seda probleemi ei esine – transistori töösoleku aja
==Viited==
| |||