Современная электроника №8/2018

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 72 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 8 2018 входном напряжении 24 В КПД схемы равно 98%. ЗависимостиКПД описанных выше схем от напряжения первичного источника питания показанына рисун- ке 6 (схемы с суммированием на входе преобразователя, напряжения первич- ного источника питания и выходного напряжения преобразователя). Схема с суммированием на вхо- де преобразователя напряжения пер- вичного источника и выходного напря- жения преобразователя имеет свои недостатки: уменьшение верхней гра- ницы входного диапазона питающих напряжений, отсутствие гальваниче- ской развязки, использование модуля DC/DC заведомо большей мощности (чем мощность, отдаваемая в нагруз- ку). При этом запуск схемы определя- ется пороговым напряжением включе- ния DC/DC-преобразователя. Выходное нестабилизированное на- пряжение схемыможноиспользовать для питания стандартно включённых галь- ваническиразвязанныхDC/DC-модулей питания прибольшихпросадкахнапря- жения в первичной сети (см. рис. 7). Вычислить необходимую выходную мощность DC/DC-преобразователя для требуемоймощности в нагрузке можно из выражений (1–3). В источнике питания, изображённом на рисунке 7, для поднятия верхней гра- ницы входного диапазона напряжений, а также для увеличения КПД схемы при работе с номинальными входными напряжениями первичного источника питания, можно использовать сигнал отключения DC/DC-преобразователя. Сигнал выдаётся компаратором напря- жения или какой-либо схемой управле- ния питанием при повышении напря- жения первичного источника питания до нормального уровня. К выходу DC/ DC-преобразователя рекомендуется подключить диод в обратном смеще- нии. Входной диапазон такого источ- ника составляет от 4 до 36 В. Ещё один вариант схемыпредставлен на рисунке 8. В этомпримере использу- ется двухканальный преобразователь с развязанными выходными каналами, один канал которого используется в схе- ме с суммированиемна входе преобра- зователя напряжения первичного источ- ника питания и выходного напряжения преобразователя, а второй канал исполь- зуется для подключения нагрузки. Достоинством схемы является рас- ширение входного диапазона и нали- чие гальваническиразвязанного канала (фактически являющимся одноканаль- 100 97 93 90 86 83 79 76 72 69 65 4 (9) 6,5 КПД, % V Z =V IN +V OUT , V OUT =5 В DC, КПД=91% V Z =V IN +V OUT , V OUT =5 В DC, КПД=85% V Z =V OUT , V OUT =5 В DC, КПД=91% V Z =V OUT , V OUT =5 В DC, КПД=85% 9 11,5 14 24 16,5 26,5 19 29 V in , В (V inDCDC , В) 31,5 (36,5) 21,5 Рис. 6. Зависимость КПД преобразователя от входного напряжения Рис. 7. Источник питания с суммированием на входе преобразователя напряжения первичного источника питания и выходного напряжения преобразователя Рис. 8. Схема включения гальванически развязанного двухканального DC/DC-преобразователя c последовательным соединением входной и выходной цепей +V INPUT +V INPUT +V INPUT –V INPUT –V INPUT –V INPUT –V INPUT +V OUTPUT +V OUTPUT +V INPUT +V OUTPUT +V OUTPUT –V OUTPUT –V OUTPUT –V OUTPUT –V OUTPUT DC/DC- преобразователь (изолированный) IN: 9–36 В DC OUT: 5 В DC DC/DC- преобразователь (изолированный) IN: 9–36 В DC DC/DC- преобразователь (изолированный) IN: 9–36 В DC DC/DC- преобразователь (изолированный) IN: 9–36 В DC 4–36 В DC OFF Нагрузка Сигнал c компаратора напряжения или схемы управления питанием Нагрузка Нагрузка 1 2 N V in V Z +V INPUT –V INPUT +V OUTPUT 2 –V OUTPUT 2 –V OUTPUT 1 +V OUTPUT 1 DC/DC- преобразователь (изолированный) Нагрузка