Современная электроника №8/2018

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 74 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 8 2018 Вариант схемы с включением отно- сительно плюса первичного источни- ка питания представлен на рисунке 12. Недостатками схем с вычитанием на входе преобразователя выходно- го напряжения преобразователя из напряжения первичного источни- ка питания являются уменьшение диапазона входных напряжений и отсутствие гальванической развязки. Однако очень большая часть источ- ников питания использующих раз- вязанные DC/DC-модули питания имеют соединение по минусам вход- ной и выходной цепей, т.е. развязка в них отсутствует. Кроме того, при определённых условиях необходи- мы схемные решения для введения DC/DC-преобразователя в корректный режим работы и его защиты от пере- ходных процессов при включении, аварийных режимах и т.д. Особенно- сти схемы, которые следует учесть для правильной работы устройства, опи- саны далее. При подаче входного напряжения ниже минимально допустимого воз- никает «эффект заикания» (релей- ный режим включения и отключения преобразователя). Данный эффект возникает из-за того, что в момент включения напряжение на входе преобразователя выше минималь- но допустимого, а затем при вычи- тании из него выходного напряже- ния преобразователь отключается по минимальному порогу. Некото- рые преобразователи при работе с входным напряжением ниже мини- мального значения (например, про- изводства AEIP или ЭлТОм) не отклю- чаются, а пропорционально входно- му напряжению снижают выходное напряжение. Поэтому при их исполь- зовании упомянутого эффекта не возникает. Для исключения данно- го эффекта необходимо использо- вать соответствующие средства. Так- же для устойчивой работы схемы на минимально допустимом напряже- +V INPUT V IN –V INPUT +V OUTPUT V OUT V Z = –V OUT –V OUTPUT DC/DC- преобразователь (изолированный) Нагрузка Рис. 12. Схема включения гальванически развязанного DC/DC-преобразователя с вычитанием на входе преобразователя выходного напряжения преобразователя из напряжения первичного источника питания нии, рекомендуется ставить выход- ные буферные конденсаторы боль- шой ёмкости: соотношение выходной ёмкости к входной должно составлять не менее 5:1. При включении устройства может появиться кратковременное перена- пряжение на входе преобразователя, особенно, при напряжении первич- ного источника питания близком к верхнему порогу работы схемы. Это связано с тем, что в начальный момент ко входу преобразовате- ля прикладывается всё напряжение первичного источника питания, а затем из него вычитается выход- ное напряжение преобразователя. Данный эффект может появляться одновременно с эффектом «заика- ния», описанным выше. Долговремен- ное перенапряжение на входе может возникать, например, при коротком замыкании на выходе схемы. Хотя все модули питания способны выдержи- вать переходные кратковременные отклонения напряжения, необходи- мо обеспечить защиту входа преоб- разователя от перенапряжения. При работе в режиме холостого хода на некоторых преобразователях может не хватить внутренней «подгрузки» модуля и произойдёт перенапряжение на его выходе. При этом рекомендует- ся использовать внешнюю «подгрузку» выхода схемы (3–5%). Для сохранения высокого КПД «подгрузку» можно сде- лать управляемой, т.е. она будет отклю- чаться при нагрузке выше минимальной. Так как при постоянной мощности в нагрузке преобразователь, используе- мый в схеме, выдаёт разную мощность в зависимости от величины напряже- ния первичного источника питания, то соответственно меняется и порог отключения по выходной мощности схемы (это справедливо и для схем с +V INPUT QI Q2 Q4 V OUT 28ВDC;100Вт VCIP LIM GND LO HO VCIM MLOAD IMLOAD VCOP V IN Q3 EMC- фильтр TVS Схема запуска и управления V IN 9–63 В DC –V INPUT +V OUTPUT –V OUTPUT DC/DC- преобразователь (изолированный) IN: 9–36 В DC OUT: 28 В DC; 100 ВТ КПД ТИП =80% Нагрузка КПДдо95% Рис. 13. Источник питания с расширенным входным диапазоном на основе схемы с вычитанием на входе преобразователя выходного напряжения преобразователя из напряжения первичной сети