Convertitore boost (ad accumulo elevatore) DC-DC

ATTENZIONE: Questo esperimento è progettato per limitare la tensione di uscita a meno di 50V DC. Utilizzare solo i rapporti di servizio, le frequenze, la tensione di ingresso o i carichi indicati qui.

Questo esperimento utilizzerà la scheda convertitore DC-DC fornita da HiRel Systems. http://www.hirelsystems.com/shop/Power-Pole-Board.html

Informazioni sul funzionamento della scheda sono disponibili in questo video di raccolta "Introduzione alla scheda HiRel".

La procedura mostrata qui si applica a qualsiasi semplice circuito di convertitore boost che può essere costruito su schede proto, schede bread o circuiti stampati.

1. Configurazione della scheda:

1. Collegare l'alimentazione del segnale ±12 al connettore "DIN" ma mantenere "S90" OFF.
2. Assicurarsi che il selettore di controllo PWM si trova nella posizione a ciclo aperto.
3. Impostare l'alimentazione DC a 10 V.
   1. Mantenere l'uscita scollegata dalla scheda per ora.
4. Prima di collegare la resistenza di carico, regolarla a 20 Ω.
5. Costruire il circuito mostrato in Fig. 2 utilizzando il MOSFET inferiore, il diodo superiore e la lavagna magnetica BB.
   1. Notare il valore di induttanza mostrato sulla scheda.
6. Collegare "R_L"tra "V1+" e "COM".
   1. Si noti che le connessioni di ingresso e uscita sono capovolte rispetto a quelle dell'esperimento del convertitore buck.
   2. MAI Scollegare il carico durante l'esperimento poiché il convertitore boost può diventare instabile e causare danni alla scheda.
   3. Assicurarsi che l'array di switch per la selezione MOSFET (MOSFET inferiore), la selezione PWM e altre impostazioni siano corrette per ottenere un circuito funzionale come in Fig. 2.

Figura 2. Circuito convertitore Boost

2. Regolazione del rapporto di servizio e della frequenza di commutazione

1. Collegare la sonda differenziale attraverso il gate-to-source del MOSFET inferiore.
2. Attiva "S90". Un segnale di commutazione dovrebbe apparire sullo schermo dell'ambito.
   1. Regolare l'asse temporale del segnale per visualizzare due o tre periodi.
   2. Regolare il potenziometro di frequenza per ottenere una frequenza di 100 kHz (periodo di 10 μs).
3. Regolare il potenziometro del rapporto di servizio per ottenere un rapporto di servizio del 10% (in tempo di 1 μs).

3. Test del convertitore Boost per l'input variabile

1. Collegare l'alimentatore CC in ingresso, che è già impostato a 10 V, a "V2+" e "COM".
2. Collegare la sonda differenziale per misurare la corrente dell'induttore a "CS5".
   1. Collegare l'altra sonda attraverso il carico. Assicurarsi che il connettore di terra sia collegato a "COM".
   2. Acquisire le forme d'onda e misurare la media della tensione di uscita, l'ondulazione della corrente dell'induttore e la media della corrente dell'induttore.
   3. Registrare le letture di corrente e tensione in ingresso sull'alimentatore CC.
3. Regolare la tensione di ingresso a 8 V, 12 V e 14 V e ripetere i passaggi precedenti per ciascuna di queste tensioni.
4. Scollegare l'alimentazione CC in ingresso e regolarne l'uscita a 10 V.

4. Test del convertitore boost per il rapporto di lavoro variabile

1. Collegare la sonda differenziale attraverso il cancello alla sorgente del MOSFET inferiore.
   1. Collegare l'altra sonda attraverso il carico. Assicurarsi che il connettore di terra sia collegato a "COM".
   2. Collegare l'alimentazione CC di ingresso a "V2+" e "COM".
   3. Cattura le forme d'onda e misura la tensione di uscita media e il tempo di uscita della tensione gate-to-source (anche il rapporto di servizio).
   4. Registrare le letture di corrente e tensione in ingresso sull'alimentatore CC.
2. Adeguare il rapporto di dazio al 20%, 40% e 60%. Ripetere i passaggi precedenti per ciascuno di questi tre rapporti di servizio.
3. Ripristinare il rapporto di servizio al 10%.
4. Scollegare l'alimentazione CC in ingresso.

5. Test del convertitore Boost per la frequenza di commutazione variabile

1. Collegare la sonda differenziale attraverso il cancello alla sorgente del MOSFET inferiore.
2. Collegare l'altra sonda attraverso il carico con il connettore di terra collegato a "COM".
3. Collegare l'alimentazione CC di ingresso a "V2+" e "COM".
4. Regolare la frequenza di commutazione a 70 kHz.
5. Cattura le forme d'onda e misura la tensione di uscita media e il tempo di uscita della tensione gate-to-source (anche il rapporto di servizio).
6. Registrare la corrente di ingresso e la lettura della tensione sull'alimentatore CC.
7. Regolare la frequenza di commutazione a 40 kHz, 20 kHz e 10 kHz (o il minimo possibile se non è possibile raggiungere 10 kHz).
8. Ripetere i passaggi precedenti per ciascuna di queste tre frequenze di commutazione.
9. Spegnere l'alimentazione CC di ingresso e "S90", quindi smontare il circuito.