DC/DC Boost Converter

LET OP: Dit experiment is ontworpen om de uitgangsspanning te beperken tot minder dan 50V DC. Gebruik alleen de hier gegeven verhoudingen, frequenties, ingangsspanningen of belastingen.

Dit experiment maakt gebruik van de DC-DC converter board die wordt geleverd door HiRel Systems. http://www.hirelsystems.com/shop/Power-Pole-Board.html

Informatie over de werking van de board kunt u vinden in deze video collectie “Introduction to the HiRel Board.”

De procedure die hier wordt getoond, is van toepassing op elke eenvoudige boost converter circuit die kan worden gebouwd op proto boards, bread boards of printplaten.

1. Board setup:

1. Verbind de ±12 signaalvoeding bij de "DIN" connector, maar houd "S90" UIT.
2. Zorg ervoor dat de PWM controle selectie in de open-loop positie staat.
3. Stel de DC voeding in op 10 V.
   1. Houd de uitgang voorlopig los van de board.
4. Stel de belastingweerstand in op 20 Ω voordat u deze aansluit.
5. Bouw het circuit in Fig. 2 door gebruik te maken van de onderste MOSFET, bovenste diode en BB magnetische board.
   1. Let op de inductantie waarde die op de board wordt getoond.
6. Verbind "R_L"over "V1+" en "COM."
   1. Let op dat de ingangs- en uitgangsverbindingen zijn omgedraaid in vergelijking met die in het buck converter experiment.
   2. Ontkoppel NOOIT de belasting tijdens het experiment, aangezien de boost converter onstabiel kan worden en schade aan de board kan veroorzaken.
   3. Zorg ervoor dat de schakelaars voor MOSFET selectie (onderste MOSFET), PWM selectie en andere instellingen correct staan om een functioneel circuit te krijgen zoals in Fig. 2.

Figuur 2. Boost converter circuit

2. Aanpassen van de duty ratio en schakelfrequentie

1. Verbind de differentiële sonde over de gate-to-source van de onderste MOSFET.
2. Schakel "S90" AAN. Een schakel signaal zou op het oscilloscoopscherm moeten verschijnen.
   1. Stel de tijdas van het signaal af om twee of drie perioden te zien.
   2. Stel de frequentie potentiometer af om een frequentie van 100 kHz (periode van 10 µs) te bereiken.
3. Stel de duty ratio potentiometer af om een duty ratio van 10% te bereiken (aan-tijd van 1 µs).

3. Boost Converter Testen voor Variabele Ingang

1. Verbind de ingang DC voeding, die al op 10 V is ingesteld, met "V2+" en "COM."
2. Verbind de differentiële sonde om de inductor stroom te meten bij "CS5."
   1. Verbind de andere sonde over de belasting. Zorg ervoor dat de grond connector is verbonden met "COM."
   2. Vang de golfvormen op en meet de gemiddelde uitgangsspanning, inductor stroom rimpel en gemiddelde inductor stroom.
   3. Noteer de ingangs stroom en spanningsmetingen op de DC voeding.
3. Stel de ingangsspanning in op 8 V, 12 V en 14 V, en herhaal de bovenstaande stappen voor elke van deze spanningen.
4. Ontkoppel de ingang DC voeding en stel de uitgang in op 10 V.

4. Boost Converter Testen voor Variabele Duty Ratio

1. Verbind de differentiële sonde over de gate tot source van de onderste MOSFET.
   1. Verbind de andere sonde over de belasting. Zorg ervoor dat de grond connector is verbonden met "COM."
   2. Verbind de ingang DC voeding met "V2+" en "COM."
   3. Vang de golfvormen op en meet de gemiddelde uitgangsspanning en aan-tijd van de gate-to-source spanning (ook de duty ratio).
   4. Noteer de ingangs stroom en spanningsmetingen op de DC voeding.
2. Stel de duty ratio in op 20%, 40% en 60%. Herhaal de bovenstaande stappen voor elk van deze drie duty ratios.
3. Stel de duty ratio terug naar 10%.
4. Ontkoppel de ingang DC voeding.

5. Boost Converter Testen voor Variabele Schakelfrequentie

1. Verbind de differentiële sonde over de gate tot source van de onderste MOSFET.
2. Verbind de andere sonde over de belasting met de grond connector verbonden met "COM."
3. Verbind de ingang DC voeding met "V2+" en "COM."
4. Stel de schakelfrequentie in op 70 kHz.
5. Vang de golfvormen op en meet de gemiddelde uitgangsspanning en aan-tijd van de gate-to-source spanning (ook de duty ratio).
6. Noteer de ingangs stroom en spanningsmeting op de DC voeding.
7. Stel de schakelfrequentie in op 40 kHz, 20 kHz, en 10 kHz (of minimum mogelijk als 10 kHz niet kan worden bereikt).
8. Herhaal de bovenstaande stappen voor elk van deze drie schakelfrequenties.
9. Schakel de ingang DC voeding en "S90" UIT, en ontmantel vervolgens het circuit.