Przetwornica obniżająca DC/DC

W tym eksperymencie wykorzystana zostanie płytka przetwornicy DC-DC dostarczona przez HiRel Systems. http://www.hirelsystems.com/shop/Power-Pole-Board.html

Informacje na temat działania płytki można znaleźć w tym filmie "Wprowadzenie do tablicy HiRel".

Przedstawiona tutaj procedura dotyczy każdego prostego obwodu przetwornicy buck, który można zbudować na płytkach proto, płytkach stykowych lub płytkach drukowanych.

1. Konfiguracja tablicy

1. Podłącz zasilanie sygnału ±12 do złącza "DIN", ale pozostaw "S90" WYŁĄCZONE.
2. Upewnij się, że selektor sterowania PWM znajduje się w pozycji otwartej pętli.
3. Ustaw zasilanie prądem stałym na 24 V. Pozostaw wyjście odłączone od płyty.
4. Przed podłączeniem rezystora obciążenia należy go ustawić na 12 Ω.
5. Zbuduj obwód pokazany na rys. 2, używając górnego MOSFET, dolnej diody i płytki magnetycznej BB. Zapisz wartość indukcyjności pokazaną na tablicy. Zwróć uwagę, że tablica magnetyczna BB ma cewkę indukcyjną z dwoma zaciskami, które podłącza się do płytki przetwornicy DC-DC (bieguna zasilania).
   1. Połącz "R_L" przez "V2+" i "COM."
   2. Upewnij się, że układ przełączników do wyboru MOSFET, wyboru PWM i innych ustawień jest taki, jak pokazano na rys. 2.

Rysunek 2. Obwód przekształtnika buck

2. Regulacja współczynnika wypełnienia i częstotliwości przełączania

1. Podłącz sondę różnicową w poprzek bramki do źródła górnego tranzystora MOSFET.
2. Włącz "S90". Na ekranie oscyloskopu powinien pojawić się sygnał przełączający.
   1. Dostosuj oś czasu sygnału, aby zobaczyć dwa lub trzy okresy.
   2. Wyreguluj potencjometr częstotliwości, aby uzyskać częstotliwość 100 kHz (okres 10μs).
   3. Wyreguluj potencjometr współczynnika wypełnienia, aby uzyskać 50% współczynnik wypełnienia.

3. Testowanie konwertera buck dla zmiennego wejścia

1. Podłącz wejściowy zasilacz prądu stałego, który jest już ustawiony na 24 V, do "V1+" i "COM."
2. Podłącz sondę różnicową w poprzek bramki do źródła górnego tranzystora MOSFET.
   1. Podłącz drugą sondę w poprzek obciążenia. Upewnij się, że złącze uziemienia jest podłączone do "COM".
3. Uchwyć przebiegi i zmierz średnią napięcia wyjściowego i czas włączenia napięcia bramka-źródło (również współczynnik wypełnienia).
   1. Zapisz odczyty prądu wejściowego i napięcia na zasilaczu prądu stałego.
4. Dostosuj napięcie wejściowe do 21 V, 18 V i 15 V i powtórz powyższe kroki dla każdego z tych napięć.
5. Odłącz wejściowe zasilanie DC i ustaw jego wyjście na 24 V.

4. Testowanie konwertera buck pod kątem zmiennego współczynnika wypełnienia

1. Podłącz sondę różnicową w poprzek bramki do źródła górnego tranzystora MOSFET.
   1. Podłącz drugą sondę w poprzek obciążenia. Upewnij się, że złącze uziemienia jest podłączone do "COM".
2. Podłącz wejściowe zasilanie prądem stałym, które jest ustawione na 24 V między "V1+" i "COM."
3. Uchwyć przebiegi i zmierz średnią napięcia wyjściowego i czas włączenia napięcia bramka-źródło (również współczynnik wypełnienia).
   1. Zapisz odczyty prądu wejściowego i napięcia na zasilaczu prądu stałego.
   2. Dostosuj współczynnik wypełnienia dla trzech wybranych stopni w zakresie od 30% do 70%. Powtórz powyższe kroki dla każdego z tych trzech przełożeń pracy.
4. Zresetuj współczynnik wypełnienia do 50%.
5. Odłącz wejściowe zasilanie prądem stałym.

5. Testowanie przekształtnika buck pod kątem zmiennej częstotliwości przełączania

1. Podłącz sondę różnicową w poprzek bramki do źródła górnego tranzystora MOSFET.
2. Podłącz drugą sondę w poprzek obciążenia. Upewnij się, że złącze uziemienia jest podłączone do "COM."
3. Podłącz wejściowe zasilanie DC do "V1+" i "COM".
4. Uchwyć przebiegi i zmierz średnią napięcia wyjściowego i czas włączenia napięcia bramka-źródło (również współczynnik wypełnienia).
   1. Zapisz odczyt prądu wejściowego i napięcia na zasilaczu prądu stałego.
   2. Dostosuj częstotliwość przełączania dla trzech wybranych kroków od 5 kHz do 40 kHz. Powtórz powyższe kroki dla każdego z tych trzech przełożeń pracy.
5. Wyłącz wejściowe zasilanie prądem stałym i "S90", a następnie zdemontuj obwód.