Introduction à l’Office de pôle de puissance

Electrical Engineering

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Overview

Source : Ali Bazzi, département de génie électrique, Université du Connecticut, Storrs, CT.

Convertisseurs DC/DC sont les convertisseurs électroniques de puissance qui convertissent des tensions et courants d’un certain niveau à un autre niveau. En général, la conversion de tension est le but principal de convertisseurs DC/DC et trois principaux types de conversion existent dans un seul convertisseur : intensification, descendre et marcher vers le haut ou vers le bas. Parmi les plus courantes convertisseurs Step-Up sont des convertisseurs de Poussée (voir cette vidéo de collections : convertisseur DC/DC), tandis que chez la plupart-common convertisseurs abaisseurs sont des convertisseurs de buck. (Se référer à cette vidéo de collections : DC/DC Buck Converter.) Abaisseur-élévateur convertisseurs sont également fréquents pour exécuter les fonctionnalités des Step-Up et abaisseurs et convertisseurs flyback peuvent être considérés comme des types spéciaux de convertisseurs abaisseur-élévateur où une isolation électrique est réalisée entre les ports d’entrée et de sortie. (Se référer à cette vidéo de collections : convertisseur Flyback.)

Topologies de convertisseur DC/DC sont nombreux, et leur contrôle et modélisation des améliorations opérationnelles (efficacité, fiabilité, performance, etc.) sont des domaines d’intérêt continu. Le jury de poteau électrique HiRel présenté dans cette expérience fournit un outil très flexible pour étudier et analyser les performances du convertisseur boost, buck et flyback, tous sur une seule carte.

L’objectif de cette expérience est d’introduire les principaux composants et fonctionnalités de la carte de pôle de puissance de HiRel systems, qui est le Conseil d’administration utilisé dans trois expériences sur les convertisseurs DC/DC.

Cite this Video

JoVE Science Education Database. Génie électrique. Introduction à l’Office de pôle de puissance. JoVE, Cambridge, MA, (2018).

Principles

Le jury de poteau électrique HiRel a cinq domaines principaux circuit secondaire qui sont marqués dans la Fig. 1. (Les zones marquées en Fig. 1 sont approximatives). La première zone (rouge) y compris le côté primaire qui a des condensateurs de filtrage, un capteur de courant et connecteurs étiquetés « V1 » et « COM » qui peuvent se connecter à une source de tension DC ou charger. La figure 2 montre un zoom dans la première zone d’éléments étiquetés.

Le deuxième domaine (jaune) comprend la partie secondaire, qui a des condensateurs de filtrage, un capteur de courant et connecteurs « V2 » et « COM », qui se connecter à une source de courant continu ou la charge indiquée comme une résistance de puissance planaire. Fig. 3 montre un zoom dans le deuxième domaine avec composants marqués. Soit la première ou la deuxième zone peut être utilisée pour se connecter à une source de courant continu, par exemple alimentation DC, tandis que l’autre se connecte à une charge. Notez que lorsque le deuxième domaine est connecté à une source, la résistance de charge peut être dessoudée de la Commission ou de la gauche sans répercussions sur le fonctionnement du convertisseur, tel qu’il pourrait être directement alimenté par la source de tension DC.

Le troisième secteur (vert) est la zone de puissance-pôle, où les deux MOSFET et deux diodes sont connectés. La première « étape » comprend un MOSFET supérieur et une diode inférieure, tandis que le deuxième « cuisse » comprend une diode supérieure et un inférieur MOSFET. Les composants réels du MOSFET supérieur et diode sont montés sur le même dissipateur de chaleur dans le rectangle vert de Fig. 1 sur le côté supérieur gauche, tandis que la partie inférieure MOSFET et diode sont montés sur le même dissipateur de chaleur sur le côté gauche du bas dans le rectangle vert sur le schéma 1. Une zoom dans la vue sur cette zone est montrée sur la Fig. 4. L’autre petit rectangle vert avec porte de pilotes qui prendre une impulsion commutation de faible puissance, par exemple signal modulé en largeur-impulsion et convertir à la tension appropriée des niveaux qui peuvent transformer les MOSFET sur et en dehors.

Le quatrième domaine (bleu) a quatre points de raccordement où une carte fille qui inclut un composant magnétique peut être montée. Deux planches sont utilisées avec ce Conseil pour les expériences de convertisseur DC/DC : la première board est le BB, illustré à la Fig. 5, qui comprend une inductance de 100 µH approximative ; et la deuxième board est le flyback, illustré à la Fig. 6, qui inclut une inductance flyback couplé ou transformateur ainsi que de son circuit d’amortisseur R-C-Diode. Le circuit amortisseur contribue à fournir un chemin d’accès pour l’énergie accumulée du côté primaire de transformateur dans l’un de la flyback modes de fonctionnement du convertisseur.

Le cinquième domaine inclut des électroniques de faible puissance qui génèrent des impulsions de commutation pour les MOSFETs et assurer la protection de l’Office, notamment la surintensité et protection contre les surtensions. Une alimentation séparée de DC est reliée au bas à gauche de la Commission, à côté de l’interrupteur « S90 » qui met en marche pour tous les circuits de faible puissance afin que le côté haute puissance, c'est-à-dire les zones 1-4, puisse fonctionner correctement. L’alimentation DC externe et son connecteur qui se branche à l’Office de pôle de puissance sont indiqués Fig. 7 et 8, respectivement.

Figure 1
Figure 1 : HiRel puissance pôle Conseil avec cinq principaux domaines S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 2
Figure 2 : Zoom dans le secteur de zone 1.

Figure 3
Figure 3 : Zoom dans le secteur de zone 2.

Figure 4
Figure 4 : Zoom dans le secteur de zone 3.

Figure 5
Figure 5 : BB Board.

Figure 6
Figure 6 : Flyback Board.

Figure 7
Figure 7 : Alimentation externe pour l’électronique de faible puissance.

Figure 8
Figure 8 : Connecteur du bloc d’alimentation externe.

Procedure

Cette procédure se concentre principalement sur la capacité des membres du pôle de puissance pour ajuster la commutation des impulsions à la tige et abaisser les MOSFETs

1. le programme d’installation

  1. Connectez l’alimentation externe à la carte du poteau électrique.
  2. Tourner sur « S90. »
  3. Observer que la LED verte s’allume.
  4. Vérifiez l’emplacement des « S90 » et la LED verte à la Fig. 9.
  5. Placez le deuxième interrupteur à coulisse dans le tableau de commande bleue sur « int. PWM. Vérifiez l’emplacement du tableau commutateur coulissant dans la Fig.10.
    1. Réglage int. PWM » signifie que l’impulsion de commutation (PWM : modulation de largeur d’impulsion) pour deux MOSFET est générée sur la carte de puissance pôle lui-même.
    2. Ext. PWM » signifie que l’impulsion de commutation à deux MOSFET est générée par une source externe, par exemple le générateur de fonction ou le micro-contrôleur.
  6. Placez le premier commutateur coulissant dans le tableau bleu sur « TOP FET. » Qu’un seul signal PWM est générée sur la carte de pôle de puissance, d'entre les MOSFET doit donc être choisi comme le pouls du récepteur. Lorsque vous avez sélectionné un MOSFET, ce MOSFET devrait maintenant pouvoir allumer et éteindre.
    1. TOP FET « sélection signifie que le MOSFET supérieur va recevoir l’impulsion de commutation.
    2. Sélection de BOT FET » signifie que le MOSFET inférieur va recevoir l’impulsion de commutation.

Figure 9
Figure 9 . Connecteur d’alimentation externe, interrupteur et indicateur LED

Figure 10
Figure 10 . Curseur interrupteur tableau

2. les mesures pour surveiller le MOSFET Gate impulsions

  1. Tourner sur un oscilloscope.
  2. Connecter une sonde régulière de 10 x à 1 canal de l’oscilloscope.
  3. Mettre en place l’oscilloscope 1 voie dans DC de couplage pour le PWM offset.
  4. Mis en place 1 canal pour être dimensionnée pour une sonde de 10 x.
  5. Mettre en place des mesures sur l’oscilloscope pour mesurer la fréquence et le rapport cyclique positive du signal à mesurer sur le canal 1.
  6. Accrochez de la sonde mesure sur la broche « PWM » illustrée à la Fig. 10.
  7. Branchez le sol de la sonde à la broche « GND » illustrée à la Fig. 10.
  8. Sur l’écran de l’oscilloscope, observer un train d’impulsions qui est le PWM signal allant vers le pilote haut-interrupteur porte.
    1. Pour vous assurer que le MOSFET supérieur est de commutation, retirer de la sonde mesure pince et crochet à la broche « Porte » en haut à gauche du MOSFET supérieur illustré à la Fig. 11. Vous devriez observer la même forme d’onde à qui vous avez vu quand la goupille PWM a été être sondée.
    2. Pour vous assurer que le MOSFET inférieur ne commute pas, retirez la pince de mesure de la sonde de la goupille supérieure « Gate » et le placer sur l’axe inférieur de la « Porte » illustré à la Fig. 11. Vous devriez observer zéro tension.
  9. Replacer le clip de la sonde sur l’axe « PWM ».
  10. Ajuster le rapport cyclique du signal « PWM » en changeant les bouton de potentiomètre, illustré à la Fig. 12. Va dans le sens horaire augmente le facteur d’utilisation de 0 à 100 %, et va dans le sens anti-horaire la diminue.
  11. Ajustez la fréquence PWM en tournant vis du potentiomètre illustré à la Fig. 13. Utilisez un petit tournevis pour ajuster sa position.
    1. Observer que le nombre d’impulsions affichée sur l’écran de l’oscilloscope augmente ou diminue car il faut régler le potentiomètre.
  12. Répétez la procédure ci-dessus avec la sélection de BOT FET et assurez-vous que la porte basse de MOSFET est maintenant de voir une impulsion de commutation

Figure 11
Figure 11 : Épingles de signal porte.

Figure 12
Figure 12 : Potentiomètre Duty Cycle ajustement.

Figure 13
Figure 13 : Potentiomètre de réglage de la fréquence

3. fermer le circuit

  1. Désactiver « S90. »
  2. Couper l’alimentation de puissance DC externe.
  3. Débranchez les deux côtés de l’oscilloscope.
  4. Désactiver l’oscilloscope.

Le Conseil de pôle de puissance HiRel est un outil pour l’étude et l’analyse de la performance des circuits simples de convertisseur DC / DC. Convertisseurs DC / DC prennent DC entrées de tension et produisent des sorties de tension DC avec une valeur différente. Par exemple, les convertisseurs boost intensifier tension, tandis que les convertisseurs buck démissionner de tension. Ces convertisseurs peuvent être assemblés et testés sur une planche à pain, mais peut être évaluée plus simplement en utilisant une planche de démonstration pré-faites, comme le Conseil de pôle HiRel systèmes Power. Cette vidéo va présenter les principaux composants et fonctionnalités de la carte de pôle alimentation, qui est utilisé dans des expériences avec coup de pouce, buck et convertisseurs flyback dans cette collection.

Le Conseil de pôle de puissance HiRel a cinq sections principales. Le premier est le côté primaire, qui a des condensateurs de filtrage qui sont utilisés dans les circuits du convertisseur, un capteur de mesure de courant dans le circuit et les connecteurs V1 et COM qui se connectent à une source de courant continu ou une charge. La deuxième section est le côté secondaire, qui a aussi des condensateurs de filtrage et un capteur de courant. Cette section a connecteurs V2 et COM qui se connectent à une source de courant continu ou une charge. Ici la charge apparaît comme une résistance de puissance planaire. Pour les expériences de convertisseur DC-DC dans cette collection, la charge est un potentiomètre de puissance, qui peut être réglé fondé sur les exigences du circuit et test. Selon la typologie de convertisseur, une de ces deux sections agit comme le côté entrée, connecté à une source de tension DC, tandis que l’autre est la sortie qui est connecté à une charge. La troisième section est le pôle de puissance, qui contient les composants au cœur du processus de conversion DC / DC. Le pôle de puissance a deux métal oxyde semi-conducteur champ effet transistors, ou MOSFET et deux diodes. Le MOSFET supérieur et supérieur diode sont montés dos à dos sur un dissipateur de chaleur unique. De même, le MOSFET inférieur et la diode inférieure sont montés sur un dissipateur de chaleur. Également inclus dans cette section sont des pilotes de porte qui convertissent un signal de commutation pour les niveaux de tension qui transforment les MOSFET sur et en dehors. La quatrième section est relié d’une carte fille, qui comporte une composante magnétique comme un transformateur ou un inducteur. Deux cartes filles sont utilisés pour les expériences de convertisseur DC / DC : le BB et la pension flyback. La cinquième section comprenant l’électronique qui génère des impulsions de commutation pour les MOSFETs et fournit la surintensité et protection de surtension du circuit. Une alimentation DC externe peut être connectée à la carte de pôle de puissance HiRel via un connecteur DIN. S90 de commutateur principal, qui est à côté du connecteur DIN, active le pouvoir de tous les circuits de faible puissance sur la carte. Maintenant que nous avons vu les principales sections du Conseil de pôle de puissance HiRel, nous allons mettre sur pied le Comité et montrer comment il sera utilisé dans les circuits du convertisseur DC / DC.

Avant d’utiliser le Conseil de pôle de puissance, il doit être configuré pour générer des impulsions de commutation pour les MOSFETs. Tout d’abord, branchez l’alimentation CC externe au connecteur DIN. Ensuite, tournez sur le S90 commutateur principal. La LED verte de commutateur S90 s’illumine pour indiquer que l’alimentation est appliquée au Conseil d’administration. Localiser la Banque de commutateur sélecteur S30 et affectez le premier commutateur haut FET. Avec ce paramètre, les impulsions qui activent les MOSFET et hors contrôle du MOSFET supérieur. Si celui-ci est réglé sur fond FET, les impulsions de commande le MOSFET bas. Maintenant, mettez le deuxième PWM interne. Dans cette position, impulsion avec des signaux modulés générée sur la carte tourne le MOSFET sélectionné sur et en dehors. Si ce commutateur a la valeur PWM externe, puis d’une source externe, comme une fonction génératrice ou microcontrôleur commande le MOSFET.

Connecter une sonde X 10 canal 1 de l’oscilloscope. Clip fil de masse de la sonde à la borne de terre du Conseil d’administration et de la pointe de la sonde à la borne PWM. Pour voir le décalage de l’impulsion avec un signal modulé, définir portée canal 1 pour couplage DC. L’écran de l’oscilloscope devrait montrer un train d’impulsions au chauffeur pour le MOSFET supérieur. Vérifier le signal de commande directement en enlevant l’extrémité de la sonde du nématode du pin terminal et accrochant à la porte du terminale par le MOSFET supérieur. Un train d’impulsions doit être visible sur le champ d’application. Attache l’extrémité de la sonde à la PWM terminal à nouveau. Le ratio du service de ce train d’impulsions détermine le temps sur du MOSFET en pourcentage de la période. Ce ratio de devoir est une variable de contrôle importante parce qu’elle affecte la relation entre les entrées d’un convertisseur DC / DC et les tensions de sortie. Pour modifier le rapport de l’obligation de l’impulsion avec un signal modulé, réglez le potentiomètre RV64. Le ratio de service peut-être varier entre zéro et un. Parce que maximale d’une composante fréquence selon le type et la conception, la fréquence de découpage est un paramètre essentiel dans l’exercice de convertisseurs DC / DC. En outre, les fréquences de commutation supérieurs donnent généralement plus faible tension de sortie et des ondulations actuelles pour une combinaison donnée de condensateur et inducteur. Changer la fréquence de l’impulsion avec un signal modulé en ajustant le potentiomètre RV60. Observez comment le nombre d’impulsions sur l’écran de l’oscilloscope augmente ou diminue car il faut régler le potentiomètre. Ensuite, mettez le premier de banque de commutateur sélecteur S30 sur fond FET. Retirer l’embout de la sonde depuis le terminal PWM et accrochez-le à la porte du terminale par le MOSFET inférieur. Enfin, confirmez que la porte de la MOSFET inférieur reçoit l’impulsion de commutation.

En raison de leur rendement élevé et un excellent règlement, convertisseurs DC / DC sont utilisés dans de nombreuses applications commerciales. Trois convertisseurs communs sont introduites ici et traitées dans vidéos ultérieures dans cette collection. Convertisseurs Boost génèrent une tension de sortie DC qui est supérieure à l’entrée, DC donc stimuler jusqu'à la tension d’alimentation. La vidéo « convertisseur DC/DC Boost », explique le fonctionnement des convertisseurs boost, accompagnée d’expériences à l’aide de la carte de pôle de puissance HiRel. Convertisseurs Buck génèrent une tension de sortie DC qui est inférieur à l’entrée. En d’autres termes, flambage vers le bas ou en diminuant la tension d’alimentation. La vidéo « convertisseur DC/DC Buck » discute comment buck convertisseurs fonctionnent et illustre leur utilisation avec des expériences sur la carte de pôle de puissance HiRel. Convertisseurs Flyback génèrent une tension de sortie DC qui peut être supérieure ou inférieure à l’entrée DC. Veuillez regarder la vidéo « Convertisseur Flyback » pour voir comment ils sont issus de l’assemblage d’un convertisseur buck avec un convertisseur boost pour obtenir le comportement des deux.

Vous avez juste regardé introduction de Jupiter à l’Office de pôle de puissance HiRel. Vous devez maintenant comprendre la conception du Conseil d’administration, comment mettre en place et comment l’utiliser pour des expériences avec des circuits de convertisseur DC / DC. Merci de regarder !

Results

Une impulsion PWM est prévue pour être vu sur l’écran de l’oscilloscope. Le rapport cyclique est une variable de contrôle majeur pour convertisseur DC/DC comme il ajuste la période durant laquelle un MOSFET ou tout autre semi-conducteurs activement commutateur est sur. Toutes les relations de la tension d’entrée-sortie de convertisseurs DC/DC dépendent de la valeur de ce rapport d’obligation, ainsi que d’autres variables dans certaines topologies de convertisseur.

La fréquence de découpage est critique dans la sélection des composants, comme la fréquence des composantes de service maximale varie de la conception et le type de composant. Les fréquences de commutation supérieurs généralement rendement plus faible tension et courantes ondulations mais nécessitent de plus grands condensateurs et inducteurs.

Applications and Summary

Convertisseurs DC/DC sont très fréquents dans les blocs d’alimentation DC utilisées pour charger l’électronique et pour fournir du courant aux nombreux autres circuits électroniques. Par exemple, n’importe quel lecteur de moteur nécessitera quelques plus petits blocs d’alimentation DC pour alimenter son électronique de faible puissance, protection des circuits et des lecteurs de porte haute puissance. Ordinateurs et autres périphériques et accessoires nécessitent des tensions DC très bien réglementées qui sont fournies par les alimentations DC. Systèmes d’énergie renouvelable, les panneaux photovoltaïques solaires par exemple, exigent des convertisseurs DC/DC pour réguler la tension de sortie DC des panneaux, étant donné que l’irradiation solaire et la température ambiante varient cause variation de tension et les sorties de courant du panneau solaire. Beaucoup plus industriel, transport, militaire et autres applications utilisent des convertisseurs DC/DC au lieu de régulateurs linéaires en raison de leur grande efficacité, haute performance et une excellent règlement.

Cette procédure se concentre principalement sur la capacité des membres du pôle de puissance pour ajuster la commutation des impulsions à la tige et abaisser les MOSFETs

1. le programme d’installation

  1. Connectez l’alimentation externe à la carte du poteau électrique.
  2. Tourner sur « S90. »
  3. Observer que la LED verte s’allume.
  4. Vérifiez l’emplacement des « S90 » et la LED verte à la Fig. 9.
  5. Placez le deuxième interrupteur à coulisse dans le tableau de commande bleue sur « int. PWM. Vérifiez l’emplacement du tableau commutateur coulissant dans la Fig.10.
    1. Réglage int. PWM » signifie que l’impulsion de commutation (PWM : modulation de largeur d’impulsion) pour deux MOSFET est générée sur la carte de puissance pôle lui-même.
    2. Ext. PWM » signifie que l’impulsion de commutation à deux MOSFET est générée par une source externe, par exemple le générateur de fonction ou le micro-contrôleur.
  6. Placez le premier commutateur coulissant dans le tableau bleu sur « TOP FET. » Qu’un seul signal PWM est générée sur la carte de pôle de puissance, d'entre les MOSFET doit donc être choisi comme le pouls du récepteur. Lorsque vous avez sélectionné un MOSFET, ce MOSFET devrait maintenant pouvoir allumer et éteindre.
    1. TOP FET « sélection signifie que le MOSFET supérieur va recevoir l’impulsion de commutation.
    2. Sélection de BOT FET » signifie que le MOSFET inférieur va recevoir l’impulsion de commutation.

Figure 9
Figure 9 . Connecteur d’alimentation externe, interrupteur et indicateur LED

Figure 10
Figure 10 . Curseur interrupteur tableau

2. les mesures pour surveiller le MOSFET Gate impulsions

  1. Tourner sur un oscilloscope.
  2. Connecter une sonde régulière de 10 x à 1 canal de l’oscilloscope.
  3. Mettre en place l’oscilloscope 1 voie dans DC de couplage pour le PWM offset.
  4. Mis en place 1 canal pour être dimensionnée pour une sonde de 10 x.
  5. Mettre en place des mesures sur l’oscilloscope pour mesurer la fréquence et le rapport cyclique positive du signal à mesurer sur le canal 1.
  6. Accrochez de la sonde mesure sur la broche « PWM » illustrée à la Fig. 10.
  7. Branchez le sol de la sonde à la broche « GND » illustrée à la Fig. 10.
  8. Sur l’écran de l’oscilloscope, observer un train d’impulsions qui est le PWM signal allant vers le pilote haut-interrupteur porte.
    1. Pour vous assurer que le MOSFET supérieur est de commutation, retirer de la sonde mesure pince et crochet à la broche « Porte » en haut à gauche du MOSFET supérieur illustré à la Fig. 11. Vous devriez observer la même forme d’onde à qui vous avez vu quand la goupille PWM a été être sondée.
    2. Pour vous assurer que le MOSFET inférieur ne commute pas, retirez la pince de mesure de la sonde de la goupille supérieure « Gate » et le placer sur l’axe inférieur de la « Porte » illustré à la Fig. 11. Vous devriez observer zéro tension.
  9. Replacer le clip de la sonde sur l’axe « PWM ».
  10. Ajuster le rapport cyclique du signal « PWM » en changeant les bouton de potentiomètre, illustré à la Fig. 12. Va dans le sens horaire augmente le facteur d’utilisation de 0 à 100 %, et va dans le sens anti-horaire la diminue.
  11. Ajustez la fréquence PWM en tournant vis du potentiomètre illustré à la Fig. 13. Utilisez un petit tournevis pour ajuster sa position.
    1. Observer que le nombre d’impulsions affichée sur l’écran de l’oscilloscope augmente ou diminue car il faut régler le potentiomètre.
  12. Répétez la procédure ci-dessus avec la sélection de BOT FET et assurez-vous que la porte basse de MOSFET est maintenant de voir une impulsion de commutation

Figure 11
Figure 11 : Épingles de signal porte.

Figure 12
Figure 12 : Potentiomètre Duty Cycle ajustement.

Figure 13
Figure 13 : Potentiomètre de réglage de la fréquence

3. fermer le circuit

  1. Désactiver « S90. »
  2. Couper l’alimentation de puissance DC externe.
  3. Débranchez les deux côtés de l’oscilloscope.
  4. Désactiver l’oscilloscope.

Le Conseil de pôle de puissance HiRel est un outil pour l’étude et l’analyse de la performance des circuits simples de convertisseur DC / DC. Convertisseurs DC / DC prennent DC entrées de tension et produisent des sorties de tension DC avec une valeur différente. Par exemple, les convertisseurs boost intensifier tension, tandis que les convertisseurs buck démissionner de tension. Ces convertisseurs peuvent être assemblés et testés sur une planche à pain, mais peut être évaluée plus simplement en utilisant une planche de démonstration pré-faites, comme le Conseil de pôle HiRel systèmes Power. Cette vidéo va présenter les principaux composants et fonctionnalités de la carte de pôle alimentation, qui est utilisé dans des expériences avec coup de pouce, buck et convertisseurs flyback dans cette collection.

Le Conseil de pôle de puissance HiRel a cinq sections principales. Le premier est le côté primaire, qui a des condensateurs de filtrage qui sont utilisés dans les circuits du convertisseur, un capteur de mesure de courant dans le circuit et les connecteurs V1 et COM qui se connectent à une source de courant continu ou une charge. La deuxième section est le côté secondaire, qui a aussi des condensateurs de filtrage et un capteur de courant. Cette section a connecteurs V2 et COM qui se connectent à une source de courant continu ou une charge. Ici la charge apparaît comme une résistance de puissance planaire. Pour les expériences de convertisseur DC-DC dans cette collection, la charge est un potentiomètre de puissance, qui peut être réglé fondé sur les exigences du circuit et test. Selon la typologie de convertisseur, une de ces deux sections agit comme le côté entrée, connecté à une source de tension DC, tandis que l’autre est la sortie qui est connecté à une charge. La troisième section est le pôle de puissance, qui contient les composants au cœur du processus de conversion DC / DC. Le pôle de puissance a deux métal oxyde semi-conducteur champ effet transistors, ou MOSFET et deux diodes. Le MOSFET supérieur et supérieur diode sont montés dos à dos sur un dissipateur de chaleur unique. De même, le MOSFET inférieur et la diode inférieure sont montés sur un dissipateur de chaleur. Également inclus dans cette section sont des pilotes de porte qui convertissent un signal de commutation pour les niveaux de tension qui transforment les MOSFET sur et en dehors. La quatrième section est relié d’une carte fille, qui comporte une composante magnétique comme un transformateur ou un inducteur. Deux cartes filles sont utilisés pour les expériences de convertisseur DC / DC : le BB et la pension flyback. La cinquième section comprenant l’électronique qui génère des impulsions de commutation pour les MOSFETs et fournit la surintensité et protection de surtension du circuit. Une alimentation DC externe peut être connectée à la carte de pôle de puissance HiRel via un connecteur DIN. S90 de commutateur principal, qui est à côté du connecteur DIN, active le pouvoir de tous les circuits de faible puissance sur la carte. Maintenant que nous avons vu les principales sections du Conseil de pôle de puissance HiRel, nous allons mettre sur pied le Comité et montrer comment il sera utilisé dans les circuits du convertisseur DC / DC.

Avant d’utiliser le Conseil de pôle de puissance, il doit être configuré pour générer des impulsions de commutation pour les MOSFETs. Tout d’abord, branchez l’alimentation CC externe au connecteur DIN. Ensuite, tournez sur le S90 commutateur principal. La LED verte de commutateur S90 s’illumine pour indiquer que l’alimentation est appliquée au Conseil d’administration. Localiser la Banque de commutateur sélecteur S30 et affectez le premier commutateur haut FET. Avec ce paramètre, les impulsions qui activent les MOSFET et hors contrôle du MOSFET supérieur. Si celui-ci est réglé sur fond FET, les impulsions de commande le MOSFET bas. Maintenant, mettez le deuxième PWM interne. Dans cette position, impulsion avec des signaux modulés générée sur la carte tourne le MOSFET sélectionné sur et en dehors. Si ce commutateur a la valeur PWM externe, puis d’une source externe, comme une fonction génératrice ou microcontrôleur commande le MOSFET.

Connecter une sonde X 10 canal 1 de l’oscilloscope. Clip fil de masse de la sonde à la borne de terre du Conseil d’administration et de la pointe de la sonde à la borne PWM. Pour voir le décalage de l’impulsion avec un signal modulé, définir portée canal 1 pour couplage DC. L’écran de l’oscilloscope devrait montrer un train d’impulsions au chauffeur pour le MOSFET supérieur. Vérifier le signal de commande directement en enlevant l’extrémité de la sonde du nématode du pin terminal et accrochant à la porte du terminale par le MOSFET supérieur. Un train d’impulsions doit être visible sur le champ d’application. Attache l’extrémité de la sonde à la PWM terminal à nouveau. Le ratio du service de ce train d’impulsions détermine le temps sur du MOSFET en pourcentage de la période. Ce ratio de devoir est une variable de contrôle importante parce qu’elle affecte la relation entre les entrées d’un convertisseur DC / DC et les tensions de sortie. Pour modifier le rapport de l’obligation de l’impulsion avec un signal modulé, réglez le potentiomètre RV64. Le ratio de service peut-être varier entre zéro et un. Parce que maximale d’une composante fréquence selon le type et la conception, la fréquence de découpage est un paramètre essentiel dans l’exercice de convertisseurs DC / DC. En outre, les fréquences de commutation supérieurs donnent généralement plus faible tension de sortie et des ondulations actuelles pour une combinaison donnée de condensateur et inducteur. Changer la fréquence de l’impulsion avec un signal modulé en ajustant le potentiomètre RV60. Observez comment le nombre d’impulsions sur l’écran de l’oscilloscope augmente ou diminue car il faut régler le potentiomètre. Ensuite, mettez le premier de banque de commutateur sélecteur S30 sur fond FET. Retirer l’embout de la sonde depuis le terminal PWM et accrochez-le à la porte du terminale par le MOSFET inférieur. Enfin, confirmez que la porte de la MOSFET inférieur reçoit l’impulsion de commutation.

En raison de leur rendement élevé et un excellent règlement, convertisseurs DC / DC sont utilisés dans de nombreuses applications commerciales. Trois convertisseurs communs sont introduites ici et traitées dans vidéos ultérieures dans cette collection. Convertisseurs Boost génèrent une tension de sortie DC qui est supérieure à l’entrée, DC donc stimuler jusqu'à la tension d’alimentation. La vidéo « convertisseur DC/DC Boost », explique le fonctionnement des convertisseurs boost, accompagnée d’expériences à l’aide de la carte de pôle de puissance HiRel. Convertisseurs Buck génèrent une tension de sortie DC qui est inférieur à l’entrée. En d’autres termes, flambage vers le bas ou en diminuant la tension d’alimentation. La vidéo « convertisseur DC/DC Buck » discute comment buck convertisseurs fonctionnent et illustre leur utilisation avec des expériences sur la carte de pôle de puissance HiRel. Convertisseurs Flyback génèrent une tension de sortie DC qui peut être supérieure ou inférieure à l’entrée DC. Veuillez regarder la vidéo « Convertisseur Flyback » pour voir comment ils sont issus de l’assemblage d’un convertisseur buck avec un convertisseur boost pour obtenir le comportement des deux.

Vous avez juste regardé introduction de Jupiter à l’Office de pôle de puissance HiRel. Vous devez maintenant comprendre la conception du Conseil d’administration, comment mettre en place et comment l’utiliser pour des expériences avec des circuits de convertisseur DC / DC. Merci de regarder !

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