0
Pozitif çıkışlı, yalıtımsız bir DC beslemede modülün giriş uçlarındaki gerilimi yükün ihtiyaç duyduğu gerilimle karşılaştırın. Giriş her zaman hedefin üzerindeyse ve tam yükte yeterli gerilim payı kalıyorsa düşürücü (buck) seçin. Her zaman altındaysa yükseltici (boost) kullanın. Giriş hedefin iki tarafına da geçiyor ve çıkışın sürekli regüle edilmesi gerekiyorsa polariteyi ters çevirmeyen bir düşürücü-yükseltici seçin.
Giriş aralığınıza hangi dönüştürücü uygun?
Modül uçlarındaki örnek gerilimler. Üç gösterge de aynı 0–12 V ölçeğini kullanır.
Düşürücü (buck)
Giriş sınırlarını, tam yükte gereken gerilim payını ve sürekli çıkış akımını kontrol edin.
Yükseltici (boost)
Modülün 3,0 V ile başlayabildiğini ve bu gerilimde yükü sürekli besleyebildiğini doğrulayın.
Terslemeyen düşürücü-yükseltici
Çıkışın pozitif olduğunu ve giriş 3,3 V seviyesini geçerken regülasyonun korunduğunu doğrulayın.
Gerilimin yanı sıra ne değişir?
5 V gerilimde 1 A çeken bir yük, ister düşürücü ister doğrusal regülatörle beslensin, 5 W tüketir. 12 V kaynaktan çekilen akım ve regülatörde ısıya dönüşen güç ise değişir.
Düşürücüde kaynağı giriş akımına, kartı çıkış akımına göre seçin. Doğrusal regülatörde asıl güçlük, 7 W ısıyı uzaklaştırmaktır.
Regüle edilmiş 12 V kaynaktan 5 V ve 1 A isteyen bir yükü beslemek için Elecbee sabit 5 V çıkışlı düşürücü modülü (EB0044142) değerlendirebilirsiniz. Ürün sayfası giriş aralığını 7–26 V olarak verir ve uzun süreli kullanımda akımın 1,6 A değerini aşmamasını önerir. 3 A azami değerdir. Kutu içindeki soğutmayı kontrol edin.
Geleneksel buck ve boost devrelerinde anahtar, bobinin enerji depolama ve aktarma zamanını belirler. İki örnekte de diyot ve çıkış kondansatörü C vardır. Düşürücüde anahtar besleme tarafında, yükselticide ise dönüş kolundadır.
Düşürücü (buck)
Yükseltici (boost)
Giriş gerilimi aralığı nasıl ölçülür?
Pil veya kaynak üzerindeki anma değeri, modüldeki gerilim aralığını tek başına göstermez. Hem kaynak gerilimi değişir hem de akım yolunda kayıp oluşur. Anma gerilimi 3,7 V olan lityum iyon hücre tam doluyken yaklaşık 4,2 V verir, boşaldıkça veya ağır yükte gerilimi düşer. Regülesiz kaynak da hafif yükte anma değerini aşabilir. Akım geçerken kablolar, konnektörler, sigortalar ve pil koruma anahtarları ek gerilim düşümüne yol açar.
En düşük değeri bulmak için deşarj sonuna yakın, en ağır yükte doğrudan modül girişini ölçün. Alternatif olarak aynı yükte kaynak uçlarında ölçüm yapıp ölçüm noktaları ile modül arasındaki gidiş ve dönüş yollarının toplam gerilim düşümünü çıkarın.
Bu kaybı bir kez hesaba katın. Kablonun modül tarafında ölçtüyseniz düşüm zaten ölçüme yansımıştır. Pil tam doluyken hafif yükte veya yüksüz durumda en yüksek gerilimin de giriş sınırını aşmadığını doğrulayın.
Aralığın iki ucunu hedef çıkışla karşılaştırın. Yalnızca yükselten bir kart yüksek girişi düşüremez. Düşürücüde ise en düşük girişte, o kartın yük altında regülasyonu korumak için istediği en küçük giriş-çıkış farkı belirleyicidir.
Girişte 5,10 V varken çıkışta 5 V korunur mu?
Yükün uçlarında 5,00 V ±%5, yani 4,75–5,25 V kabul ettiğini varsayın. Tam yükte modül girişi 5,10 V’a düşüyor. Aday düşürücü, bu akımda 5,00 V’u korumak için 0,30 V gerilim farkı istiyor.
Gereken payın 0,20 V’u eksiktir. Bu durumda 5,00 V garanti edilemez, ancak çıkışın 4,80 V olacağı sonucu çıkarılamaz. Çıkış girişi izleyebilir, ani yükte regülasyon bozulabilir veya düşük gerilim koruması devreyi kapatabilir. İstenen akım için üreticinin verdiği karakteristiğe bakın.
Regüle edilmiş 5,00 V şartsa kablo kayıplarını azaltarak girişi 5,30 V üzerinde tutup tutamayacağınızı veya eldeki 0,10 V farkla çalışabilen başka bir düşürücü olup olmadığını kontrol edin. Kaynak hedefin altına inebiliyorsa terslemeyen bir düşürücü-yükseltici düşünün.
Yük ±%5 toleransın tamamını kullanabiliyorsa belgelenen çıkış davranışını ve çıkış kablolarındaki düşümü dikkate alarak yükte hem 4,75 V alt sınırını hem 5,25 V üst sınırını doğrulayın. Regülasyon kaybolduğunda bile yük gerilimi çalışma boyunca toleransta kalabilir.
Pil gerilimi çıkış gerilimini geçtiğinde
Dolu hücreyle 3,3 V’un üzerinde başlayan giriş, yük altında deşarjla 3,3 V’un altına düşebilir. Aralığın tamamında hassas regülasyon için hem düşürme hem yükseltme gerekir.
Buck-boost etiketli modülde önce polariteyi kontrol edin. Klasik tek bobinli tersleyen devre, ortak toprağa göre negatif çıkış verir. Pozitif çıkış istiyorsanız terslemeyen yapı kullanın ve giriş hedef gerilimden geçerken kesintisiz regülasyonu doğrulayın. Terslemeyen yapı mutlaka dört anahtar gerektirmez. Geçiş bölgesindeki belirtilmiş davranışı esas alın.
Kaynak en düşük gerilimde yükü besleyebilir mi?
Çıkış gücü aynı ve verim benzerken giriş gerilimi düştükçe ortalama giriş akımı artar. Kaynağı ve modülü, modül uçlarında beklenen en düşük gerilimde ayrı ayrı değerlendirin. O çalışma noktasındaki verimi ondalık sayı olarak kullanın ve diğer sınırları da kontrol edin.
Ortalama giriş akımı (A) = çıkış gerilimi (V) × yük akımı (A) ÷ [modüldeki en düşük giriş gerilimi (V) × verim]
Giriş 3,0 V’a düştüğünde yük hâlâ 5 V ve 1 A, yani 5 W istiyor. Aşağıdaki iki durumda da o noktadaki verimi %85 varsayıp formülde 0,85 kullanıyoruz.
5 V’ta 1 A verebilmek için
Kaynağın sürekli akımı 1,50 A ile sınırlıysa
Hesap, kaynağın kararlı durumdaki gücünü kontrol eder. Ardından kartın öngörülen sıcaklık ve hava akışında yükü sürekli besleyebildiğini ve sistemin en düşük girişte başlayabildiğini doğrulayın.
Modülün teknik belgesinde “2 A” ne anlama gelir?
Örnekte yük 1 A çekerken 3,0 V kaynak ortalama yaklaşık 1,96 A sağlar. Yükselticide bobin akımı her anahtarlama çevriminde inip çıkar ve anahtar daha yüksek anlık tepe akımı görür. “2 A” değerinin hangi akımı belirttiğini parametrenin adı ve test koşulları gösterir.
Aynı yük için iki örnek ürün açıklamasına bakalım.
- A kartında yalnızca başlıkta “2 A” yazar. 3,0 V giriş ve 5 V çıkış için sürekli çıkış akımını ve soğutma koşullarını isteyin. Bunlar olmadan yükü besleyebileceği kesinleşmez.
- B kartında çalışma eğrileri vardır. 5 V çıkış eğrisinde 3,0 V giriş noktasındaki akımı okuyup 1 A ile karşılaştırın. Sonra aynı giriş ve yükteki verimle kaynak akımını hesaplayın. Eğrinin tipik mi garantili mi olduğunu ve testteki soğutmanın kutunuza uyup uymadığını kontrol edin.
Yük bağlıyken gereken en düşük başlatma gerilimini bulun. İlk akım darbesini kaynağın izin verilen darbe akımıyla karşılaştırın ve modül girişinin ne kadar çöktüğünü kontrol edin. Zayıf pille çalışmaya devam eden bir kart aynı pille yeniden başlayamayabilir. TI yükseltici başlatma ölçümleri
TI, TPS61022 için anahtarın vadi akımı sınırını 3,6 V giriş ve 5 V çıkışta belirtir. Vadi, bobin akımının bir anahtarlama çevrimindeki en düşük noktasıdır.
| En düşük | Tipik | En yüksek |
|---|---|---|
| 6,5 A | 8 A | 10 A |
TI, farklı bir çalışma noktasında, 1,8 V giriş ve 5 V çıkış için 6,5 A alt sınırını, bobin akımı dalgalanmasını ve %87 verimi kullanarak 2,12 A çıkış akımı hesaplar. Tipik 8 A ile hesaplanan 2,12 A farklı akımlardır. TI akım hesabı örneği
Pille çalışan yük yeniden başladığında nereler ölçülmeli?
Gerilimleri aynı yük değişiminde karşılaştırın. Kaynak uçlarında ve modül girişinde ölçün. Çıkış kablosu varsa hem kartın çıkışında hem de yükte ölçüm alın.
Kaynak uçları ile modül girişini karşılaştırın
Yük açıldığında gerilim kaynakta belirgin şekilde düşüyorsa pilin doluluğunu, sürekli akım kapasitesini ve yükün gerçekten ne kadar akım çektiğini kontrol edin.
Kaynak sabit kalırken modül girişi düşüyorsa gidiş ve dönüş kablolarını, konnektörleri, anahtarları ve sigorta yuvalarını inceleyin.
Düşüm modülde mi, çıkış kablosunda mı?
Düşürücüde giriş hedefe yaklaşırken çıkış düşüyorsa gerilim payı yetersiz olabilir. Aşırı yük veya ısıl sınırlama da etkili olabilir.
Kartın çıkışı sabitken yük uçlarındaki gerilim düşüyorsa çıkış kablosunu ve bağlantıları kontrol edin. Giriş çalışma aralığında kaldığı hâlde kartın çıkışı düşüyorsa akım ve sıcaklık sınırlarıyla yükün talebini inceleyin.
Açılışta mı, ısındıktan sonra mı yeniden başlıyor?
Multimetre değerleri ortalar ve örnekleme hızına bağlı olarak kısa düşüşleri kaçırabilir. Ölçüm normal görünürken açılışta veya ani yükte yeniden başlama oluyorsa giriş ve çıkıştaki kısa düşüşleri hızlı min/maks kaydıyla veya osiloskopla izleyin.
Soğukta sorunsuz başlayıp sonradan kesiliyorsa pilin boşalmasıyla giriş geriliminin düşmesini ve aynı güçte giriş akımının artmasını, kartın ısıl sınırlamaya girmesinden ayırt edin. Yeniden başlama anında giriş gerilimini ve kart sıcaklığını kaydedin.
Gerçek giriş aralığını, hedef çıkışı ve en ağır koşuldaki akımı belirledikten sonra bunları DC-DC dönüştürücülerin teknik özellikleriyle karşılaştırabilirsiniz.
