وبلاگ شرکت در مورد تبدیل کننده های DC / DC TI: تبدیل کننده Buck، تبدیل کننده Boost، تبدیل کننده Buck-Boost

تامین مبدل های DC/DC TI: مبدل باک، مبدل تقویت کننده، مبدل باک-بوست

Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd.یک توزیع کننده مشهور قطعات الکترونیکی است که متعهد به ارائه خدمات با کیفیت بالا به مشتریان خود از طریق تخصص، یکپارچگی، دانش فنی و تجربه گسترده است.

مزایای تامین:

1. تضمین کیفیت و اصالت

منبع‌یابی مستقیم از تولیدکنندگان/کانال‌های مجاز: ما با بیش از 500 تولیدکننده نیمه‌رساناهای مشهور در سرتاسر جهان شراکت بلندمدت برقرار کرده‌ایم. محصولات 100% اورجینال با قابلیت ردیابی دسته ای.

کنترل کیفیت دقیق: دارای گواهینامه ISO 9001 و ISO 14001. ما برای از بین بردن محصولات تقلبی و مرمت شده، بازرسی های سرتاسری را اجرا می کنیم.

2. انبار فراوان و ارسال سریع

موجودی گسترده: انبارهای هوشمند در شنژن، هنگ کنگ، تایوان و سایر مکان‌ها، با بیش از 2 میلیون SKU در انبار و بیش از 5000 محصول با تقاضای بالا که همیشه در انبار نگهداری می‌شوند.

ارسال سریع: 98 درصد سفارشات ظرف 24 ساعت ارسال می شود. نیازهای فوری را می توان در عرض 48 ساعت تحویل داد و زمان خرید را به طور قابل توجهی کوتاه کرد.

3. پوشش محصول و خدمات یک مرحله ای

پوشش جامع محصول: میکروکنترلرها (MCU)، ریزپردازنده‌ها (MPU)، آی‌سی‌های مدیریت توان، آرایه‌های دروازه‌ای قابل برنامه‌ریزی میدانی (FPGA)، پردازنده‌های سیگنال دیجیتال (DSP)، مبدل‌های آنالوگ به دیجیتال/ مبدل‌های دیجیتال به آنالوگ (ADC/DAC)، دستگاه‌های پوشش دهنده برق، سنسورهای الکترونیکی و مصرف‌کننده‌های الکترونیکی بیشتر اینترنت اشیا (IoT).

سفارش یک مرحله ای: ما یک راه حل کامل از انتخاب محصول و نقل قول گرفته تا تحویل و پشتیبانی پس از فروش ارائه می دهیم که فرآیند خرید را ساده می کند.

انعطاف پذیری تدارکات: ما از سفارشات تک واحدی (نمونه ها) و سفارشات تولید در مقیاس بزرگ پشتیبانی می کنیم.

I. مبدل باک: تبدیل گام به پایین با کارایی بالا با سازگاری گسترده

1. اصل عملیات و ویژگی های کلیدی

مبدل باک یک مبدل DC/DC غیر ایزوله است که ولتاژ خروجی کمتر از ولتاژ ورودی تولید می کند. همچنین به عنوان یک مبدل گام به پایین شناخته می شود. توپولوژی هسته آن شامل یک سوئیچ قدرت (MOSFET)، یک دیود چرخ آزاد (یا یکسو کننده سنکرون)، یک سلف، یک خازن و یک کنترلر است. در حین کار، کنترلر از سیگنال مدولاسیون عرض پالس (PWM) برای کنترل روشن و خاموش شدن کلید برق استفاده می کند: وقتی سوئیچ روشن است، ولتاژ ورودی برق را از طریق سلف به بار می رساند و بخشی از انرژی در سلف ذخیره می شود. هنگامی که سوئیچ خاموش است، سلف انرژی ذخیره شده را از طریق دیود چرخ آزاد آزاد می کند و تداوم جریان بار را حفظ می کند و در نهایت به یک خروجی ولتاژ پایین پایدار می رسد.

مبدل های کاهنده TI از یک معماری کنترل پیشرفته استفاده می کنند. اکثر محصولات دارای یک ماسفت اصلاح همزمان هستند. در مقایسه با راه‌حل‌های ناهمزمان سنتی، این به طور قابل‌توجهی تلفات هدایت را کاهش می‌دهد و راندمان به بیش از 90 درصد بهبود می‌یابد. برخی از محصولات سطح بالا حتی به راندمان بیش از 95 درصد دست می یابند. در عین حال، آنها دارای محدوده ولتاژ ورودی گسترده، ریپل کم، دقت خروجی بالا و پاسخ سریع گذرا هستند، در حالی که عملکردهای حفاظتی مانند حفاظت از اضافه ولتاژ، جریان اضافه و دمای بیش از حد را نیز در بر می گیرند و در نتیجه قابلیت اطمینان سیستم را افزایش می دهند. علاوه بر این، مبدل‌های باک TI عمدتاً در بسته‌های فشرده موجود هستند. هنگامی که با سلف‌ها و خازن‌های خارجی استفاده می‌شوند، طرح‌های مدار فشرده‌ای را امکان‌پذیر می‌کنند که تقاضا برای تجهیزات کوچک را برآورده می‌کند.

2. محصولات اصلی و مزایای فنی TI

TI طیف وسیعی از مبدل‌های کاهنده را با سناریوهای کاربردی مختلف راه‌اندازی کرده است که مناطقی مانند کاربردهای کم مصرف، پرمصرف، خودرویی و صنعتی را پوشش می‌دهد. در این میان، سری TPS5430 یک مبدل کلاسیک صنعتی کلاسیک است که از ولتاژ ورودی از 4.5 ولت تا 28 ولت پشتیبانی می کند، با ولتاژ خروجی قابل تنظیم و حداکثر جریان خروجی 3A. با استفاده از کنترل حالت جریان، پاسخ سریع گذرا را ارائه می دهد و برای کاربردهایی مانند اتوماسیون صنعتی و ابزار دقیق مناسب است. سری TPS62170، از سوی دیگر، محصولی است که به طور خاص برای لوازم الکترونیکی مصرفی کم مصرف طراحی شده است. با محدوده ولتاژ ورودی 2.7 ولت تا 6 ولت و جریان خروجی 1.5 آمپر، دارای جریان ساکن تنها 17 میکروآمپر است و از حالت صرفه جویی در مصرف انرژی پشتیبانی می کند و راندمان بالا را حتی در شرایط بار سبک حفظ می کند. این به طور گسترده ای در دستگاه های قابل حمل مانند تلفن های همراه، تبلت ها و دستگاه های پوشیدنی استفاده می شود.

برای کاربردهای خودرو، مبدل‌های باک سری TPS54620-Q1 TI با استاندارد AEC-Q100 مطابقت دارند، ولتاژ ورودی از 4.5 ولت تا 60 ولت را پشتیبانی می‌کنند و می‌توانند نوسانات ولتاژ و نوسانات ولتاژ و نوسانات گذرا را در هنگام راه‌اندازی خودرو تحمل کنند. با حداکثر جریان خروجی 6 آمپر، آنها ایمنی عالی در برابر تداخل و پایداری دما را ارائه می دهند و برای کاربردهایی مانند سیستم های ناوبری داخل خودرو، روشنایی خودرو و سیستم های سرگرمی داخل خودرو مناسب هستند. علاوه بر این، TI مبدل های گام به گامی را با دستگاه های GaN (نیترید گالیوم) مانند سری LMG3410 راه اندازی کرده است. با استفاده از مقاومت روشن و فرکانس بالای سوئیچینگ دستگاه‌های GaN، این مبدل‌ها چگالی توان و راندمان تبدیل را بیشتر افزایش می‌دهند و آن‌ها را برای کاربردهایی که به توان خروجی بالا و فاکتورهای فرم فشرده نیاز دارند، مناسب می‌سازند.

3. برنامه های کاربردی معمولی

مبدل های کاهنده پرکاربردترین نوع مبدل DC/DC هستند و تقریباً در تمام سناریوهایی که نیاز به تبدیل DC ولتاژ بالا به DC ولتاژ پایین دارند یافت می شوند. در لوازم الکترونیکی مصرفی، از آنها برای تبدیل ولتاژ 3.7 ولت از باتری های لیتیوم یونی به 1.8 و 3.3 ولت مورد نیاز تراشه ها و سنسورها استفاده می شود. در بخش صنعتی، از آنها برای تبدیل منبع تغذیه صنعتی 24 ولت به 5 و 12 ولت مورد نیاز PLC ها، درایوهای فرکانس متغیر و مدارهای درایو موتور سروو استفاده می شود. در الکترونیک خودرو، از آنها برای تبدیل منبع تغذیه 12 ولت یا 24 ولت خودرو به ولتاژهای عملیاتی مورد نیاز دستگاه های الکترونیکی مختلف داخل خودرو استفاده می شود. و در تجهیزات مخابراتی، از آنها برای کاهش ولتاژ در ماژول های منبع تغذیه برای ایستگاه های پایه، روترها و دستگاه های مشابه استفاده می شود و عملکرد پایدار تراشه های هسته را تضمین می کند.

II. مبدل تقویتی: تبدیل ولتاژ پایین به ولتاژ بالا برای برآورده کردن نیازهای خاص

1. اصل عملیات و ویژگی های کلیدی

مبدل تقویت کننده یک مبدل DC/DC غیر ایزوله با ولتاژ خروجی بالاتر از ولتاژ ورودی است. همچنین به عنوان یک مبدل پله‌آپ نیز شناخته می‌شود. توپولوژی آن شبیه به مبدل باک است، اما تنظیمات اتصال سلف، ترانزیستور سوئیچینگ و دیود چرخ آزاد متفاوت است. در حین کار، هنگامی که ترانزیستور سوئیچینگ روشن است، ولتاژ ورودی سلف را شارژ می کند و انرژی را ذخیره می کند. هنگامی که دستگاه سوئیچینگ خاموش می شود، emf القایی تولید شده توسط سلف بر روی ولتاژ ورودی قرار می گیرد. سپس این ولتاژ از طریق دیود چرخ آزاد به بار عرضه می شود و خازن را شارژ می کند و در نتیجه ولتاژ خروجی بالاتر از ولتاژ ورودی به دست می آید. مقدار ولتاژ خروجی را می توان از طریق چرخه وظیفه سیگنال PWM تنظیم کرد.

مبدل های تقویت کننده TI برای نیازهای کاربردی مختلف بهینه شده اند و دارای محدوده ولتاژ ورودی گسترده، نسبت افزایش سرعت بالا، ریپل کم و قابلیت اطمینان بالا هستند. اکثر محصولات از راه‌اندازی با ولتاژ پایین پشتیبانی می‌کنند و برخی از آنها می‌توانند به طور معمول در ولتاژ ورودی کمتر از 0.8 ولت کار کنند، که آنها را برای دستگاه‌های قابل حمل با باتری مناسب می‌سازد. استفاده از فناوری یکسوسازی همزمان یا طرح‌های دیود آزاد با تلفات کم تلفات سوئیچینگ و هدایت را کاهش می‌دهد و در نتیجه راندمان تبدیل را بهبود می‌بخشد. عملکرد یکپارچه شروع نرم از آسیب رساندن جریان هجومی به اجزاء در هنگام راه اندازی جلوگیری می کند. و عملکردهای حفاظت از اضافه ولتاژ، جریان اضافه و اتصال کوتاه عملکرد ایمن و پایدار سیستم را تضمین می کند. علاوه بر این، مبدل های تقویت کننده TI از فرکانس های سوئیچینگ بالا پشتیبانی می کنند و به استفاده از سلف ها و خازن های فشرده برای کاهش اندازه مدار اجازه می دهند.

2. محصولات اصلی و مزایای فنی TI

طیف مبدل های تقویت کننده TI چندین دسته را پوشش می دهد، از جمله انواع کم مصرف، توان بالا و ولتاژ ورودی گسترده، تا نیازهای تقویت را در برنامه های مختلف برآورده کند. سری TPS61088 نمونه بارز یک مبدل تقویت کننده کم مصرف با محدوده ولتاژ ورودی 0.9 ولت تا 5.5 ولت، ولتاژ خروجی قابل تنظیم، حداکثر جریان خروجی 2 آمپر و جریان خاموش تنها 22 μA است. از حالت صرفه جویی در مصرف انرژی پشتیبانی می کند و بازده بار نوری بیش از 85 درصد را به دست می آورد و برای محصولاتی که با یک باتری لیتیوم یونی یا سلول خشک تغذیه می شوند، مانند هدفون بلوتوث، مچ بند هوشمند و دستگاه های پزشکی قابل حمل مناسب است.

برای کاربردهای بوست با توان بالا، سری کنترلرهای تقویت کننده TPS40210 از ولتاژ ورودی از 4.5 ولت تا 60 ولت پشتیبانی می کند و می تواند ماسفت های خارجی را هدایت کند و حداکثر توان خروجی چند صد وات را ارائه دهد. این کنترل‌کننده‌ها با استفاده از کنترل حالت ولتاژ، محدوده چرخه کاری گسترده و پاسخ سریع گذرا را ارائه می‌دهند و آنها را برای کاربردهایی مانند منابع تغذیه صنعتی، درایورهای LED و اینورترهای فتوولتائیک مناسب می‌سازند. مبدل تقویت کننده کلاس خودرو TPS61175-Q1 با استاندارد AEC-Q100 مطابقت دارد، با محدوده ولتاژ ورودی 2.7 ولت تا 18 ولت و حداکثر ولتاژ خروجی 36 ولت. پایداری دمایی عالی و مصونیت در برابر تداخل را ارائه می دهد و برای کاربردهایی مانند چراغ های جلو LED خودرو و شارژرهای داخل خودرو مناسب است. علاوه بر این، مبدل های تقویت کننده سری TPS61165 TI، عملکرد درایو LED را ادغام می کند، که امکان هدایت مستقیم LED های متعدد متصل به سری را فراهم می کند و طراحی مدار را ساده می کند. آنها به طور گسترده در برنامه هایی مانند نور پس زمینه صفحه نمایش و تجهیزات نورپردازی استفاده می شوند.

3. برنامه های کاربردی معمولی

مبدل های تقویت کننده عمدتاً در برنامه هایی استفاده می شوند که نیاز به تبدیل DC ولتاژ پایین به DC ولتاژ بالا دارند. در دستگاه های قابل حمل، از آنها برای افزایش ولتاژ 3.7 ولت یک باتری لیتیومی تک سلولی به 5 ولت (برای تغذیه دستگاه های USB)، 9 ولت یا 12 ولت (برای به حرکت درآوردن موتورها و سنسورهای کوچک) استفاده می شود. در زمینه روشنایی LED، از آنها برای افزایش منابع تغذیه ولتاژ پایین به ولتاژ بالا مورد نیاز LED ها استفاده می شود و درایو جریان ثابت را ممکن می کند. در سیستم های فتوولتائیک، آنها برای افزایش خروجی ولتاژ پایین از سلول های فتوولتائیک برای اتصال به شبکه یا دستگاه های ذخیره انرژی استفاده می شوند. در الکترونیک خودرو، از آنها برای افزایش منبع تغذیه 12 ولت داخلی به ولتاژ بالا مورد نیاز تجهیزاتی مانند تهویه مطبوع و سیستم های صوتی استفاده می شود. در بخش صنعتی از آنها برای تنظیم سیگنال و افزایش منبع تغذیه در دستگاه هایی مانند سنسورها و فرستنده ها استفاده می شود.

III. مبدل Buck-Boost: تنظیم ولتاژ انعطاف پذیر، مناسب برای محدوده ولتاژ وسیع

1. اصل عملیات و ویژگی های اصلی

مبدل باک بوست یک مبدل DC/DC غیر ایزوله است که قادر به تولید ولتاژ خروجی بالاتر، کمتر یا مساوی با ولتاژ ورودی است. توپولوژی آن ویژگی های مبدل های باک و تقویت کننده را با هسته شامل کلیدهای قدرت، سلف ها، خازن ها و یک کنترل کننده ترکیب می کند. برخی از محصولات از معماری چهار سوئیچ استفاده می کنند، در حالی که برخی دیگر از معماری تک سلف و دو سوئیچ استفاده می کنند. در حین کار، کنترل‌کننده سوئیچ‌های قدرت را بین حالت‌های روشن و خاموش سوئیچ می‌کند تا به طور انعطاف‌پذیری به حالت‌های عملیاتی buck یا boost دست یابد: زمانی که ولتاژ ورودی بالاتر از ولتاژ خروجی باشد، مبدل در حالت buck کار می‌کند. هنگامی که ولتاژ ورودی کمتر از ولتاژ خروجی است، در حالت بوست کار می کند. و هنگامی که ولتاژهای ورودی و خروجی نزدیک هستند، یک حالت ترکیبی یک انتقال صاف را برای حفظ ولتاژ خروجی پایدار تضمین می کند.

مبدل های باک بوست TI مزایای کلیدی مانند دامنه وسیع ولتاژ ورودی، تنظیم ولتاژ انعطاف پذیر، راندمان تبدیل بالا و ریپل کم را ارائه می دهند. اکثر محصولات ماسفت های تمام پل برق را یکپارچه می کنند و تعداد اجزای خارجی را کاهش می دهند و طراحی مدار را ساده می کنند. آنها از الگوریتم های کنترلی پیشرفته برای فعال کردن سوئیچینگ بدون درز بین حالت های buck و boost، بدون نوسانات ولتاژ در طول انتقال و پاسخ سریع گذرا استفاده می کنند. آنها از جریان ساکن کم و راندمان بالا در بارهای سبک پشتیبانی می کنند و نیازهای عمر باتری دستگاه های با باتری را برآورده می کنند. آنها عملکردهای حفاظتی متعددی را شامل می شوند، از جمله حفاظت در برابر ولتاژ، جریان بیش از حد، دمای بیش از حد و حفاظت از اتصال کوتاه، در نتیجه قابلیت اطمینان سیستم را افزایش می دهند. برخی از محصولات از تحویل انرژی دو طرفه پشتیبانی می‌کنند و بازیابی انرژی را امکان‌پذیر می‌کنند و برای کاربردهایی مانند ذخیره‌سازی انرژی و شارژ و دشارژ باتری مناسب هستند.

2. محصولات اصلی و مزایای فنی TI

TI طیف وسیعی از مبدل‌های افزایش قیمت را برای سناریوهای کاربردی مختلف راه‌اندازی کرده است که بخش‌هایی مانند لوازم الکترونیکی مصرفی، صنعتی، خودرو و ارتباطات را پوشش می‌دهد. سری TPS631010 نمونه بارز مبدل باک بوست مینیاتوری است که از یک بسته تراشه سطح ویفر (WCSP) با ابعاد فقط 1.803 میلی‌متر × 0.905 میلی‌متر، با محدوده ولتاژ ورودی 1.8 ولت تا 5.5 ولت، با حداکثر جریان خروجی قابل تنظیم، ولتاژ خروجی 1. کنترل حالت اوج جریان، یک تابع خاموش کردن واقعی، و محدود کردن جریان رو به جلو و معکوس. برای دستگاه های فشرده مانند پوشیدنی ها، گوشی های هوشمند و تبلت ها مناسب است.

برای کاربردهای صنعتی، مبدل‌های باک بوست سری TPS55060-Q1 ولتاژ ورودی از 2.7 ولت تا 60 ولت، با ولتاژ خروجی قابل تنظیم و حداکثر جریان خروجی 1 A را پشتیبانی می‌کنند. مطابق با استانداردهای دمای صنعتی، مصونیت عالی در برابر تداخل و پایداری ارائه می‌دهند و آنها را برای سنسورهای صنعتی، سنسورهای ذخیره انرژی و دستگاه‌های قابل حمل مشابه مناسب می‌سازند. در بخش خودرو، سری‌های TPIC74100-Q1 و TPS5516x-Q1 با استاندارد AEC-Q100 مطابقت دارند، ولتاژ ورودی از 3 ولت تا 40 ولت را پشتیبانی می‌کنند و می‌توانند نوسانات گسترده‌ای را که معمولی منبع تغذیه خودرو هستند، تحمل کنند. این محصولات با حداکثر جریان خروجی 1 A و معماری یکپارچه چهار سوئیچ که طراحی را ساده می کند، برای کاربردهایی مانند الکترونیک داخل خودرو و سیستم های مدیریت باتری مناسب هستند. بعلاوه، سری IC های مدیریت توان (PMIC) TPS6521815 TI دارای سه مبدل باک، یک مبدل باک بوست و یک مبدل LDO است که خروجی های چند ولتاژی را فعال می کند و آنها را برای طراحی های پیچیده منبع تغذیه سیستم مناسب می کند.

3. برنامه های کاربردی معمولی

مبدل های باک بوست برای کاربردهایی که ولتاژ ورودی در محدوده وسیعی در نوسان است و ولتاژ خروجی انعطاف پذیر مورد نیاز است، مناسب هستند. در دستگاه های قابل حمل، آنها برای مدیریت انرژی در تجهیزات باتری لیتیوم یون استفاده می شوند، که طیف وسیعی از ولتاژ باتری های لیتیوم یون را از 4.2 ولت کاملا شارژ شده تا 2.5 ولت تخلیه شده، تطبیق می دهد و ولتاژ خروجی پایدار را تضمین می کند. در الکترونیک خودرو، از آنها در سناریوهایی استفاده می شود که منبع تغذیه داخل خودرو به طور قابل توجهی نوسان می کند، مانند افت ولتاژ در هنگام راه اندازی یا نوسانات ولتاژ ناشی از تغییرات ناگهانی بار، که عملکرد عادی تجهیزات الکترونیکی داخل خودرو را تضمین می کند. در بخش صنعتی، آنها در دستگاه هایی مانند سنسورها و فرستنده ها استفاده می شوند که طیف وسیعی از ولتاژ ورودی منابع تغذیه صنعتی را در خود جای می دهند. در سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی، از آنها برای مدیریت شارژ و دشارژ بسته‌های باتری استفاده می‌شود که تبدیل انرژی دو طرفه را ممکن می‌سازد. در تجهیزات مخابراتی، از آنها برای تبدیل توان پشتیبان در دستگاه هایی مانند ایستگاه های پایه و روترها استفاده می شود و از پایداری ولتاژ در هنگام سوئیچینگ برق اطمینان حاصل می شود.