Существует множество различных топологий импульсных регуляторов. Некоторые из них, такие как классический понижающий преобразователь, очень широко распространены. Однако есть также несколько менее известных импульсных DC/DC преобразователей, включая топологию Zeta. Различают базовые и расширенные топологии. В базовых топологиях используются только два коммутатора, один дроссель и два конденсатора. Это неизолированные импульсные регуляторы, то есть регуляторы без гальванической развязки. К этой категории относятся понижающие, повышающие и инвертирующие понижающе-повышающие преобразователи. Все остальные топологии требуют дополнительных компонентов. Например, для преобразователя SEPIC также необходимы конденсатор связи и второй дроссель. Помимо неизолированных импульсных регуляторов, существуют такие, в которых для реализации гальванической развязки используется трансформатор.
Для разработчиков схем источник питания часто представляется черным ящиком или 4-полюсным элементом. Он имеет две входные и две выходные линии. На Рисунке 1 показано условное обозначение блок-схемы DC/DC преобразователя. DC/DC преобразователь, не имеющий гальванической развязки, показан вверху рисунка, а гальванически изолированный преобразователь показан внизу.
 |
|
| Рисунок 1. | Импульсный блок питания показан в виде черного ящика. |
Информация о шумах на клеммах на Рисунке 1 не представлена. Импульсные регуляторы различных топологий различаются поведением с точки зрения шумов на клеммах 2-портовой цепи. На Рисунке 2 показан универсальный понижающий преобразователь ADP2441 от Analog Devices для промышленных приложений. Он преобразует входное напряжение 24 В в 3.3 В на выходе. Можно видеть, что при такой топологии со стороны входа генерируются импульсные токи, и, следовательно, она очень шумная. Когда верхний коммутатор ADP2441 включен, ток течет в клемму A. Когда этот коммутатор выключен, ток через узел A не течет. Однако на выходной стороне C уровень шума очень мал. Здесь дроссель в выходном тракте обеспечивает отсутствие импульсного тока на стороне выхода.
 |
|
| Рисунок 2. | Практическая конструкция топологии импульсного регулятора. |
Для того, чтобы разработчики систем могли получить полезную информацию об основах поведения импульсных регуляторов на этапе концептуального проектирования, была составлена Таблица 1. В ней представлены наиболее распространенные топологии импульсных регуляторов. В первой строке указан уровень шума на входе, то есть на клеммах A и B двухпортовой цепи. Во второй строке указано, является ли шум высоким или низким на выходной стороне, то есть на клеммах C и D двухпортовой цепи. В Таблице 1 показаны низкий и высокий уровни шума.
| Таблица 1. | Обзор распространенных топологий импульсных регуляторов и их свойств с точки зрения шума на входе и выходе | ||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||
С помощью дополнительной фильтрации, например, используя отдельные LC-фильтры, уровень кондуктивных помех в схеме импульсного регулятора можно значительно снизить. Таким образом, можно устранить недостатки, указанные в Таблице 1. Тем не менее, разработчики систем должны знать, на каких клеммах DC/DC преобразователей уровни шума особенно высоки. Зная это, они могут заранее предусмотреть соответствующий фильтр и необходимое дополнительное пространство на плате, которое занимают эти фильтры.
Купить ADP2441 на РадиоЛоцман.Цены
