Реле Tianbo - ресурс 10 млн переключений

Автоматический контроль нагрузки экономит энергию в высоковольтном преобразователе

Семейства микромощных DC/DC преобразователей используются в удивительном количестве приложений с высоким выходным напряжением. Эти приложения включают электролюминесцентные панели, специализированные измерительные трубки и ксеноновые стробоскопы. Одной из ключевых особенностей микромощных преобразователей является низкий собственный ток потребления. Поскольку ток покоя намного меньше тока саморазряда обычных щелочных элементов, в тех случаях, когда нагрузка является прерывистой или отключается с помощью цифрового управления, от традиционного переключателя ВКЛ/ВЫКЛ можно отказаться.

Выбираем схему BMS для заряда литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

Максимальное коммутируемое напряжение для многих микромощных устройств составляет 50 В. Для более высоких выходных напряжений часто рекомендуется схема, показанная на Рисунке 1. Она сочетает в себе повышающий регулятор и утроитель напряжения на основе зарядового насоса для получения выходного напряжения до 150 В. Выходное напряжение воспринимается резистивным делителем, который постоянно потребляет ток около 12 мкА. Кажется, что это не так уж много, но в пересчете на 3-вольтовую батарею ток превышает 3 мА. Вместе с собственным током 320 мкА микросхемы LT1107 ток батареи без нагрузки составляет 3.5 мА. В режиме ожидания это недопустимо много даже для двух элементов D.

Автоматическое отключение снижает ток батареи до 350 мкА.
Рисунок 1. Автоматическое отключение снижает ток батареи до 350 мкА.

Чтобы снизить ток покоя до приемлемого уровня была добавлена схема, состоящая из транзисторов Q1 и Q2. При токе нагрузки более 50 мкА транзистор Q1 включается, Q2 выключается, и резистор 9.1 МОм (R4) замыкает цепь обратной связи. Резисторы R2, R3 и R4 определяют уровень выходного напряжения 128 В.

Если ток нагрузки падает ниже 50 мкА, транзистор Q1 выключается, а Q2 включается, закорачивая резистор R4. Когда резистор R4 исключается из цепи обратной связи, выходное напряжение определяется резисторами R2 и R3 и составляет 15 В. В этом состоянии измеренный входной ток составляет всего 350 мкА, что лишь немного превышает собственный ток микросхемы в отсутствие нагрузки. При восстановлении нагрузки транзистор Q1 воспринимает избыточный ток, и выходное напряжение автоматически повышается до номинального значения 128 В.

Эта автоматическая переключающая схема с обратной связью на порядок снижает ток батареи и устраняет необходимость в механическом выключателе в тех случаях, когда нагрузка находится под цифровым управлением.

Материалы по теме

  1. Datasheet Analog Devices LT1107
  2. Datasheet Nexperia MMBTA92
  3. Datasheet MCC MUR120

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

На английском языке: Automatic load sensing saves power in high voltage converter

Электронные компоненты. Бесплатная доставка по России
Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя