Un convertisseur abaisseur-élévateur de tension est un type commutateur SMPS (Système 'd'alimentation électriqueen mode commutation interne) qui utilise le même concept de convertisseur abaisseur et de convertisseur élévateur à la fois, mais dans un circuit combiné. Nous examinons les circuits impliqués et décrivons ce dont les applications peuvent bénéficier d'un convertisseur abaisseur-élévateur.
Que fait un convertisseur abaisseur-élévateur de tension ?
L'objectif principal d'un convertisseur abaisseur-élévateur est de recevoir une tension CC d'entrée et de fournir un niveau différent de tension CC de sortie, soit en abaissant ou en élevant la tension selon l'exige l'application. La conception d'un convertisseur abaisseur-élévateur est similaire à un convertisseur abaisseur et un convertisseur élévateur, sauf qu'il se trouve dans un seul circuit et il a généralement une unité de contrôle supplémentaire. L'unité de contrôle détecte le niveau de tension d'entrée et prend les mesures appropriées sur le circuit en fonction de cette tension.
Si vous avez besoin d'une analyse rapide de la façon dont un SMPS fonctionne ou de la façon dont les convertisseurs abaisseurs et élévateurs sont conçus, consultez cet article : Comment fonctionne un système d'alimentation électrique en mode commutation interne (SMPS) ? et cet article : Types de convertisseurs de commutation CC à CC .
La figure 1 montre un circuit abaisseur-élévateur de tension 4-commutateurs typique. Le diagramme ne montre que deux commutateurs, mais les deux diodes du circuit agissent également comme commutateurs (puisque seule la tension directe peut passer). L'unité de commande est habituellement un PWM et une commande ou un oscillateur pour commander les commutateurs. Les commutateurs peuvent être BJT ou MOSFET selon votre conception. Si vous rencontrez des fréquences basses, vous devez utiliser un BJT, alors que si vous rencontrez une fréquence élevée, le MOSFET est le bon choix. Les diodes peuvent également varier en fonction de votre conception, mais une diode à faible tension directe et une commutation capable à haute vitesse serait votre meilleur pari.
Quels sont les exemples d’applications abaisseur-élévateur de tension ?
Les convertisseurs abaisseurs-élévateurs permettent de moduler la tension pour une grande variété d'applications courantes, y compris l'électronique grand public, les amplificateurs de puissance, les alimentations électriques autorégulatrices et les applications de contrôle.
Une application abaisseur-élévateur de tension est mieux expliquée en termes de système alimenté par piles. Disons que le système n'a pas de charge et que vous ne disposez que d'une certaine tension pour charger le système. La partie « élévateur » du convertisseur abaisseur-élévateur est utilisée pour que la tension d'entrée produise une tension de sortie supérieure à la tension d'entrée. Cela permet à la tension maximum de charger le système aussi rapidement que possible.
Cependant, à mesure que la charge du système atteint sa capacité maximum vous courez le risque de surchauffe. C'est là que la partie "abaisseur" du convertisseur abaisseur-élévateur reconnaît alors que la charge du système est proche du plein et diminue progressivement la tension. Une fois que le système atteint la charge maximum, le niveau de tension chute à zéro.
Des CIs abaisseurs/élévateurs que nous aimons
Le S6BP202A de Cypress Semiconductor
Ces CIs abaisseurs/élévateurs impressionnent nos ingénieurs d'applications. Découvrez s'ils correspondent parfaitement à votre application.
Ce CI de convertisseur abaisseur/élévateur CC/CC à 1 canal à impulsions comporte quatre FETs de commutation intégrés et peut alimenter jusqu'à 2,4 A de courant de charge dans une plage de tension d'entrée de 2,5 V à 42 V. Il choisit parmi une variété de tensions de sortie ( 5 000 V / 5 050 V / 5.075 V / 5 100 V / 5 125 V / 5 150 V / 5 200 V) et profite d'une large plage de fréquences de fonctionnement de 200 kHz à 2,1 MHz.
Nous recommandons ce convertisseur pour les instruments qui fonctionnent à piles longue durée, les radios militaires portables, les capteurs à faible consommation et les post régulateurs/chargeurs de panneaux solaires.
Le LTC3130EMSE#PBF de Linear Technology
Ce convertisseur abaisseur/élévateur CC/CC est à la fois efficace et à faible bruit (fréquence de PMW à bruit ultra faible jusqu'à 1,2MHz). Sa tension d'entrée peut varier de 2,4 V à 25 V, alors que sa tension de sortie peut aller de 1 V à 25 V, ce qui le rend très polyvalente.
Nous avons recommandé ce CI pour les instruments qui fonctionnent à piles longue durée, les radios militaires portables, les capteurs à faible consommation et les post régulateurs/chargeurs de panneaux solaires.
MC34063ECN de STMicroelectronics
Le MC34063 a un courant de commutation de sortie supérieur à 1,5 A et peut fonctionner de 3 V à 40 V. Il a également un fonctionnement de fréquence jusqu'à 100 kHz. Cet dispositif contient une référence compensée de température interne, un comparateur, un oscillateur contrôlé par cycle de travail avec un circuit de limite de courant actif, un pilote et un interrupteur de sortie à courant élevé. La tension de sortie est réglable à l'aide de deux résistances externes avec une précision de référence de 2 % pour les applications qui requièrent une précision supplémentaire.
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