Yukarıdaki şema Ltspice4/examples/jigs klasörü içindeki 1246.asc dosyasının modifiye edilmiş halidir. ltc1246 entegresi uc3842 nin daha kalteli halidir. pin to pin aynıdır. Devrede fb ile comp arasındaki 50pf daha iyi anahtarlama yapılabilmesi için kaldırıldı. Devrenin asıl önemli özelliği high side step down olmasıdır.
Step-down nedir. Step-down topolojileri.
Daha büyük bir gerilimden geribesleme ve pwm tekniği kullanılarak şasi potansiyeline göre daha küçük bir gerilim üretilmesidir. Neden şasi potansiyeline göre , çünkü kontrol entegrelerinin feedback yani geribesleme girişleri şasi potansiyeline göre tasarlanmıştır. Bu entegreler çoğunlukla bir n kanal mosfeti ve npn transistörü sürerler.
Yukarıda bir transformatör kullanılarak yapılan step-down konverter görülüyor. Bu topolojide n kanal mosfet trafoyu sürüyor. trafonun sekonderinde üretilen güç şasi potansiyeline göre konumlandırıldığı için geribesleme yapmak mümkün olabiliyor. Ancak bu topoloji bir trafoya fazladan ihtiyaç duyuyor. Muhtemelen verimde düşmektedir.
Başka bir çözümde p kanal mosfet süren entegrelerdir.
Ltc3864 entegresi p kanal mosfet sürebilmektedir. step-down prensibi (yukarıda) adlı şekildeki metodla çalışmaktadır. Anahtarlama elemanı olarak p kanal mosfet kullanılmıştır. Bu tür entegrelerde besleme gerilimi giriş geriliminden daha fazla olma zorunluluğu vardır. Onun için devre besleme gerilimi biraz yüksek 60 volt max tır.
Veya n kanal mosfeti sürebilmek için bootstrap kondansatörü ve diyotu kullanılarak Vinput geriliminin üzerinde bir gerilim elde etme zorunluluğu vardır.
1246hhsd.asc devresi. (buradan indirebilirsiniz)
Bu devre aşağıdaki gibi simetrik step-down topolojiye sahiptir.
Devreyi yukarıdaki linkten indirip ltspice4 programı ile açabilirsiniz. Dosya aşağıdaki gibidir.
Run butonuna bastıktan bir kaç sn sonra Vout hattına tıklayın aşağıdaki şekli göreceksiniz.
Devre 2 msn similasyon yapacaktır. 0.7 msn den itibaren vout voltajı yaklaşık -5.1 volt olacaktır. Vout gerilimi şu formüle göre hesap edilir. Vout= – [(18K/10K) *2.5 + 0.6]= – 5.1 volt . Buradaki ifadede yer alan 0.6 volt transistörün Vbe voltajıdır. Yeşil hat üzerinde istediğiniz bir alanı işaretleyerek büyültebilirsiniz.
Bu devrenin özelliği ne.
Dikkat ederseniz devrenin Gnd si besleme voltajının (+) artı ucu olarak tespit edilmiştir. Vout ise besleme voltajının + ucuna göre -5.1 volttur. Yani çıkış voltajı high side (yüksek taraf) referansına göre üretilmiştir.
Nasıl çalışıyor..
lt1246 entegresi geribesleme (fb) ucu besleme geriliminin (- Vinput) potansiyeline göre tasarlanmıştır. Fakat n kanal mosfeti anahtarlama elemanı olarak kullanırsak diyot bobin ve kondansatörü hemen yukarıdaki şemadaki gibi bağlamalıyız. Bu durumda oluşan gerilim + Vinput gerilimine göre daha negatif (-) bir gerilim olarak oluşacaktır.. Ancak bu gerilim entegrenin fb ucuna göre alakasız olacaktır. İşte burada pnp transistör ve 18k direnç devreye girmektedir. 18k ve pnp transistörün kollektöründen seri olarak geçen akım , Ic= (vout-0.6) / 18k ma. olacaktır. Formülde görüldüğü gibi Ic akımı Vout gerilimine bağlıdır. Bu akım devredeki R4=10k direnç üzerinden akmaktadır. R4 direnci fb girişine bağlıdır. Dolayısıyla Vout gerilimi referansı kaydırılarak fb ucuna göre uygunlaştırılmıştır. Bu amaçla 18k ve pnp transistör kullanılmıştır.
Kısacası n kanal bir mosfet sürerek step-down konverter yapmış olduk.
1246hssd-op.asc (buradan indirebilirsiniz)
Bu dosya yine benzer şekilde bir step down konvertör devresidir. Devreye bir adet opamp eklenerek Vbe geriliminden kurtulmuş oluyoruz.
mc33063 entegresi ile yapılmış high side step down uygulması
Devre yüzde 80 in üzerinde verimle çalışmaktadır. 5 volt Rload yükünün üzerinde elde edilmiştir.
high side boost (hsboost)
+Vcc üzerinde bir gerilim üretmekte mümkündür. Ortaya çıkan geri besleme uyumsuzluğu pnp transistör veya pnp transistör + opamp kullanılarak giderilebilir. İki adet similasyon dosyası aşağıdadır.
1246hsboost.asc (pnp transistörlü)
1246hsboost-op.asc (pnp tr. +opamp)
ltspice files 