De gebruiker selecteert het gewenste type op basis van verschillende parameters, zoals ingangsspanningsbereik, uitgangsspanningsbereik, maximale uitgangsstroom en vele andere. Dit artikel introduceert de huidige modus, een belangrijke functie die vaak wordt aangetroffen in datasheets, en beschrijft de voor- en nadelen van deze modus.
Huidige modusregelaars uitgelegd
Figuur 1 toont het basiswerkingsprincipe van een current-mode regelaar. Hier wordt niet alleen de feedbackspanning vergeleken met de interne referentiespanning, maar wordt deze ook vergeleken met de zaagtandspanningshelling die wordt gebruikt om het PWM-signaal te genereren dat nodig is voor de vermogensschakeling. In een spanningsregelaar ligt de helling van deze helling vast. In stroommodusregelaars hangt de helling af van de inductorstroom en wordt deze berekend op basis van de stroommeting bij het schakelknooppunt getoond in figuur 1. Hierin ligt het verschil tussen stroommodusregelaars en spanningsmodusregelaars. Current-mode regelaars bieden verschillende voordelen. De eerste is dat de inductorstroom zich onmiddellijk aanpast aan veranderingen in de ingangsspanning (VIN in figuur 1). Daarom wordt informatie over de ingangsspanningsverandering rechtstreeks naar de regellus gevoerd, zelfs voordat de uitgangsspanning (VOUT in figuur 1) de detectie van een dergelijke verandering in de ingangsspanning volgt.
Figuur 1. Het basiswerkingsprincipe van een current-mode regelaar.
De voordelen van de huidige regeltechnologie zijn zo duidelijk dat de meeste schakelregelaar-IC's op de markt dit werkingsprincipe van de huidige modus gebruiken.
Een ander belangrijk voordeel is de vereenvoudigde regelluscompensatie. Het bauddiagram van een spanningsregelaar toont een dubbelpolige; een stroommodusregelaar daarentegen genereert slechts een enkele pool in de vermogensfase, waardoor een faseverschuiving van 90 graden wordt geproduceerd in plaats van de faseverschuiving van 180 graden van een dubbele pool. Daarom is het gemakkelijker om een stroomregelaar te compenseren en is deze stabieler. Figuur 2 toont een eenvoudige conversiefunctie voor de vermogensfase van een typische stroomregelaar.
Afbeelding 2. Vereenvoudigde regelluscompensatie geïmplementeerd door stroommodusregeling met behulp van een Porter-diagram dat slechts een enkele pool in de vermogenstrap laat zien.
Naast de genoemde voordelen heeft de regelaar echter ook nadelen. Na de schakelovergang kan de stroomregelaar niet direct de benodigde stroommeting uitvoeren, omdat als de meting op dit punt wordt uitgevoerd, de meetresultaten veel ruis zullen bevatten. Het is noodzakelijk om een paar nS te wachten om de door het schakelen veroorzaakte ruis te laten afnemen. Deze tijd wordt de vervagingstijd genoemd. Dit resulteert meestal in een iets langere minimum aan tijd dan de minimum aan tijd van spanningsregelaars. Een ander nadeel van stroomregelaars is hun potentieel om subharmonische oscillaties te genereren. Dit wordt getoond in figuur 3. Als de vereiste werkcyclus groter is dan 50 procent, kan de stroommodusregelaar wisselen tussen korte en lange pulsen. In veel toepassingen wordt dit als onstabiel beschouwd en moet het worden vermeden. Om deze instabiliteit te voorkomen, kan enige hellingcompensatie worden toegevoegd aan de gegenereerde stroomaanloop die wordt getoond in figuur 1. Hierdoor kan de kritische duty cycle-drempel worden aangepast tot ruim boven 50 procent, zodat subharmonische oscillaties niet optreden, zelfs bij hogere duty cycles.
Figuur 3. Schakelknooppuntspanning: subharmonische oscillaties met een stroomregelaar.
Zelfs deze eerder genoemde beperkingen (veroorzaakt door de fading-tijd en de resulterende duty-cycle-beperkingen) kunnen worden omzeild door IC-ontwerp. Een remedie is bijvoorbeeld om stroomdetectie aan de lage kant te gebruiken, waarbij de inductorstroom wordt gemeten tijdens het uitschakelen in plaats van tijdens het inschakelen.
Conclusie
Samengevat wegen de voordelen van stroom-modus schakelende regelaars in de meeste toepassingen op tegen hun nadelen. Bovendien kunnen de nadelen worden omzeild door verschillende circuitinnovaties en verbeteringen. Daarom gebruiken de meeste schakelregelaar-IC's tegenwoordig de huidige modusregeling.
Snelle feiten over NeoDen
① Opgericht in 2010, 200 plus medewerkers, 8000 plus m². fabriek
② NeoDen-producten: Smart-serie PNP-machine, NeoDen K1830, NeoDen4, NeoDen3V, NeoDen7, NeoDen6, TM220A, TM240A, TM245P, reflow-oven IN6, IN12, Soldeerpastaprinter FP2636, PM3040
③ Succesvolle 10000 plus klanten over de hele wereld
④ 30 plus wereldwijde agenten in Azië, Europa, Amerika, Oceanië en Afrika
⑤ R&D-centrum: 3 R&D-afdelingen met 25 plus professionele R&D-ingenieurs
⑥ Vermeld met CE en kreeg 50 plus patenten
⑦ 30 plus kwaliteitscontrole en technische ondersteuningsingenieurs, 15 plus senior internationale verkoop, tijdige reactie van de klant binnen 8 uur, professionele oplossingen die binnen 24 uur leveren
Toevoegen: No.18, Tianzihu Avenue, Tianzihu Town, Anji County, Huzhou City, provincie Zhejiang, China
Telefoon: 86-571-26266266