3. Stabilizatory Step-Up (Boost generator)
Zasada działania w tym przypadku jest również prosta. Gdy tranzystor zamyka obwód (jest w stanie przewodzenia) to na cewce L1 odkłada się energia (prąd). W tym momencie przepływ prąd jest tylko na L1 i D1. W momencie rozwarcia tranzystora, na cewce generowane jest napięcie, które przez diodę D1 jest podawane do kondensatora, który się w ten sposób ładuje. W taki sposób wartość napięcia na kondensatorze może być wielokrotnie wyższa od napięcia wejściowego. Cały proces najlepiej obrazuje grafika poniżej:
4. Stabilizatory odwracające (Flyback generator)
Zasada działania tego stabilizatora jest następująca. Gdy tranzystor przewodzi to na cewce narasta prąd- podobna sytuacja jak wyżej. Lecz po wyłączeniu tranzystora następuje zaciągnięcie przez cewkę prądu z kondensatora, ponieważ według warunku ciągłości prądu w cewce potencjał w punkcie A musi być ujemny i na tyle duży, aby doszło do przepływu prądu.
5. Przykład stabilizatora impulsowego Step-Up na bazie układu LM2596
Teraz czas sprawdzić jak stabilizator impulsowy działa w praktyce. Zostanie wykorzystana dosyć popularna przetwornica LM2596 w funkcji stabilizatora Step-Down. Schemat tego układu załączam poniżej:
Pin 5. układu jest podłączony do GND, zatem układ jest wprowadzony w tryb pracy. Na samym początku Ustawimy sobie napięcie wyjściowe na 3,3V. Zobaczmy zatem od której wartości napięcia wejściowego układ zaczyna stabilizować napięcie wyjściowe.
Jak widzimy, układ nabiera swoich właściwości przy napięciu wejściowym równym ok 3,9V (pomiar nr 8). Natomiast ciekawa sprawa dzieje się przy napięciach od 1-3V napięcia wejściowego. W tym przedziale układ w ogóle nie stabilizuje napięcia. Ma to swoje uzasadnienie, które znajdziemy w nocie katalogowej:
Jest to wykres minimalnego napięcia zasilania względem temperatury złącza. Jak widać Przy temperaturze około 100 stopni Celsjusza układ potrzebuje minimalnie 3V aby działać, w przeciwnym wypadku układ działa jak powyżej.
Zobaczmy teraz jak układ będzie działać przy obciążeniu. Jako obciążenie zastosowałem-klasycznie już- rezystor o wartości 16 ohm.
Otrzymane wyniki są następujące:
Jak widzimy po powyższych wynikach, układ osiągnął zaprogramowane napięcie przy napięciu wejściowym równym ok 4,5- 5V, a dropout voltage wynosił odpowiednio 1,2-1,7V . Przy tych pomiarach sprawność układu sięgała nawet do 86%. Im napięcie wejściowe było wyższe tym sprawność układu spadała.
Jak pamiętamy z wstępu do tego układu, to wydajność jest mniej więcej taka, jaką przewiduje producent dla tego zakresu napięcia wyjściowego czyli pomiędzy 68% a 74%:
Skok sprawności do 86% może wynikać z błędu pomiarowego. Natomiast ciekawie sprawa się ma przy częstotliwości przełączania. Według producenta, maksymalna częstotliwość wynosi 173kHz, natomiast przy pomiarach nr 12-15 częstotliwość przełączania przekroczyła wartość podaną przez producenta, a przy pomiarze 13. wartość ta była dwukrotnie większa.
