Entwodiksyon
Sistèm automatisation endistriyèl yo ap sibi yon revolisyon pou diminye latansi ak tan yo. Efò sa a, ke yo rekonèt kòm Industry 4.0, pral entegre pi gwo entèlijans nan tout faktori yo-soti nan panno HMI ak kontwolè rive nan modil kominikasyon, aktuateur, ak detèktè.
Revolisyon sa a paralèl revolisyon rezo a, kote entèlijans elaji soti nan routeurs debaz yo nan rezo métro, kwen an, ak tout wout la nan dènye mil la. Lè yo distribye entèlijans pwosesis nan kwen an (via detèktè ak modil kominikasyon), desizyon woutin yo ka pran pi vit san yo pa enplike processeur prensipal la (ki sitiye nan PLC la). Entèlijans adisyonèl sa a dwe opere nan menm espas oswa espas redwi sou planche faktori a, pou mande plis fonksyonalite nan pi piti faktè fòm.
Rediksyon sa a nan dimansyon PCB mete aksan sou defi jesyon tèmik. Opsyon tankou lavabo chalè yo eskli akòz kontrent espas tablo prim. Fanatik lè fòse-pa ka itilize, paske anvlòp sele anpeche pousyè ak kontaminan antre. Kontinwe, solisyon ekipman pou pouvwa yo dwe trè efikas pandan y ap fournir pi gwo pouvwa ak okipe yon anprint ki pi piti. Nan solisyon konsepsyon ekipman pou pouvwa sa a, nou pral adrese kondisyon sa yo pandan y ap revize opsyon ki disponib pou ekipman pou pouvwa 20W-30W, konpare pèfòmans, ak detèmine solisyon an pi bon.
Adrese Konsomasyon pouvwa
Aplikasyon endistriyèl yo prezante yon vòltaj otobis DC nominal 24V, rasin nan eritaj relè analòg epi ki rete estanda endistriyèl defakto. Sepandan, pou ekipman ki pa-kritik, vòltaj opere maksimòm nan aplikasyon endistriyèl espere 36V-40V. Aparèy kritik, tankou contrôleur, actuators, ak modil sekirite, dwe sipòte 60V (IEC61131-2, 60664-1, ak 61508 estanda SIL). Tensyon pwodiksyon komen yo se 3.3V ak 5V, ak kouran ki sòti nan 10mA nan ti detèktè a dè dizèn de anpè nan kontwòl mouvman, CNC, ak aplikasyon PLC. Se poutèt sa, chwa a evidan klè.
Aplikasyon pou kontwole: Yon regilatè vòltaj Buck (etap{0}}).
Panel HMI: Panèl ekspozisyon koòdone moun-machin, tipikman enkòpore bouton kontwòl kondwi, Kontwolè lojik pwogramab (PLC), Sistèm kontwòl distribiye (DCS), Kontwòl nimerik òdinatè (CNC)
Modil kominikasyon: Modil I/O dijital ak analòg ki itilize estanda tankou liy seri, contrôleur, DeviceNet, Profibus, SercosIII, I/O Link, Ethernet, elatriye.
Aksyonè: Motè, kondui, kontwòl mouvman, Robotics Detèktè: Presyon, tanperati, pwoksimite, optik, ak plizyè lòt detèktè.
Achitekti buck ki pi komen an se konvètisè buck asynchrone a, paske manifaktirè semi-conducteurs yo jwenn li fasil pou konsepsyon regilatè buck asynchrone pou aplikasyon pou gwo -vòltaj. Nan konfigirasyon sa a, dyòd redresman ki ba -bò a se ekstèn nan kous entegre a.
Pou yon antre 24V ak pwodiksyon 5V, konvètisè buck la opere nan yon sik devwa apeprè 20%. Sa vle di tranzistò entèn segondè-bò kote (T nan Figi 1) kondui sèlman 20% nan tan an. Dyòd la redresman ekstèn (D) fè rès 80% nan tan an, kontablite pou majorite nan dissipation pouvwa.
Pou egzanp, anba yon chaj 4A, yon dyod redresman Schottky tankou B560C montre yon gout vòltaj apeprè 0.64V. Kidonk, nan yon sik devwa 80%, pèt kondiksyon (pèt prensipal la nan chaj plen) apwoksimatif (0.64V) × (4A) × (0.80)=2W.
Nan lòt men an, si nou anplwaye yon achitekti synchrone (Figi 2), dyòd la ranplase pa yon MOSFET ki ba-bò kote ki aji kòm yon redresman synchrone. Nou ka balanse gout 0.64V atravè dyod la kont gout nan drenaj tranzistò MOSFET la-sous rezistans, R_(ds) (on).
Figi 1. Asynchrone Buck Converter
Nan egzanp nou an, MOSFET RJK0651DPB a prezante yon Rds(on) nan sèlman 11 mΩ, ak yon gwosè pake ki sanble ak yon redresman Schottky. Sa a lakòz yon gout vòltaj ki koresponn nan senpleman (11 mΩ) × (4 A)=44 mV, ak pèt pouvwa nan jis (0.044 V) × (4 A) × (0.80)=141 mW.
Pèt pouvwa MOSFET a se apeprè 14 fwa pi ba pase pèt pouvwa Schottky a nan chaj plen! Klèman, apwòch ki lojik pou minimize konsomasyon pouvwa se anplwaye redresman synchrone.
Figi 2. Synchrone Buck Converter
Pou minimize gwosè an jeneral nan sikwi ekipman pou pouvwa a, pi nouvo sikui entegre redresman synchrone ta dwe enkòpore konpansasyon entèn pou nenpòt ki frekans ak vòltaj pwodiksyon san yo pa bezwen yon kondansateur pwodiksyon gwo. Yo ta dwe opere tou nan frekans segondè yo pèmèt itilizasyon pi piti induktè ak kondansateur.
Figi 3. Aplikasyon tipik sikwi pou MAX17536 24VIN/5VOUT, 4A Synchrone Rectifier Buck Converter
MAX17536 la ak yon solisyon asynchrone ki baze sou espesifikasyon pibliye yo montre nan Figi 4. Pou tou de aparèy, kondisyon tès yo te 24V opinyon ak 5V, 4A pwodiksyon. Kòm espere, solisyon synchrone Maxim la demontre pi wo efikasite nan tout ranje aktyèl chaj la. Nan chaj plen (4A), solisyon synchrone Maxim la reyalize plis pase 92% efikasite, pandan y ap aparèy asynchrone a te rive sèlman apeprè 86%, ki reprezante yon diferans efikasite ki depase 6%.
Figi 4. Efikasite Synchrone ak Asynchrone Buck Converters
Konklizyon
Lè adrese defi konsomasyon pouvwa nan aplikasyon endistriyèl, MAX17536 a prezante yon solisyon redresman synchrone pou vòltaj opinyon segondè. Apwòch synchrone sa a demontre yon avantaj efikasite enpòtan, soulaje enkyetid dissipation pouvwa.