দক্ষতার অনুসন্ধানে।: 9 টি ধাপ

2024 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-30 07:58

"DPAK" সাইজে BUCK কনভার্টার।

সাধারণত, নতুনদের ডিজাইনার ইলেকট্রনিক বা শখের বশে আমাদের সার্কিট বোর্ড প্রিন্টেড বা ব্রেডবোর্ডে ভোল্টেজ রেগুলেটর প্রয়োজন। দুর্ভাগ্যবশত সরলতার দ্বারা, আমরা একটি রৈখিক ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রক ব্যবহার করি কিন্তু সম্পূর্ণ খারাপ নয় কারণ অ্যাপ্লিকেশনগুলির উপর নির্ভর করে এটি গুরুত্বপূর্ণ।

উদাহরণস্বরূপ স্পষ্টতা এনালগ ডিভাইসে (পরিমাপ যন্ত্রের মত) কখনও ভাল একটি রৈখিক ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রক ব্যবহার করে (শব্দ সমস্যা কমাতে)। কিন্তু পাওয়ার ইলেকট্রনিক্স ডিভাইসে যেমন ল্যাম্প এলইডি, অথবা লিনিয়ার রেগুলেটরস স্টেজের জন্য প্রি-রেগুলেটর (দক্ষতা উন্নত করার জন্য) একটি ডিসি/ডিসি BUCK কনভার্টার ভোল্টেজ রেগুলেটরকে প্রধান সাপ্লাই হিসেবে ব্যবহার করাই ভালো কারণ এই ডিভাইসগুলো ভালো দক্ষতা যা একটি লিনিয়ার রেগুলেটর উচ্চ বর্তমান আউটপুট বা হার্ড লোড।

আরেকটি বিকল্প যা এত মার্জিত নয় কিন্তু দ্রুত, তা হল পূর্বনির্ধারিত মডিউলগুলিতে ডিসি / ডিসি কনভার্টার ব্যবহার করা এবং আমাদের মুদ্রিত সার্কিটের উপরে তাদের যোগ করা কিন্তু এটি সার্কিট বোর্ডকে অনেক বড় করে তোলে।

যে শখ আমি শখের বা ইলেকট্রনিক্স শিক্ষানবিসের কাছে প্রস্তাব করি তা একটি মডিউল ডিসি/ডিসি BUCK রূপান্তরকারী ব্যবহার করে যা একটি মডিউল যা সারফেস মাউন্ট কিন্তু স্পেস সেভিং।

সরবরাহ

• 1 বাক সুইচিং কনভার্টার 3A --- RT6214।
• 1 Inductor 4.7uH/2.9A --- ECS-MPI4040R4-4R7-R
• 4 ক্যাপাসিটর 0805 22uF/25V --- GRM21BR61E226ME44L
• 2 ক্যাপাসিটর 0402 100nF/50V --- GRM155R71H104ME14D
• 1 ক্যাপাসিটর 0402 68pF/50V --- GRM1555C1H680JA01D
• 1 প্রতিরোধক 0402 7.32k --- CRCW04027K32FKED
• 3 প্রতিরোধক 0402 10k --- RC0402JR-0710KL

ধাপ 1: সেরা রাইডার নির্বাচন করা।

DC/DC BUCK Converter নির্বাচন করা।

একটি ডিসি/ডিসি বাক কনভার্টার ডিজাইন করার প্রথম ধাপ হল আমাদের আবেদনের জন্য সর্বোত্তম সমাধান খুঁজে বের করা। আরো দ্রুত সমাধান হল একটি সুইচিং নিয়ন্ত্রক ব্যবহার না করে একটি সুইচিং রেগুলেটর ব্যবহার করা।

এই দুটি বিকল্পের মধ্যে পার্থক্য নীচে দেখানো হয়েছে।

সুইচিং রেগুলেটর।

1. অনেক সময় তারা একঘেয়ে।
2. দক্ষতা আরও ভাল।
3. তারা খুব উচ্চ আউটপুট স্রোত সমর্থন করে না।
4. এগুলি স্থির করা সহজ (কেবল একটি সার্কিট আরসি প্রয়োজন)।
5. সার্কিট ডিজাইন করতে ব্যবহারকারীর ডিসি/ডিসি কনভার্টার সম্পর্কে অনেক জ্ঞানের প্রয়োজন নেই।
6. শুধুমাত্র একটি নির্দিষ্ট টপোলজিতে কাজ করার জন্য পূর্বনির্ধারিত।
7. চূড়ান্ত দাম কম।

একটি সুইচিং রেগুলেটর দ্বারা হ্রাস করা একটি উদাহরণ নিচে দেখান [এই ধাপে প্রথম ছবি]।

সুইচিং কন্ট্রোলার।

1. বহিরাগত উপাদান যেমন MOSFETs এবং ডায়োডের প্রয়োজন।
2. এগুলি আরও জটিল এবং সার্কিট ডিজাইন করতে ব্যবহারকারীর ডিসি/ডিসি কনভার্টার সম্পর্কে আরও জ্ঞানের প্রয়োজন।
3. তারা আরো টপোলজি ব্যবহার করতে পারে।
4. একটি খুব উচ্চ আউটপুট বর্তমান সমর্থন।
5. চূড়ান্ত দাম বেশি।

একটি সুইচিং কন্ট্রোলারের একটি সাধারণ অ্যাপ্লিকেশন সার্কিট নিচে দেখান [এই ধাপে দ্বিতীয় ছবি]

• নিম্নলিখিত পয়েন্ট বিবেচনা।

  1. খরচ।
  2. স্পেস [পাওয়ার আউটপুট এর উপর নির্ভরশীল]।
  3. পাওয়ার আউটপুট।
  4. দক্ষতা.
  5. জটিলতা.

এই ক্ষেত্রে, আমি একটি Richtek RT6214 ব্যবহার করি [A ক্রমাগত মোডের জন্য হার্ড লোডের জন্য ভাল, এবং বিকল্প B যেটি বিচ্ছিন্ন মোডে কাজ করে যা হালকা লোড এবং কম আউটপুট স্রোতে দক্ষতা উন্নত করে] এটি একটি ডিসি /ডিসি বাক কনভার্টার অখণ্ড [এবং এইভাবে আমাদের পাওয়ার MOSFETs এবং ডায়োড স্কটকির মতো কোন বাহ্যিক উপাদানগুলির প্রয়োজন নেই কারণ রূপান্তরকারী MOSFET সুইচ এবং অন্যান্য MOSFET যা ডায়োডের মতো কাজ করে]

আরো বিস্তারিত তথ্য নিচের লিংকে পাওয়া যাবে: Buck_converter_guide, তুলনা বাক কনভার্টার টপোলজিস, বাক কনভার্টার নির্বাচনের মানদণ্ড

ধাপ 2: ডিসি/ডিসি কনভার্টারে ইন্ডাক্টর আপনার সেরা সহযোগী।

প্রবর্তক বোঝা [ডেটশীট বিশ্লেষণ]।

আমার সার্কিটের স্থান বিবেচনা করে, আমি একটি ECS-MPI4040R4-4R7-R ব্যবহার করি যার সাথে 4.7uH, 2.9A এর নামমাত্র বর্তমান এবং 3.9A এবং DC প্রতিরোধের 67m ohms এর একটি স্যাচুরেশন কারেন্ট রয়েছে।

নামমাত্র বর্তমান

নামমাত্র কারেন্ট হল বর্তমান মান যেখানে ইন্ডাক্টর ইনডাক্টেন্সের মতো বৈশিষ্ট্য হারায় না এবং পরিবেষ্টিত তাপমাত্রাকে তাৎপর্যপূর্ণ করে না।

স্যাচুরেশন কারেন্ট।

ইন্ডাক্টরের স্যাচুরেশন কারেন্ট হল বর্তমান মান যেখানে ইন্ডাক্টর তার বৈশিষ্ট্য হারায় এবং একটি চৌম্বক ক্ষেত্রে শক্তি সঞ্চয় করার জন্য কাজ করে না।

আকার বনাম প্রতিরোধ।

এটির স্বাভাবিক আচরণ যে স্থান এবং প্রতিরোধ একে অপরের উপর নির্ভরশীল কারণ যদি স্থান বাঁচায় প্রয়োজন হয় তাহলে আমাদের চুম্বক তারের AWG মান হ্রাস করার স্থান সংরক্ষণ করতে হবে এবং যদি আমি প্রতিরোধ হারাতে চাই তাহলে আমার চুম্বক তারের AWG মান বৃদ্ধি করা উচিত।

স্ব-অনুরণন ফ্রিকোয়েন্সি

স্ব-অনুরণন ফ্রিকোয়েন্সি অর্জন করা হয় যখন সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি ইনডাক্ট্যান্স বাতিল করে এবং শুধুমাত্র এখন পরজীবী ক্যাপ্যাসিট্যান্স বিদ্যমান। অনেক নির্মাতারা স্ব-অনুরণন ফ্রিকোয়েন্সি থেকে কমপক্ষে এক দশকের জন্য সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি বজায় রাখার পরামর্শ দেন। উদাহরণ স্বরূপ

স্ব-অনুরণন ফ্রিকোয়েন্সি = 10 মেগাহার্টজ।

f- সুইচিং = 1MHz।

দশক = লগ [বেস 10] (স্ব - অনুরণন ফ্রিকোয়েন্সি / এফ - সুইচিং)

দশক = লগ [বেস 10] (10MHz / 1MHz)

দশক = ১

আপনি যদি আরো বেশি সূচক জানতে চান, অনুগ্রহ করে নিচের লিঙ্কগুলি দেখুন: Self_resonance_inductor, Saturation_current_vs নামমাত্র_ বর্তমান

ধাপ 3: প্রবর্তক হৃদয়।

আদর্শ সূচক নির্বাচন করুন

ইনডাক্টর হল ডিসি / ডিসি রূপান্তরকারীদের হৃদয়, অতএব ভাল ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রক কর্মক্ষমতা অর্জনের জন্য নিম্নলিখিত বিষয়গুলি মনে রাখা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

রেগুলেটর ভোল্টেজের আউটপুট কারেন্ট, নামমাত্র কারেন্ট, স্যাচুরেশন কারেন্ট এবং রিপল কারেন্ট।

এই ক্ষেত্রে, প্রস্তুতকারক তরল বর্তমান, ভোল্টেজ আউটপুট, ভোল্টেজ ইনপুট, স্যুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি অনুযায়ী আদর্শ প্রবর্তক গণনা করার জন্য সমীকরণ সরবরাহ করে। সমীকরণটি নীচে দেখানো হয়েছে।

এল = ভাউট (ভিন-ভাউট) / ভিন এক্স এফ-সুইচিং এক্স তরঙ্গ বর্তমান।

তরঙ্গ বর্তমান = Vout (Vin-Vout) / Vin x f-switching x L।

IL (শিখর) = Iout (সর্বোচ্চ) + তরঙ্গ বর্তমান / 2।

আমার প্রবর্তকের উপর তরঙ্গ বর্তমানের সমীকরণ প্রয়োগ [মানগুলি পূর্ববর্তী ধাপে রয়েছে] ফলাফলগুলি নীচে দেখানো হবে।

ভিন = 9 ভি

Vout = 5V।

f- সুইচিং = 500kHz

L = 4.7uH।

Iout = 1.5A।

আদর্শ তরঙ্গ বর্তমান = 1.5A * 50%

আদর্শ তরঙ্গ বর্তমান = 0.750A

তরঙ্গ বর্তমান = 5V (9V - 5V) / 9V x 500kHz x 4.7uH

তরঙ্গ বর্তমান = 0.95A*

IL (শিখর) = 1.5A + 0.95A / 2

IL (শিখর) = 1.975A **

*আউটপুট কারেন্টের 20% - 50% এর কাছাকাছি রিপল কারেন্ট ব্যবহার করার সুপারিশ করা হয়। কিন্তু এটি একটি সাধারণ নিয়ম নয় কারণ এটি সুইচিং নিয়ন্ত্রকের প্রতিক্রিয়া সময়ের উপর নির্ভর করে। যখন আমাদের দ্রুত সময়ের প্রতিক্রিয়া প্রয়োজন তখন আমাদের কম ইনডাক্টেন্স ব্যবহার করা উচিত কারণ ইন্ডাক্টরের চার্জ সময় কম এবং যখন আমাদের ধীর সময়ের প্রতিক্রিয়া প্রয়োজন তখন আমাদের উচ্চ ইনডাক্টেন্স ব্যবহার করা উচিত কারণ চার্জ সময় দীর্ঘ এবং এর সাথে আমরা ইএমআই হ্রাস করি।

** প্রস্তুতকারকের প্রস্তাবিত সর্বাধিক উপত্যকা স্রোত অতিক্রম করে না যা একটি নিরাপদ পরিসর বজায় রাখতে ডিভাইসটিকে সমর্থন করে। এই ক্ষেত্রে, সর্বাধিক ভ্যালি কারেন্ট 4.5A।

এই মানগুলি নিম্নলিখিত লিঙ্কে পরামর্শ করা যেতে পারে: Datasheet_RT6214, Datasheet_Inductor

ধাপ 4: ভবিষ্যত এখন।

আপনার বক কনভার্টারের জন্য সেরা ইন্ডাক্টর নির্বাচন করতে REDEXPERT ব্যবহার করুন।

REDEXPERT একটি দুর্দান্ত হাতিয়ার যখন আপনাকে জানতে হবে যে আপনার বক কনভার্টার, বুস্ট কনভার্টার, সেপিক কনভার্টার ইত্যাদির জন্য সেরা ইন্ডাক্টর কী। এই টুলটিতে, আমরা গ্রাফগুলিতে তাপমাত্রা বৃদ্ধি বনাম বর্তমান এবং ইন্ডাক্টর বনাম বর্তমানের প্রবাহের ক্ষতি দেখতে পারি। এটি শুধুমাত্র সহজ ইনপুট পরামিতি যেমন নিচে দেখানো প্রয়োজন।

• ইনপুট ভোল্টেজ
• আউটপুট ভোল্টেজ
• বর্তমান আউটপুট
• স্যুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি
• তরঙ্গ স্রোত

লিঙ্কটি পরবর্তী: REDEXPERT সিমুলেটর

ধাপ 5: আমাদের প্রয়োজন গুরুত্বপূর্ণ

আউটপুট মান গণনা।

আউটপুট ভোল্টেজ গণনা করা খুব সহজ, আমাদের কেবল নিম্নলিখিত সমীকরণ দ্বারা সংজ্ঞায়িত একটি ভোল্টেজ বিভাজক নির্ধারণ করতে হবে। শুধুমাত্র আমাদের একটি R1 প্রয়োজন এবং একটি ভোল্টেজ আউটপুট সংজ্ঞায়িত করুন।

Vref = 0.8 [RT6214A/BHGJ6F]।

Vref = 0.765 [RT6214A/BHRGJ6/8F]।

R1 = R2 (Vout - Vref) / Vref

RT6214AHGJ6F ব্যবহার করে একটি উদাহরণ নিচে দেখানো হয়েছে।

R2 = 10k

Vout = 5।

Vref = 0.8।

R1 = 10k (5 - 0.8) / 0.8।

R1 = 52.5k

ধাপ 6: একজন দুর্দান্ত ইলেকট্রনিক্স ডিজাইনারের জন্য দুর্দান্ত সরঞ্জাম।

প্রস্তুতকারকের সরঞ্জামগুলি ব্যবহার করুন।

আমি রিচটেক দ্বারা প্রদত্ত সিমুলেশন সরঞ্জামগুলি ব্যবহার করেছি। এই পরিবেশে, আপনি ডিসি/ডিসি কনভার্টারের আচরণ স্থির-রাষ্ট্র বিশ্লেষণ, ক্ষণস্থায়ী বিশ্লেষণ, স্টার্টআপ বিশ্লেষণে দেখতে পারেন।

এবং ফলাফলগুলি ছবি, নথি এবং ভিডিও সিমুলেশনে পরামর্শ করা যেতে পারে।

ধাপ 7: দুটি একের চেয়ে ভাল।

Agগল এবং ফিউশন 360 এ PCB ডিজাইন

পিসিবি নকশাটি agগল 9.5.6 তে তৈরি করা হয়েছে ফিউশন 360 এর সহযোগিতায় আমি সার্কিট ডিজাইনটি বাস্তব দেখার জন্য পিসিবি ডিজাইনের সাথে 3 ডি ডিজাইন সিঙ্ক্রোনাইজ করি।

Agগল সিএডিতে একটি পিসিবি তৈরির জন্য গুরুত্বপূর্ণ পয়েন্টগুলির নীচে দেখানো হয়েছে।

• লাইব্রেরি তৈরি।
• পরিকল্পিত নকশা.
• পিসিবি ডিজাইন বা লেআউট ডিজাইন
• রিয়েল 2 ডি ভিউ জেনারেট করুন।
• লেআউট ডিজাইনে ডিভাইসে 3D মডেল যোগ করুন।
• Agগল পিসিবিকে ফিউশন ০ এর সাথে সিঙ্ক্রোনাইজ করুন।

দ্রষ্টব্য: এই পদক্ষেপের শুরুতে আপনি যে সমস্ত চিত্রগুলি খুঁজে পান তার দ্বারা সমস্ত গুরুত্বপূর্ণ বিষয় চিত্রিত হয়।

আপনি এই সার্কিটটি গিটল্যাব সংগ্রহস্থলে ডাউনলোড করতে পারেন:

ধাপ 8: একটি সমস্যা, এক সমাধান

কখনও সব ভেরিয়েবল বিবেচনা করার চেষ্টা করুন।

সহজতম কখনও ভাল হয় না … আমি আমার নিজের কাছে এটি বলেছিলাম যখন আমার প্রকল্প 80ºC পর্যন্ত গরম হয়। হ্যাঁ, যদি আপনার অপেক্ষাকৃত উচ্চ আউটপুট কারেন্টের প্রয়োজন হয়, তাহলে লিনিয়ার রেগুলেটর ব্যবহার করবেন না কারণ তারা অনেক শক্তি অপচয় করে।

আমার সমস্যা … আউটপুট কারেন্ট। সমাধান … একটি DPAK প্যাকেজে একটি রৈখিক ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রক প্রতিস্থাপন করতে একটি ডিসি/ডিসি কনভার্টার ব্যবহার করে।

কারণ এইটাকে আমি ডাক দিলাম DPAK প্রজেক্ট

ধাপ 9: উপসংহার।

ডিসি / ডিসি কনভার্টারগুলি খুব উচ্চ স্রোতে ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণের জন্য খুব দক্ষ সিস্টেম, তবে কম স্রোতে এগুলি সাধারণত কম দক্ষ কিন্তু রৈখিক নিয়ন্ত্রকের চেয়ে কম দক্ষ নয়।

আজকাল এটি একটি ডিসি / ডিসি রূপান্তরকারী ডিজাইন করতে সক্ষম হওয়া খুব সহজ যে ধন্যবাদ যে নির্মাতারা যেভাবে তারা নিয়ন্ত্রিত এবং ব্যবহার করা হয় তা সহজ করেছে।