Zaloguj się
Wszystkie
16 grudnia 2019
2033
Na pewno w punkcie C dołączone są układy elektroniczne, zasilane przez ten sterownik. Na pewno do punktu A dołączona jest bateria, a raczej akumulator, którego symbol widzimy, ale celowo oznaczenia nie ma. Punkt D można potraktować jako wejście, gdzie dołączony jest zewnętrzny zasilacz (jednak nie musi tak być, o czym dalej). Na razie przyjmujemy, że do punktu D dołączany bywa zasilacz.
Jeśli zasilacz jest dołączony, napięcie z niego może być wprost podawane na punkt D przez dwa połączone odwrotnie szeregowo MOSFET-y. Wtedy wszystkie inne MOSFET-y byłyby wyłączone. To byłby najprostszy, najmniej interesujący tryb pracy.
Zdecydowanie ciekawsze są inne możliwości. I tak cewka wraz z czterema tranzystorami Q1...Q4 jest uniwersalną przetwornicą, która może przekazywać energię między punktami B, D w obu kierunkach. Przy obu kierunkach przekazywania energii możliwe jest podwyższanie albo obniżanie napięcia. Dwa MOSFET-y włączone między punktami A, B, C pozwalają przekazywać energię między przetwornicą, akumulatorem i układem elektronicznym w punkcie C.
Schemat pochodzi z pierwszej strony karty katalogowej układu scalonego Renesas ISL9241 i jego pierwotna wersja pokazana jest na rysunku C.
Na rysunku D, też pochodzącym z noty aplikacyjnej Renesasa, zawarte jest wyjaśnienie, jak muszą być sterowane poszczególne tranzystory mostka, żeby uzyskać przetwornicę obniżającą (Buck), podwyższającą (Boost) oraz przetwornicę nazwaną Buck-Boost.
Buck-Boost to nie jest konfiguracja przetwornicy, tylko specyficzny tryb pracy, w którym w jednym cyklu zegara układ pracuje w trybie Buck, w drugim w trybie Boost i tak dalej. Tryb Buck-Boost jest wykorzystywany wtedy, gdy napięcie wejściowe i wyjściowe mają zbliżone wartości.
W każdym razie odpowiednio sterując tranzystorami i zmieniając wypełnienie impulsów, można dowolnie zmniejszać lub zwiększać napięcie. Zawsze mamy tu do czynienia z przetwornicą synchroniczną i dlatego możliwe jest uzyskanie sprawności do 99%.
Na rysunku D pokazane jest przekazywanie energii ze strony lewej schematu na prawą. Ale układ jest symetryczny, więc dokładnie tak samo można przekazywać energię w przeciwnym kierunku. Trzeba tylko odpowiednio wysterować tranzystory. Ilustruje to rysunek E. Skrót OTG pochodzi od USB OTG, czyli USB On The Go i dotyczy sprzętu mobilnego (smartfonów i tabletów), gdzie jedyne gniazdko USB (zwykle microUSB) zasadniczo służy do ładowania, ale też może byś źródłem zasilania dla urządzeń dołączonych do smartfona (myszka, klawiatura, pamięć FLASH USB).
Rysunek F z karty katalogowej ISL9241 pokazuje taki sposób wykorzystania koncepcji z rysunku B. Z lewej strony wyraźnie widać symbol łącza USB. Napięcie VADP może pochodzić z zewnątrz, z ładowarki, ale przy pracy OTG jest to napięcie wyjściowe, służące do zasilenia dołączonych urządzeń – wtedy energia pochodzi z baterii.
Co ciekawe, przewidziano jeszcze jeden specyficzny tryb pracy. Mianowicie gdy akumulator jest już prawie pusty, zmniejsza się jego wydajność prądowa i napięcie, a przy obciążeniu go silnymi impulsami, użyteczne napięcie zasilające nadmiernie by się obniżało. Aby temu zapobiec, wykorzystuje się stosunkowo duży kondensator wejściowy. Wtedy energia z baterii przechodzi przez przetwornicę na wejście (na rysunku B punkt D i kondensator C2), a następnie przez dwa przewodzące MOSFET-y jest przekazywane do układu do punktu C, a MOSFET między punktami B, C jest zatkany.
W karcie katalogowej i notach aplikacyjnych można znaleźć wiele dalszych interesujących informacji. Są dostępne na stronie: www.renesas.com/eu/en/products/power-management/battery-management/multiple-cell-battery-chargers/device/ISL9241.html#documents. Można tam też znaleźć informacje o zestawie ewaluacyjnym, którego schemat blokowy pokazany jest na rysunku G, a wygląd na fotografii H.
Zadanie Jak8 było trudne do analizy i rozwiązań napłynęło mniej niż zwykle. Prawie wszystkie były prawidłowe, choć naprawdę trudno było rozszyfrować wszystkie szczegóły.
NAPISZ DO AUTORA
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
