إن LT8710 عبارة عن وحدة تحكم DC / DC متعددة الاستخدامات تدعم تكوينات التعزيز أو SEPIC أو الانعكاس أو flyback وتستخدم على نطاق واسع في أنظمة السيارات والأنظمة الصناعية. يتميز LT8710 بميزات تسمح باستخدامه في تطبيقات إمداد الطاقة عالية المقاومة ، أو التطبيقات التي يجب أن يكون فيها تيار الإدخال محدودًا. على سبيل المثال ، تضيف خطوط الطاقة الطويلة في المصانع والمستودعات مقاومة كبيرة لمصدر الإدخال وانخفاض كبير في الجهد من المحول إلى الحمل. تتغير هذه القيمة عند تغيير مكان الجهاز ، مما يزيد من تعقيد التنظيم. تتمتع الألواح الشمسية أيضًا بمقاومة عالية للمدخلات ، فضلاً عن خرج طاقة قصوى ونطاق جهد ضيق. تستخدم نقطة التصميم هذه شاحن بطارية Li-Ion كمثال لتوضيح كيفية حل LT8710 لمشكلة المعاوقة العالية وإمدادات الإدخال المحدودة الحالية.
وصف الدائرة ووظيفتها
يوضح الشكل 1 حل شاحن لبطارية Li-Ion بقوة 20 فولت شائعة الاستخدام في أدوات الطاقة المحمولة. مصدر الجهد VSRC هو 24 فولت ، من خلال خط إمداد بمقاومة عالية (المقاوم RLN) ، لإنتاج الجهد VIN عند أطراف إدخال الشاحن. يمكن اعتبار مصدر الجهد هذا بمثابة لوحة شمسية 12 فولت للأغراض العامة مع جهد دائرة مفتوحة من 22 فولت إلى 24 فولت و 18 فولت إلى 19 فولت جهد تشغيل مثالي. يعتمد الشاحن على طوبولوجيا SEPIC غير المتزامنة ويتم التحكم فيها بواسطة LT8710. تتكون سلسلة الطاقة من محاثات منفصلة L1 و L2 وترانزستورات Q1 و Q2 ومكثفات فصل بين المحاثات ومرشحات الإدخال / الإخراج. يضبط المقاوم RSC تيار الشحن ICHRG بمقدار 2 أ ؛ يحدد المقاوم RV (FL) جهد الطفو بمقدار 21 فولت. يحدد مقسم المقاوم RIN1 / RIN2 مستوى تنظيم جهد الدخل (18.6 فولت في هذا المثال).
شكل 1. التخطيطي الكهربائي لشاحن بطارية ليثيوم أيون LT8710 (في خطوط إدخال مقاومة عالية).
يوضح الشكل 2 وظائف حل الشحن هذا بمرور الوقت. يقوم SEPIC القائم على LT8710 بشحن بطارية Li-Ion إلى 2 A ICHRG المبرمج عندما يكون VIN والجهد الكهربائي VSRC أعلى من 19 فولت. عندما تنخفض VSRC إلى أقل من 20 فولت ، تنخفض قيمة VIN وفقًا لذلك. عندما يصل VIN إلى مستوى تنظيم جهد الدخل ، يقلل LT8710 من تيار الشحن ICHRG للحفاظ على VIN عند جهد تنظيم جهد الدخل (18.6V) حتى مع استمرار VSRC في الانخفاض. يمثل المحور الأفقي الوقت المعياري ، والذي يمكن أن يكون “ساعات” (للألواح الشمسية) ، أو “دقائق” أو “ثوانٍ” (لإمدادات الطاقة في الأنظمة الصناعية المعقدة).
الشكل 2. تيار الشحن (ICHRG) كدالة لإمداد الجهد (VSRC) والجهد الطرفي لإدخال الشاحن (VIN).
هناك طريقة أخرى للتحكم في تيار الخرج للمحول وهي مراقبة جهد المكثف المسحوب من دبوس IMON بناءً على إدخال LT8710 وتحديد المقاوم المناسب RSC لتوفير جهد قريب من 50 مللي فولت في أقصى الظروف الحالية. ينعكس الجهد المقابل عبر مكثف IMON. إذا لم يكن هناك تيار يتدفق والجهد عبر دبابيس ISP و ISN يساوي صفرًا ، فإن جهد IMON يكون 0.616 فولت تقريبًا. إذا كان جهد ISP – ISN يساوي 50 مللي فولت ، فإنه يعكس جهد IMON على أنه 1.213 فولت. يمكن تقييم هذا والعديد من الآخرين باستخدام دائرتنا التجريبية DC2067A ونموذج LTspice® المقابل.
ختاماً
LT8710 عبارة عن وحدة تحكم مرنة متعددة الوظائف تدعم طبولوجيا المحول SEPIC المتزامن والتعزيز والعكس. بالإضافة إلى جهد الإدخال الواسع ونطاق تردد التبديل ، يتمتع الجهاز بميزات متقدمة مثل القدرة على تنظيم جهد الدخل والتيار الناتج بناءً على تيار الإدخال أو الجهد. هذه الميزات تجعل LT8710 مثاليًا للأنظمة الصناعية وأنظمة الألواح الشمسية والتطبيقات الحالية المحدودة الأخرى.
عن المؤلف
فيكتور خاسييف كبير مهندسي التطبيقات في شركة Analog Devices. يتمتع فيكتور بخبرة واسعة في إلكترونيات الطاقة بما في ذلك تحويل التيار المتردد / التيار المستمر والتيار المتردد / التيار المستمر. وهو حاصل على براءتي اختراع وقام بتأليف العديد من المقالات حول أجهزة أشباه الموصلات ADI لتطبيقات السيارات والتطبيقات الصناعية. تغطي هذه المقالات التعزيز ، والباك ، و SEPIC ، والإيجابي إلى السلبي ، والسالب إلى السلبي ، والمحولات الأمامية ، وإمدادات الطاقة الاحتياطية ثنائية الاتجاه. براءات اختراعه هي حلول عالية الكفاءة لتصحيح عامل الطاقة ومحركات بوابة متقدمة. يتمتع Victor بدعم عملاء ADI ، والإجابة على الأسئلة حول منتجات ADI ، وتصميم مخططات إمداد الطاقة والتحقق من صحتها ، ووضع لوحات الدوائر المطبوعة ، واستكشاف الأخطاء وإصلاحها ، والمشاركة في اختبار الأنظمة النهائية.