SWITCHING BEC לעומת LINEAR BEC

[דניאל דקל]

שלום חברים

אשמח להסבר מלומד על הנושא ממי שמבין

[master_bebe]

switching BEC - ייצוב מתח ע"י מיתוג, היתרון בו הוא שניתן גם להעלות וגם להוריד את המתח, לעומת BEC לינארי שרק מוריד מתח. יעיל יותר, כלומר פחות הספק מתבזבז על חום, והחסרון הוא שהוא מכניס רעשים למתח היציאה, וגם מקרין החוצה רעשי RF.

[valaza]

אפרט-
הBEC מבוסס על רכיב רגולטור\ים
ישנם 2 סוגים רלוונטיים, כמו שציימת, ליניארי וממותג.

ליניארי- מתבסס על סדרה של נגדים וטרנזיסטורים על מנת להעמיס על הזרם העובר בו על מנת להוריד את המתח בהמשך המעגל (הטרנזיסטורים שולטים על כמות הנגדים המחוברים בכל עת על מנת להוריד את המתח למתח הנדרש), כל האנרגיה שלא יוצאת כזרם חשמלי מתורגמת ישירות לחום הנפלט מנגדים(=מהרגולטור). ככל שמתח הכניסה גבוהה יותר הזרם הרציף שהרגולטור יוכל להפיק ביציאה יהיה נמוך יותר היות ויש יותר אנרגיה המתורגמת לחום.
יתרון בולט- המחיר (כמה גרושים ליחידה)
אם אני לא טועה ישנם רגולטורים ליניאריים אשר אפשר לשלוט בזרם היציאה שלהם עם פוטנציומטר\נגד על רגל רביעית.

ממותג- רגולטור אשר מבוסס על טרנזיסטור אשר פותח וסוגר את המעגל לפי הנדרש בכדי להוציא מתח ממוצע כנדרש (נניח מתח הכניסה הוא 10V והיציאה הוא 5V הרגולטור יהיה כבוי חצי מהזמן ודלוק חצי מהזמן, ובכך המתח הממוצע שיוצא 10+0 חלקי 2 יהיה 5V), כמובן שכל הנ"ל מבוצע אלפי פעמים בשניה ומבחינת המעגל החשמלי המתח יהיה 5V ולא יקפוץ בין 0-10 (ע"פ הדוגמא)
רגולטור ממותג אשר מעלה מתח? לא שמעתי על כזה, אך אני לא פוסל.
חסרונות- כמו שנכתב- הרבה רעש במעגל (בלי סינון מתאים יפריע לפעולת מקלטים\משדרים\מצלמות וכו'), מחיר- כמה שקלים ליחידה
יתרונות- יכול להוציא זרם גבוהה יחסית כי אינו מתחמם כמו אחיו הליניארי על אנרגיה מבוזבזת (אחוז נמוך מהאנרגיה הופכת לחום), יעיל יותר- הפרש האנרגיה בין הכניסה ליציאה אינו "מתבזבז" על חום (למרות שיש כ10-15% בממוצע של איבוד נצילות- התחממות הרכיבים כאמור)

[master_bebe]

רגולטור ממותג אשר מעלה מתח? לא שמעתי על כזה, אך אני לא פוסל.

http://www.dimensionengineering.com/AnyVoltMicro.htm

[דניאל דקל]

תודה רבה על המידע, במיוחד לך valaza
אין ספק שיש לך ידע יפה בנושא...

[alonk]

תוספת קטנה:
רגולטור ליניארי נציל יותר ככל שמתח היציאה מתקרב למתח הכניסה.
רגולטור ממותג יכול להיות מסוג buck - מוריד מתח, boost - מעלה מתח ו-buck-boost - יכול גם לעלות וגם להוריד.

[valaza]

http://www.dimensionengineering.com/AnyVoltMicro.htm

את הצעצועים האלה אני מכיר...
התכוונתי לדגם של רכיב עצמו (אני אוהב לשחק ברכיבים בעצמי, לא לקנות משהו מוכן)
עד לפני כמה זמן הייתי בכלל בטוח שההגברת מתח יכולה להתבצע רק בעזרת משרנים צמודים (יעני שנאי), כי לוגית הורדת מתח הגיונית מאוד- פשוט מגבירים\מפזרים עומס, העלאת מתח עם אלקטרוניקה "עדינה" זה כבר יותר מעניין

[alonk]

למי שיש קצת רקע באלקטרוניקה, הנה כמה מסמכים טובים העוזרים להבין בממירי DC-DC ממותגים:
http://focus.ti.com/lit/an/slva057/slva057.pdf
http://focus.ti.com/lit/an/slva061/slva061.pdf
http://focus.ti.com/lit/an/slva059a/slva059a.pdf

[ZvikaF]

תודה, מאמרים מצויינים

[motti]

למדתי והחכמתי, תודה
מוטי

[Rafi]

אפרט-
הBEC מבוסס על רכיב רגולטור\ים
ישנם 2 סוגים רלוונטיים, כמו שציימת, ליניארי וממותג.

ליניארי- מתבסס על סדרה של נגדים וטרנזיסטורים על מנת להעמיס על הזרם העובר בו על מנת להוריד את המתח בהמשך המעגל (הטרנזיסטורים שולטים על כמות הנגדים המחוברים בכל עת על מנת להוריד את המתח למתח הנדרש), כל האנרגיה שלא יוצאת כזרם חשמלי מתורגמת ישירות לחום הנפלט מנגדים(=מהרגולטור). ככל שמתח הכניסה גבוהה יותר הזרם הרציף שהרגולטור יוכל להפיק ביציאה יהיה נמוך יותר היות ויש יותר אנרגיה המתורגמת לחום.
יתרון בולט- המחיר (כמה גרושים ליחידה)
אם אני לא טועה ישנם רגולטורים ליניאריים אשר אפשר לשלוט בזרם היציאה שלהם עם פוטנציומטר\נגד על רגל רביעית.

ממותג- רגולטור אשר מבוסס על טרנזיסטור אשר פותח וסוגר את המעגל לפי הנדרש בכדי להוציא מתח ממוצע כנדרש (נניח מתח הכניסה הוא 10V והיציאה הוא 5V הרגולטור יהיה כבוי חצי מהזמן ודלוק חצי מהזמן, ובכך המתח הממוצע שיוצא 10+0 חלקי 2 יהיה 5V), כמובן שכל הנ"ל מבוצע אלפי פעמים בשניה ומבחינת המעגל החשמלי המתח יהיה 5V ולא יקפוץ בין 0-10 (ע"פ הדוגמא)
רגולטור ממותג אשר מעלה מתח? לא שמעתי על כזה, אך אני לא פוסל.
חסרונות- כמו שנכתב- הרבה רעש במעגל (בלי סינון מתאים יפריע לפעולת מקלטים\משדרים\מצלמות וכו'), מחיר- כמה שקלים ליחידה
יתרונות- יכול להוציא זרם גבוהה יחסית כי אינו מתחמם כמו אחיו הליניארי על אנרגיה מבוזבזת (אחוז נמוך מהאנרגיה הופכת לחום), יעיל יותר- הפרש האנרגיה בין הכניסה ליציאה אינו "מתבזבז" על חום (למרות שיש כ10-15% בממוצע של איבוד נצילות- התחממות הרכיבים כאמור)

לא מדוייק.
לגבי מייצב לינארי, הטרנזיסטורים אינם שולטים על כמות הנגדים המחוברים בכל רגע נתון. הטרנזיסטור הוא האלמנט הטורי עליו מתבזבז ההספק והמשמש להורדת המתח. הטרנזיסטור משנה את התנגדותו שלו (לא של נגדים המחוברים אליו), כך שמפל המתח עליו יביא את מתח היציאה למתח הרצוי, עבור כל עומס המחובר למייצב. אם העומס משתנה, "התנגדותו" של הטרנזיסטור הטורי משתנה באופן לינארי בהתאם (לכן הוא נקרא "לינארי"), כך שמתח היציאה ישאר מיוצב.
לגבי מייצב ממותג (לא לינארי), הפער בין אופן פעולתו לאינטואיציות הבסיסיות מעט גדול יותר, ולכן קשה להסביר את אופן פעולתו באופן אינטואיטיבי ללא ידע בסיסי באלקטרוניקה. נכון שבמייצב מן הסוג הזה יש טרנזיסטור המתמתג בין on ל- off, אבל הסבר אופן הפעולה מעט מורכב יותר. ברוב הממירים הממותגים יש סליל, המשמש לאגירת האנרגיה מהמקור בחלק אחד של המחזור, והעברתו לעומס בחלק השני. הטרנזיטור (או הטרנזיסטורים) טוענים תחילה את הסליל בזרם, ואז מעבירים את הזרם מהסליל לעומס. בגלל תכונות הסליל ניתן לטעון אותו במתח אחד, ולקבל ממנו את הזרם במתח אחר. מתח היציאה יכול להיות נמוך או גבוה ממתח הכניסה, וכך ניתן לבנות ממירי Step Down או Step Up. לא מסובך, אבל פחות אינטואיטיבי ממייצב לינארי.
יש גם מכפילי מתח העובדים באמצעות מיתוג קבלים במקום סלילים, אבל הם פחות נפוצים לאפליקצייות של זרם גבוה.

רפי

[alonk]

לאור התגובה האחרונה, הנה עוד קצת חומר טכני.
מייצבים ליניאריים: http://www.national.com/appinfo/power/files/f4.pdf
ממירים ממותגים: http://www.national.com/appinfo/power/files/f5.pdf