Simularea Functionarii Si Testarea Practica Pentru Circuitul Complet de Convertor Boost 12 24 V

CAPITOLUL 4. SIMULAREA FUNCȚIONĂRII SI TESTAREA PRACTICĂ PENTRU CIRCUITUL COMPLET DE CONVERTOR BOOST 12v-24 v

4.1. Simularea funcționării circuitului boost

În fig. 4.1. de mai jos este prezentată schema completă a circuitului boost, supusă simularii în programul Tina 9, care conține în plus față de circuitul de bază proiectat la capitolul 3 sistemul de comandă PWM compus din timer-ul cu LM 555( generator de semnal dreptunghiular) și amplificatorul diferențial cu LM 324, cu rol de compensare a tensiunii de ieșire de la 23,6 V la 24 V.

Amplificatorul diferențial cu LM 324

Amplificatorul diferențial proiectat cu ajutorul unuia din amplificatoarele operaționale din cipul LM 324 trebuie să asigure un câștig de 100. Intrarea terminalului inversor este fixată la 9% din tensiunea asteptată de la ieșire ( 2.18 V), fiind preluată prin intermediul divizorului rezistiv format de rezistoarele R5 si R6, iar intrarea terminalului neinversor este conectată de asemeni la un divizor rezistiv format de R11 si R12 prin care să preia aproximativ 1% din tensiunea de intrare de 12 V(0,118V).

Generatorul PWM cu LM 555

Pentru a genera un factor de umplere de 50%, timer-ul LM 555 trebuie să lucreze în mod astabil. Prin conectarea unei diode D2 între intrarea trigger și intrarea discharge, condensatorul C6 se va încărca direct prin rezistorul R8, rezistorul R7 fiind efectiv scurt-circuitat de dioda D2. Condensatorul se va descărca normal prin rezistorul R7. Timpul anterior de încărcare t1 = 0.693(R7 + R8) x C6 este modificat pentru a lua în considerare acest nou circuit de încărcare și este dat de relația: t1 = 0.693(R8 x C6). Factorul de umplere va fi astfel dat de relația: D = R8 / (R7 + R8).

În cadrul simulării funcționării timer-ului LM 555 proiectat considerând valorile R7=R8 = 330 si C6 = 10nF, semnalul PWM de comutație are valoarea de 190 kHz, la un factor de umplere D = 0,53( vezi fig.4.3 de mai jos).

Din figura 4.4 se poate observa prezența unui riplu foarte redus de doar 1 mW pentru tensiunea simulată de ieșire, cu valoare foarte apropiată de 24,00 V( deviații de maxim 0,03V).

Conform figura 4.5, curentul prin inductor variază între 3A și 1.55 A.

Figura. 4.1. Schema electrică a convertorului boost 12V-24V supusă simulării în programul Tina 9.3

Figura.4.2. Evoluția tranzitorie a tensiunii de ieșire și a curentului prin inductorul L1 pe parcusul a 3 ms de simulare a circuitului Boost DC-Dc din figura.1.

Figura.4.3. Semnalul PWM de comandă al TEC-MOS( UG) și semnalul pe borna DISC a circuitului LM 555

Figura.4.4. Riplul tensiunii de ieșire de 24 V, de doar 1mV, conform simulării

Figura.4.5. Riplul curentului prin inductorul L1, de 1.45 A, conform simulării