למה קondenסטורים אחסון הם הכרחיים במעגלי הרמת מתח?

למה דרושים קבלים לאחסון אנרגיה במרחיבי מתח

במרחיב מתח (מ Keller), קבלים לאחסון אנרגיה (שנודעים לעיתים כקבלי יציאה) משחקים תפקיד מרכזי. תפקידם העיקרי הוא להעניק חלקות למתח היציאה, תוך שמירה על אספקת חשמל יציבה ורציפה ל עומס. להלן הסבר מפורט מדוע דרושים קבלים לאחסון אנרגיה במרחיבי מתח:

1. החלקת המתח היציאה

עקרון ההפעלה של מרחיב מתח כולל מעבר תקופתי בין מצב של פיתול ומצב של כיבוי של התקן מיתוג (כגון MOSFET או BJT) כדי להשיג עלייה במתח. באופן ספציפי:

כאשר המתג מופעל, זרם עובר דרך האינדקטור, שמחזיק אנרגיה.

כאשר המתג מכובה, האינדקטור משחרר את האנרגיה החבויה בו, מוסיף למתח הכניסה כדי לספק מתח יציאה גבוה יותר לעומס.

בשל פעולה זו של מעבר תקופתי, המתח היציאה יכול להשתנות. ללא קבל לאחסון אנרגיה, המתח היציאה היה משתנה משמעותית במהלך כל מחזור מעבר, מה שהוביל למתח בלתי יציב בעומס. הקבל לאחסון אנרגיה מסייע בכך שהוא מחזיק אנרגיה במהלך זמן הכיבוי ומפזר אותה במהלך זמן הפיתול, ובכך מסייע לחלק את המתח היציאה ולספק מתח יציב לעומס.

2. שמירה על זרם העומס

בזמן שהמתג מופעל, האינדקטור מחזיק אנרגיה והקבל מספק זרם לעומס. בזמן שהמתג מכובה, האינדקטור משחרר את האנרגיה החבויה בו והקבל נטען. הקבל לאחסון אנרגיה מתפקד כמפרך בין שני שלבים אלו, תוך שמירה על כך שהזרם לעומס אינו מתווך.

• זמן הפיתול: הקבל מפזר, ומספק זרם לעומס.

• זמן הכיבוי: הקבל נטען, ומקבל אנרגיה המשוחררת מהאינדקטור.

תהליך הנעילה והפתיחה הזה מבטיח כי לעומס תמיד יהיה זרם רציף, למנוע הפסקות שנגרמות מהמעבר התקופתי.

3. סינון גלי שוליים בתדר גבוה

בנוסף לחלקת המתח היציאה, הקבל לאחסון אנרגיה גם מסנן גלי שוליים בתדר גבוה. בשל תדר המעבר הגבוה (בדרך כלל עשרות עד מאות kHz), המתח היציאה עשוי להכיל מרכיבים בתדר גבוה (כלומר, גלי שוליים). אם מרכיבים בתדר גבוה אלה אינם מסוננים, הם יכולים להשפיע לרעה על מכשירים אלקטרוניים רגישים המחוברים לעומס.

מאפייני המימד הנמוך של הקבל לאחסון אנרגיה מאפשרים לו לסנן בצורה יעילה גלי שוליים בתדר גבוה, תוך שמירה על המתח היציאה נקי ויציב.

4. שיפור יעילות המערכת

הנוכחות של קבל לאחסון אנרגיה מסייעה להפחית תנודות במתח היציאה, ובכך להקל על מעגלים נוספים לתיקון מתח. אם המתח היציאה משתנה באופן משמעותי, למעגל התיקון המתח יש לתקן תכופות כדי לשמור על מתח יציאה יציב, מה שמגדיל את צריכת החשמל ומפחית את יעילות המערכת הכוללת. באמצעות שימוש בקבל לאחסון אנרגיה, ניתן להפחית את התנודות במתח, לשפר את יעילות המערכת הכוללת.

5. טיפול בתגובה חולפת

כאשר יש שינוי פתאומי בעומס (לדוגמה, עלייה או ירידה פתאומית בעומס), הקבל לאחסון אנרגיה יכול להגיב במהירות על ידי מתן אנרגיה נוספת או בליעה של עודף אנרגיה, ובכך למנוע שינויים גדולים במתח היציאה. יכולת תגובה זו היא חיונית לשמירת יציבות המתח היציאה.

סיכום

במרחיב מתח, התפקידים העיקריים של קבל לאחסון אנרגיה כוללים:

• חלקה של מתח היציאה: פיזור תנודות מתח הנגרמות מחזורי המעבר.

• שמירת זרם העומס: שמירה על אספקת זרם יציבה לעומס לאורך כל מחזור המעבר.

• סינון גלי שוליים בתדר גבוה: הפחתת רעש בתדר גבוה במתח היציאה.

• שיפור יעילות המערכת: הפחתתנטל על מעגלי תיקון מתח ושיפור יעילות כללית.

• טיפול בתגובה חולפת: תגובה מהירה לשינויים בעומס כדי לשמור על יציבות המתח היציאה.

לכן, קבל לאחסון אנרגיה הוא מרכיב בלתי נפרד במרחיב מתח, ומד;"; }