Tai toks teorinis blogo įrašas apie vieną iš galimų impulsinių stabilizatorių. Tai taip vadinamas “step down buck converter”. Tai stabilizatorius, kurio išėjimo įtampa mažesnė nei įėjimo įtampa. Supaprastintas teorinis veikimas iliustruojamas taip:

Energija iš maitinimo šaltinio pumpuojama į droselį, o kai jos užtenka, raktas atsijungia ir droselio galas automatiškai prisijungia prie žemės per diodą. Reguliuojant prisijungimo ir atsijungimo santykį galima keisti išėjimo įtampą.
Schemoje nėra pavaizduoti kondensatoriai, kurie naikino įtampos svyravimus ir maitiną stabilizatorių ir apkrovą įvairiose stabilizacijos fazėse. Plačiau apie tai gal skaityti angliškoje vikipedijoje (gal kada nors bus ir Lietuviškoje).
Atrodo viskas labai gražiai, bet toks stabilizatorius turi trūkumus. Viena iš problemų yra tas diodas. Kad ir koks būtų geras diodas, ant jo bus įtampos kritimas. Prie didelių dažnių diodas nespėja atsidaryti arba užsidaryti. Kadangi per šį diodą teka visa apkrovos srovė (o ji gali būti didelė- pas procesorius vos ne šimtas amperų) jis kaista. Kažkur buvau radęs termovizoriaus fotkę, tai diodas būtent ir buvo karsčiausia detalė. Ką daryti? Vietoje dioda galima pastatyti dar vieną raktą, dažniausiai lauko tranzistorių. Jis atidaromas tada kai užsidaro viršutinis. Gaunasi kažkas panašaus kaip sinchroninis detektorius. Mosfetas gerai tuo, kad kai jis atidarytas ant jo beveik nėra įtampos kritimo, o tranzistoriaus varža skaičiuojama miliomais. (Tokia schema pavaizduota iki 100V voltų reguliuojamo maitblokio projekte)

Štai tokio stabilizatoriaus užturų (gate) oscilogramos. Viršutinis grafikas- viršutinis tranzas. Matosi, kad įtampa šokinėja nuo nulio iki maitinimo šaltinio (nu beveik). Apačioje- junginėjasi tik nuo žemės potencialo iki valdymo įtampos. Matosi, kad viršutinis tranzas paprastai nesivaldo- jo “pagrindas” kartais buna nulio potenciale, o kartais prie Vcc. O gate gaunasi Vcc+valdymo potencialas. Jei naudoti n kanalo tranzistorius, čia paprastai neprasisuksi ir reikalingas “draiveris”. Tas draiveris dažnai turi realizuota boot strap maitinimą, kai jungimo metu jis autonomiškai maitinasi iš kondensatoriaus.
Kita bėda- jei didelės srovės, tai per droselį ir išėjimo kondensatorių teką didelės srovės. Tiek droselis, tiek kondensatoriai realiai stipriai kaista. O ir išėjimo signalas gaunasi triukšmingas. Tokiu atveju naudojamas daugiafazis stabilizatorius. Tai keli stabilizatoriai dirbantys lygiagrečiai. Pažiūrėkit į savo kompo CPU core maitblokį ir tikrai tokį rasit. Tiesa notebukuose dar būna ir vienos fazės stabilizatoriai, bet dažniau 2 ar trijų fazių. Stacionariuose- tikrai daugiafaziai. Mano senas kompas turi tris fazes, o štai darbe stačiau vieną kuris turi net dvidešimt keturias fazes!
Eksperimentams panaudojau stabilizatorių iš seno Xeon serverio. Labai patogu, nes stabilizatorius sumontuotas ant mažos plokštelės:

Tai trijų fazių stabilizatorius (numatyta vieta ir ketvirtai fazei) surinktas naudojant Analog Devices mikroschemų rinkinį: valdančioji mikroschema ADP3163, draveriai- ADP3413. Grubiai prilitavau keletą polimerinių kondensatorių (be jų neveikė- chaotiškai kažką darė. O kai buvo pajungtas vienas kondensatorius, tai tas vargšelis labai greitai užkaito), laidelis prilituotas prie įtampos pasirinkimo kojos, ir dar aišku apkrova- omo dalių rezistorius.
Viršutinių tranzistorių gate oscilogramos:

Matosi, kad kiekvienas stabilizatoriaus “kanalas” dirba su paslenkta faze. Kokia iš to nauda? Žiūrim į vieną faze:

Matosi trumpas impulsas kuris kartojasi maždaug 250kHz dažniu. Vadinasi kondensatorius turi išlaikyti tiek kruvio, kad maitinti apkrovą per tokį dažnį. Jei sudedam tris fazes, tai bendras dažnis padidėja iki ~750kHz ir impulsai kartojasi dažniau. Vadinasi talpa gali būti mažesnė arba sumažėja srovė per kondensatorius. Nelabai žinau kaip signalas susidelioja 24 fazių stabilizatoriuje, bet taip itariu, kad “bendras dažnis” labai aukštas ir kondikai dirba palengvintam režime. Ir ne tik kondikai, bet ir droseliai.

O ką galima praktiškai padaryti iš tokio kompinio šroto? Nieko neperdarant- labai mažos įtampos bet didelės srovės stabilizatorių. Bet kam reikia įtampos nesiekančios poros voltų… Va jei pakeisti droselius į didesnio induktyvumo, surasti feedback grandinę ir ten iterpti savo įtampos daliklį (ar kintamą rezistorių) tai gauti labai galingas stabilizatorius nuo maždaug vieno volto iki kokiu 12V. Su dešimtim amperų srovės. Su originaliais <1uH droseliais aukštesnė įtampa gali ir nesigauti.