Pretvornik DC-DC je naprava, ki sprejema enosmerno vhodno napetost in zagotavlja enosmerno izhodno napetost. Izhodna napetost je lahko večja od vhodne ali obratno. Uporabljajo se za prilagajanje obremenitev napajalniku. Najenostavnejše vezje pretvornika DC-DC je sestavljeno iz stikala, ki nadzoruje povezavo in odklop tovora na napajalnik.
Osnovni pretvornik DC-DC je sestavljen iz energije, ki se prenaša iz obremenitve v naprave za shranjevanje energije, kot so induktorji ali kondenzator, preko stikal, kot sta tranzistor ali dioda. Uporabljajo se lahko kot linearni regulatorji napetosti ali preklopni regulatorji. V linearnem regulatorju napetosti osnovno napetost tranzistorja poganja krmilno vezje, da doseže želene izhodne napetosti. V regulatorju s preklopnim načinom se tranzistor uporablja kot stikalo. V pretvorniku navzdol ali pretvorniku, ko je stikalo zaprto, induktor dovoli tok toku do bremena in ko se stikalo odpre, induktor dovaja shranjeno energijo tovoru.
3 kategorije pretvornika v enosmerni v enosmerni tok
- Buck pretvorniki
- Boost pretvorniki
- Buck boost pretvorniki
Buck pretvorniki: Pretvorniki se uporabljajo za pretvorbo visoke vhodne napetosti v nizko izhodno napetost. V tem pretvorniku neprekinjen izhodni tok daje manj valovanja izhodne napetosti.
Boost pretvorniki: Povečalni pretvorniki se uporabljajo za pretvorbo nižje vhodne napetosti v višjo izhodno napetost. V pretvornik stopnjevanja ali povečevalni pretvornik, ko je stikalo zaprto, obremenitev dobi napetost iz kondenzatorja, ki se polni skozi tok, ki teče skozi induktor, in ko je stikalo odprto, tovor dobi napajanje iz vhodne stopnje in induktorja.
Pretvorniki Buck Boost: V pretvorniku za povečanje napetosti se lahko izhod ohranja višji ali nižji, kar je odvisno od napetosti vira. Ko je napetost vira visoka, je izhodna napetost nizka in napetost vira nizka, potem je izhodna napetost visoka.
Boost pretvorniki
Tu so spodaj obravnavane kratke podrobnosti o pretvorniku boost
Pretvornik Boost je preprost pretvornik. Uporablja se za pretvorbo enosmerne napetosti iz nižje v višjo raven. Boost pretvornik se imenuje tudi pretvornik v enosmerni v enosmerni tok. Boost pretvorniki (DC-DC pretvorniki) so bili razviti v zgodnjih šestdesetih letih. Ti pretvorniki so zasnovani z uporabo polprevodniških stikalnih naprav.
- Brez uporabe pretvornika Boost: V polprevodniških stikalnih napravah linearno regulirana vezja (enosmerno regulirana vezja) dostopajo do napetosti iz nereguliranega vhodnega napajanja (AC napajanje) in zaradi tega pride do izgube moči. Izguba moči je sorazmerna padcu napetosti.
- Uporaba pretvornikov Boost: V stikalnih napravah pretvorniki pretvorijo neurejeno izmenično ali enosmerno vhodno napetost v regulirano enosmerno izhodno napetost.
Večina pretvornikov Boost se uporablja v napravah SMPS. SMPS z dostopom do vhodnega napajanja iz omrežja AC, vhodna napetost se odpravi in filtrira s pomočjo kondenzatorja in usmernika.
Načelo Boost pretvornikov:
Oblikovalci električnega tokokroga večinoma izberejo pretvornik načina povečanja, ker je izhodna napetost v primerjavi z izvorno napetostjo vedno visoka.
- V tem vezju je stopnja moči mogoča v dveh načinih neprekinjenega vodenja (CCM).
- Način prekinitvenega vodenja (DCM).
1. Način neprekinjenega prevajanja:
Način neprekinjenega vodenja pretvornika boost
Način neprekinjenega preklapljanja pretvornika Boost je sestavljen iz danih komponent, ki so induktor, kondenzator in vir vhodne napetosti ter ena preklopna naprava. Pri tem induktor deluje kot element za shranjevanje moči. Stikalo pretvornika ojačevanja nadzoruje PWM (modul širine impulza). Ko je stikalo vklopljeno, se v induktorju razvije energija in več energije se odda na izhod. Možno je pretvoriti visokonapetostni kondenzatorji iz vhodnega vira nizke napetosti. Vhodna napetost je vedno večja od izhodne napetosti. V neprekinjenem prevodnem načinu se tok poveča glede na vhodno napetost.
2. Način prekinitvenega vodenja:
Način prekinitvenega pretvornika Boost
Prekinjeno vezje v načinu prevodnosti je zgrajeno z induktorjem, kondenzatorjem, stikalno napravo in virom vhodne napetosti . Induktor je element za shranjevanje energije, enak načinu neprekinjenega prevajanja. V prekinitvenem načinu, ko je stikalo vklopljeno, se energija dovaja na induktor. In če je stikalo IZKLOPLJENO v določenem obdobju, tok induktorja doseže nič, ko je vklopljen naslednji preklopni cikel. Izhodni kondenzator se polni in prazni glede na vhodno napetost. Izhodna napetost je manjša kot pri neprekinjenem načinu.
Prednosti:
- Daje visoko izhodno napetost
- Nizki obratovalni cikli
- Nižja napetost na MOSFET-u
- Izhodna napetost z nizkim popačenjem
- Dobra kakovost valov tvori celo linijsko frekvenco
Aplikacije:
- Avtomobilske aplikacije
- Ojačevalniki moči
- Aplikacije prilagodljivega nadzora
- Sistemi za napajanje baterij
- Zabavna elektronika
- Komunikacijske aplikacije Polnilna vezja za baterije
- V grelcih in varilcih
- Enosmerni motorni pogoni
- Vezja za korekcijo faktorja moči
- Sistemi porazdeljene arhitekture moči
Delovni primer pretvornikov DC-DC
Tu predstavljamo preprosto vezje pretvornika DC-DC za napajanje različnih enosmernih tokokrogov. Lahko zagotavlja enosmerno napajanje do 18 voltov enosmernega toka. Izhodno napetost lahko preprosto izberete s spreminjanjem vrednosti Zener diode ZD. Vezje ima regulacijo napetosti in toka.
Komponente vezja:
- LED
- 18V baterija
- Zenerjeva dioda, ki se uporablja kot regulator napetosti
- Tranzistor, ki deluje kot stikalo.
Sistem deluje:
Vhodno napetost za vezje dobimo iz 18-voltnega 500 mA napajalnika, ki temelji na transformatorju. Uporabite lahko tudi vhodno napetost iz baterije. 18-voltni enosmerni tok iz napajalnika se odda v kolektor in osnovo tranzistorja srednje moči BD139 (T1). Upor R1 omejuje osnovni tok T1, tako da bo izhodna napetost regulirana po toku.
Zenerjeva dioda ZD uravnava izhodno napetost. Izberite ustrezno vrednost Zenerja, da popravite izhodno napetost. Če je na primer Zenerjeva dioda 12-voltna, vezje na izhodu daje 12-voltni enosmerni tok. Dioda D1 se uporablja kot zaščita pred polarnostjo, LED pa zagotavlja stanje vklopa. Tukaj smo uporabili pretvornik DC-DC v linearnem načinu, kjer je osnovna napetost na tranzistorju nadzorovana, da dobimo želeno izhodno vrednost, odvisno od napetosti Zener diode.
Upam, da ste jasno razumeli temo vrst pretvornikov enosmernega in enosmernega toka in drugih vrst. Če imate kakršna koli vprašanja o tej temi ali o električnih in elektronskih projektih, pustite spodnje komentarje.
