DC zasilacz jest stosowany w większości urządzeń, w których wymagane jest stałe napięcie. DC oznacza prąd stały, w którym przepływ prądu jest jednokierunkowy. Proces konwersji DC nie może być konwerterem DC. Nośniki ładunku w zasilaniu DC przemieszczają się w jednym kierunku. Ogniwa słoneczne , baterie i termopary są źródłami zasilania prądem stałym. Napięcie prądu stałego może wytwarzać pewną ilość stałej energii elektrycznej, która słabnie, gdy przemieszcza się dalej. Napięcie przemienne z generatora może zmienić swoją siłę, gdy przechodzi przez transformator.
Przetwornica 24 V DC na 9 V DC
Zasilacz prądu przemiennego to prąd przemienny, w którym napięcie zmienia się natychmiast w czasie. W przypadku zasilania prądem przemiennym nośniki ładunku okresowo zmieniają kierunek. Zasilanie prądem przemiennym jest używane jako prąd do celów domowych. To narzędzie Prąd AC jest konwertowany na DC za pomocą obwodu składającego się z transformatora, prostownika i filtra. Podobnie, napięcie prądu stałego jest zwiększane lub obniżane do żądanego napięcia przy użyciu takich obwodów.
Ten prąd przemienny z sieci jest konwertowany na prąd stały za pomocą obwodu składającego się z transformatora, prostownika i filtra. Podobnie, napięcie prądu stałego jest zwiększane lub obniżane do żądanego napięcia przy użyciu takich obwodów.
Konwersja DC-DC
Konwerter DC na DC pobiera napięcie ze źródła DC i przekształca napięcie zasilania na inny poziom napięcia DC. Służą do zwiększania lub zmniejszania poziomu napięcia. Są to powszechnie używane samochody, przenośne ładowarki i przenośne odtwarzacze DVD. Niektóre urządzenia wymagają określonego napięcia, aby je uruchomić. Zbyt duża moc może zniszczyć urządzenie lub mniejsza moc może nie być w stanie uruchomić urządzenia. Konwerter pobiera energię z akumulatora i obniża poziom napięcia, podobnie konwerter podnosi poziom napięcia. Na przykład może być konieczne zmniejszenie mocy dużej baterii z 24 V do 12 V, aby uruchomić radio.
Konwerter pobiera energię z akumulatora i obniża poziom napięcia, podobnie konwerter podwyższa poziom napięcia. Na przykład może być konieczne zmniejszenie mocy dużej baterii z 24 V do 12 V, aby uruchomić radio.
Elektroniczna konwersja
Przetwornice DC na DC w obwodach elektronicznych wykorzystują technologię przełączania. Przetwornica DC-DC w trybie przełączanym przekształca poziom napięcia DC poprzez tymczasowe przechowywanie energii wejściowej, a następnie uwalnia tę energię przy innym napięciu wyjściowym. Przechowywanie odbywa się albo w komponentach pola magnetycznego, takich jak induktor , transformatory lub komponenty pola elektrycznego, takie jak kondensatory. Ta metoda konwersji może zwiększyć lub zmniejszyć poziom napięcia.
Konwersja impulsowa jest bardziej energooszczędna niż liniowa regulacja napięcia, która rozprasza niepożądaną moc w postaci ciepła. Wysoka sprawność konwertera impulsowego zmniejsza wymagane pochłanianie ciepła i zwiększa żywotność baterii urządzeń przenośnych. Wydajność wzrosła dzięki zastosowaniu tranzystory mocy FET , które są w stanie przełączać wydajniej przy niższych stratach przełączania przy wyższych częstotliwościach niż tranzystory bipolarne mocy i wykorzystują mniej skomplikowane obwody sterujące. Kolejne ulepszenie przetworników DC-DC polega na zastąpieniu diody koła zamachowego prostownikiem synchronicznym za pomocą tranzystora mocy FET, którego „rezystancja” jest znacznie niższa, co zmniejsza straty przełączania.
Wydajność przetwornicy wzrosła dzięki zastosowaniu tranzystorów mocy FET, które są w stanie przełączać wydajniej przy mniejszych stratach przełączania przy wyższych częstotliwościach niż tranzystory bipolarne mocy i wykorzystują mniej skomplikowane obwody sterujące. Kolejne ulepszenie przetworników DC-DC polega na zastąpieniu diody koła zamachowego prostownikiem synchronicznym za pomocą tranzystora mocy FET, którego „rezystancja” jest znacznie niższa, co zmniejsza straty przełączania.
Większość przetworników DC-DC jest zaprojektowana tak, aby poruszać się w jednym kierunku, od wejścia do wyjścia. Jednak topologie regulatorów przełączających można zaprojektować tak, aby poruszały się dwukierunkowo, zastępując wszystkie diody niezależnie sterowanym aktywnym prostownikiem. Na przykład w hamowaniu regeneracyjnym pojazdów, gdzie moc jest dostarczana na koła podczas jazdy, ale podczas hamowania jest dostarczana razem z kołami. Dlatego przydatna jest konwersja dwukierunkowa.
Konwersja magnetyczna
W tych przetwornicach DC-DC energia jest okresowo magazynowana i uwalniana z pola magnetycznego w cewce indukcyjnej lub transformatorze w zakresie częstotliwości od 300 kHz do 10 MHz. Dostosowując cykl pracy napięcia ładowania, można łatwiej kontrolować ilość mocy przekazywanej do obciążenia, poprzez to sterowanie można również zastosować do prądu wejściowego, prądu wyjściowego lub w celu utrzymania stałej mocy. Przetwornik oparty na transformatorze może zapewnić izolację między wejściem a wyjściem.
Ogólnie, konwerter DC-DC odnosi się do następujących wyjaśnionych przetworników przełączających. Te obwody są sercem zasilacza impulsowego. Poniżej wyjaśniono najczęściej używane obwody.
Nieizolowane konwertery
Przetwornice nieizolowane są używane, gdy zmiana napięcia jest niewielka. Zaciski wejściowe i wyjściowe mają wspólną masę w tym obwodzie. Poniżej przedstawiono różne typy konwerterów w tej grupie.
Wadą jest to, że nie zapewnia ochrony przed wysokim napięciem elektrycznym i ma większy hałas.
Konwerter obniżający (Buck)
Obwód obniżający służy do generowania niższego napięcia niż napięcie wejściowe. Nazywa się to również złotem. Polaryzacje są takie same jak na wejściu.
Przetwornica
Konwerter Step-Up (Boost)
Obwód podwyższający służy do generowania napięcia wyższego niż napięcie wejściowe. Nazywa się to wzmocnieniem. Polaryzacje są takie same jak na wejściu.
Wzmacniacz
Konwerter Buck-Boost
W Konwerter Buck-Boost napięcie wyjściowe można zwiększyć lub zmniejszyć niż napięcie wejściowe. Działa w celu zwiększenia lub zmniejszenia napięcia. Powszechnym zastosowaniem tego konwertera jest odwrócenie polaryzacji.
Kutas: Ten typ konwertera jest podobny do konwertera Buck-Boost. Różnica polega na jego nazwie, nazwanej na cześć Slobodana Cuka, człowieka, który ją stworzył.
Pompa zasilająca: Ten konwerter służy do zwiększania lub zmniejszania napięcia w aplikacjach o małej mocy.
Przetworniki izolowane
Te konwertery mają separację między zaciskami wejściowymi i wyjściowymi. Mają właściwości wysokiego napięcia izolacji. Mogą blokować hałas i zakłócenia. To pozwala im produkować czystsze źródło prądu stałego. Są podzielone na dwa typy.
Konwerter flyback
Ten konwerter działa podobnie do konwertera buck-boost z kategorii bez izolacji. Różnica polega na tym, że wykorzystuje transformator do przechowywania energii zamiast cewki indukcyjnej.
Konwerter flyback
Konwerter do przodu
Ten konwerter użyje transformatora do wysłania energii między wejściem a wyjściem w jednym kroku.
Działanie konwertera DC
Podstawowy konwerter DC-DC pobiera prąd i przepuszcza go przez element przełączający, który zamienia sygnał DC na prostokątny sygnał AC. Fala ta przechodzi następnie przez inny filtr, który zamienia ją z powrotem w sygnał prądu stałego o wymaganym napięciu.
Zalety konwertera DC
- Miejsce na akumulator można zmniejszyć, zmniejszając lub zwiększając dostępne napięcie wejściowe.
- Urządzenie może być napędzane przez wybijanie lub podwyższanie dostępnego napięcia. W ten sposób zapobiegając uszkodzeniu urządzenia lub awarii.
Mam nadzieję, że dobrze zrozumiałeś temat - Różne metody konwersji napięcia DC na DC i ich rodzaje. Jeśli masz jakieś pytania na ten temat lub na projekty elektryczne i elektroniczne zostaw komentarze poniżej.
