DC-DC pretvarač je uređaj koji prihvaća istosmjerni ulazni napon i daje istosmjerni izlazni napon. Izlazni napon može biti veći od ulaznog ili obrnuto. Koriste se za usklađivanje opterećenja s napajanjem. Najjednostavniji krug istosmjernog i istosmjernog pretvarača sastoji se od prekidača koji kontrolira spajanje i odvajanje tereta na izvor napajanja.
Osnovni pretvarač istosmjerne i istosmjerne energije sastoji se od energije koja se prenosi iz opterećenja na uređaje za pohranu energije poput induktora ili kondenzatora preko prekidača poput tranzistora ili diode. Mogu se koristiti kao linearni regulatori napona ili kao sklopni regulatori. U linearnom regulatoru napona osnovni napon tranzistora pokreće se upravljačkim krugom kako bi se dobili željeni izlazni naponi. U preklopnom regulatoru načina rada, tranzistor se koristi kao prekidač. U silaznom pretvaraču ili pretvaraču, kada je sklopka zatvorena, induktor dopušta struji da teče u teret, a kada se prekidač otvori, induktor opskrbljuje akumuliranom energijom opterećenje.
3 kategorije pretvarača u istosmjernu struju
- Buck pretvarači
- Poticajni pretvarači
- Buck boost pretvarači
Buck pretvarači: Buck pretvarači koriste se za pretvaranje visokog ulaznog napona u nizak izlazni napon. U ovom pretvaraču kontinuirana izlazna struja daje manje mreškanje izlaznog napona.
Poticajni pretvarači: Pretvarači pojačanja koriste se za pretvaranje nižeg ulaznog napona u viši izlazni napon. U pretvarač stepeništa ili pretvarač pojačanja, kada je sklopka zatvorena, opterećenje dobiva napon iz kondenzatora koji se puni kroz struju koja prolazi kroz prigušnicu, a kada je prekidač otvoren, opterećenje dobiva napajanje iz ulaznog stupnja i prigušnice.
Buck Boost pretvarači: U pretvaraču s pojačanim pojačavanjem izlaz se može održavati većim ili nižim, što ovisi o naponu izvora. Kad je napon izvora visok, tada je izlazni napon nizak, a napon izvora nizak, tada je izlazni napon visok.
Poticajni pretvarači
Ovdje se u nastavku razmatraju kratki detalji pretvarača pojačanja
Boost Converter je jednostavan pretvarač. Koristi se za pretvaranje istosmjernog napona s niže na višu razinu. Boost pretvarač naziva se i pretvarač istosmjerne u istosmjernu struju. Pojačala pretvarači (DC-DC pretvarači) razvijeni su početkom 1960-ih. Ovi pretvarači konstruirani su pomoću poluvodičkih sklopnih uređaja.
- Bez upotrebe pretvarača pojačanja: U poluvodičkim sklopnim uređajima linearni regulirani krugovi (istosmjerni regulirani krugovi napajanja) pristupaju naponu iz nereguliranog ulaznog napajanja (izmjeničnog napajanja) i zbog toga dolazi do gubitka snage. Gubitak snage proporcionalan je padu napona.
- Korištenje pretvarača pojačanja: U sklopnim uređajima pretvarači pretvaraju neuređeni izmjenični ili istosmjerni ulazni napon u regulirani izlazni napon istosmjerne struje.
Većina Boost pretvarača koristi se u SMPS uređajima. SMPS s ulaznim pristupom napajanju iz AC mreže, ulazni napon se ispravlja i filtrira pomoću kondenzatora i ispravljača.
Princip rada pojačivačkih pretvarača:
Dizajneri električnih krugova uglavnom odabiru pretvarač načina pojačanja jer je izlazni napon uvijek visok u usporedbi s naponom izvora.
- U ovom krugu stupanj snage može raditi u dva načina kontinuiranog provođenja (CCM).
- Način prekida kondukcije (DCM).
1. Način kontinuiranog provođenja:
Način kontinuiranog provođenja pretvarača pojačala
Način neprekidnog prebacivanja pretvarača pojačanja izrađen je s danim komponentama koje su induktor, kondenzator i izvor ulaznog napona i jedan sklopni uređaj. U ovom prigušivanju djeluje kao element za pohranu snage. Prekidačem pretvarača pojačanja upravlja PWM (modul širine impulsa). Kad je prekidač UKLJUČEN, energija se razvija u induktoru i više energije se isporučuje na izlaz. Moguće je pretvoriti visokonaponski kondenzatori iz ulaznog izvora niskog napona. Ulazni napon je uvijek veći od izlaznog napona. U načinu kontinuiranog provođenja struja se povećava s obzirom na ulazni napon.
2. Prekinuti način vođenja:
Način diskontinuiranog stanja pretvarača pojačala
Prekidani krug u načinu provođenja gradi se sa induktivitetom, kondenzatorom, sklopnim uređajem i izvorom ulaznog napona . Induktor je element za pohranu energije isti kao i način kontinuiranog provođenja. U prekinutom načinu rada, kada je prekidač UKLJUČEN, energija se isporučuje na induktor. A ako je prekidač ISKLJUČEN neko vrijeme, struja prigušnice dosegne nulu kada je uključen sljedeći ciklus prebacivanja. Izlazni kondenzator se puni i prazni s obzirom na ulazni napon. Izlazni napon je manji nego u usporedbi s kontinuiranim načinom rada.
Prednosti:
- Daje visoki izlazni napon
- Niski radni ciklusi
- Niži napon na MOSFET-u
- Izlazni napon s malim izobličenjima
- Dobra kvaliteta valnih oblika prisutna je čak i linijska frekvencija
Prijave:
- Primjene u automobilskoj industriji
- Primjene pojačala snage
- Aplikacije prilagodljivog upravljanja
- Sustavi napajanja baterija
- Potrošačke elektronike
- Komunikacijske aplikacije Sklopovi za punjenje baterija
- U grijačima i zavarivačima
- Istosmjerni pogoni motora
- Krugovi za korekciju faktora snage
- Sustavi raspodijeljene energetske arhitekture
Primjer rada DC-DC pretvarača
Predstavljajući ovdje jednostavan krug DC-DC pretvarača za napajanje različitih istosmjernih krugova. Može pružiti istosmjerno napajanje do 18 volti istosmjerne struje. Možete jednostavno odabrati izlazni napon promjenom vrijednosti Zener diode ZD. Krug ima regulaciju napona i struje.
Komponente sklopa:
- LED dioda
- Baterija od 18V
- Zener dioda koja se koristi kao regulator napona
- Tranzistor koji radi kao prekidač.
Sustav radi:
Ulazni napon za krug dobiva se iz napajanja baziranog na transformatoru od 18 volti od 500 mA. Također možete koristiti ulazni napon iz baterije. Istosmjerna struja od 18 volti daje se na kolektor i bazu tranzistora srednje snage BD139 (T1). Otpornik R1 ograničava osnovnu struju T1 tako da će izlazni napon biti reguliran strujom.
Zener dioda ZD regulira izlazni napon. Odaberite odgovarajuću vrijednost Zenera da popravite izlazni napon. Na primjer, ako je Zener dioda jedna od 12 volti, krug daje na izlazu DC od 12 volti. Dioda D1 koristi se kao zaštita polariteta. LED osigurava status uključivanja. Ovdje smo koristili DC-DC pretvarač u linearnom načinu gdje se osnovni napon na tranzistoru kontrolira kako bi se dobio željeni izlaz, ovisno o naponu Zener diode.
Nadam se da ste jasno razumjeli temu vrsta DC-DC pretvarača i postojećih tipova. Ako imate pitanja o ovoj temi ili o električnim i elektroničkim projektima, ostavite komentare u nastavku.
