Преобразователь постоянного тока в постоянный - это устройство, которое принимает входное напряжение постоянного тока и обеспечивает выходное напряжение постоянного тока. Выходное напряжение может быть больше входного или наоборот. Они используются для согласования нагрузок с источником питания. Самая простая схема преобразователя постоянного тока состоит из переключателя, который управляет подключением и отключением нагрузки от источника питания.
Базовый преобразователь постоянного тока в постоянный состоит из энергии, передаваемой от нагрузки к устройствам накопления энергии, таким как индукторы или конденсатор, через переключатели, такие как транзистор или диод. Их можно использовать в качестве линейных регуляторов напряжения или импульсных регуляторов. В линейном регуляторе напряжения базовое напряжение транзистора управляется схемой управления для получения желаемых выходных напряжений. В импульсном стабилизаторе транзистор используется как переключатель. В понижающем преобразователе или понижающем преобразователе, когда переключатель замкнут, катушка индуктивности позволяет току течь к нагрузке, а когда переключатель разомкнут, катушка индуктивности передает накопленную энергию нагрузке.
3 категории преобразователей постоянного тока в постоянный
- Понижающие преобразователи
- Повышающие преобразователи
- Преобразователи понижающего напряжения
Бак-конвертеры: Понижающие преобразователи используются для преобразования высокого входного напряжения в низкое выходное напряжение. В этом преобразователе постоянный выходной ток дает меньше пульсаций выходного напряжения.
Повышающие преобразователи: Повышающие преобразователи используются для преобразования более низкого входного напряжения в более высокое выходное напряжение. В повышающий преобразователь или повышающий преобразователь, когда переключатель замкнут, нагрузка получает напряжение от конденсатора, который заряжается через ток, проходящий через катушку индуктивности, а когда переключатель разомкнут, нагрузка получает питание от входного каскада и катушки индуктивности.
Конвертеры Buck Boost: В понижающем повышающем преобразователе выходной сигнал может поддерживаться выше или ниже, в зависимости от напряжения источника. Когда напряжение источника высокое, выходное напряжение низкое, а напряжение источника низкое, тогда выходное напряжение высокое.
Повышающие преобразователи
Здесь краткие сведения о повышающем преобразователе обсуждаются ниже.
Boost Converter - простой преобразователь. Он используется для преобразования постоянного напряжения с более низкого уровня на более высокий. Повышающий преобразователь также называется преобразователем постоянного тока в постоянный. Повышающие преобразователи (преобразователи постоянного тока в постоянный) были разработаны в начале 1960-х годов. Эти преобразователи разработаны с использованием полупроводниковых коммутационных устройств.
- Без использования Boost Converter: В полупроводниковых коммутационных устройствах линейные регулируемые схемы (схемы с регулируемой мощностью постоянного тока) получают напряжение от нерегулируемого входного источника (источник питания переменного тока), и из-за этого происходит потеря мощности. Потери мощности пропорциональны падению напряжения.
- Использование повышающих преобразователей: В коммутационных устройствах преобразователи преобразуют нерегулируемое входное напряжение переменного или постоянного тока в регулируемое выходное напряжение постоянного тока.
Большинство преобразователей Boost используется в устройствах SMPS. SMPS с доступом к входному питанию от сети переменного тока, входное напряжение выпрямляется и фильтруется с помощью конденсатора и выпрямителя.
Принцип работы повышающих преобразователей:
Разработчики электрических цепей в основном выбирают преобразователь в режиме повышения мощности, потому что выходное напряжение всегда высокое по сравнению с напряжением источника.
- В этой схеме силовой каскад может работать в двух режимах Continuous Conduction Mode (CCM).
- Режим прерывистой проводимости (DCM).
1. Режим непрерывной проводимости:
Режим непрерывной проводимости повышающего преобразователя
Режим непрерывного переключения повышающего преобразователя состоит из заданных компонентов, таких как индуктор, конденсатор, источник входного напряжения и одно коммутирующее устройство. В этом индуктор действует как элемент накопления энергии. Переключатель повышающего преобразователя управляется ШИМ (широтно-импульсным модулятором). Когда переключатель находится в положении ON, энергия вырабатывается в индукторе, и больше энергии передается на выход. Возможна конвертация конденсаторы высокого напряжения от источника низкого напряжения. Входное напряжение всегда больше выходного. В режиме непрерывной проводимости ток увеличивается относительно входного напряжения.
2. Режим прерывистой проводимости:
Прерывистый режим повышающего преобразователя
Схема с прерывистой проводимостью состоит из индуктора, конденсатора, переключающего устройства и источника входного напряжения. . Индуктор - это элемент накопления энергии, такой же, как и в режиме непрерывной проводимости. В прерывистом режиме, когда переключатель находится в положении ON, энергия передается индуктору. И если переключатель выключен в течение некоторого периода времени, ток индуктора достигает нуля при следующем цикле переключения. Выходной конденсатор заряжается и разряжается относительно входного напряжения. Выходное напряжение меньше, чем в непрерывном режиме.
Преимущества:
- Обеспечивает высокое выходное напряжение
- Низкие рабочие циклы
- Более низкое напряжение на MOSFET
- Выходное напряжение с низким уровнем искажений
- Хорошее качество формы волны даже присутствует линейная частота
Приложения:
- Автомобильные приложения
- Применение усилителя мощности
- Приложения адаптивного управления
- Системы питания от батарей
- Бытовая электроника
- Связь Приложения Цепи зарядки аккумуляторов
- В нагревателях и сварочных аппаратах
- Электроприводы постоянного тока
- Цепи коррекции коэффициента мощности
- Системы с распределенной архитектурой питания
Рабочий пример преобразователя постоянного тока в постоянный
Представляем здесь простую схему преобразователя постоянного тока в постоянный для питания различных цепей постоянного тока. Он может обеспечивать питание постоянного тока до 18 вольт постоянного тока. Вы можете просто выбрать выходное напряжение, изменив значение стабилитрона ZD. Схема имеет регулировку как напряжения, так и тока.
Компоненты схемы:
- Светодиод
- Аккумулятор 18 В
- Стабилитрон, который используется как стабилизатор напряжения
- Транзистор, работающий как переключатель.
Система работает:
Входное напряжение для схемы получается от источника питания на основе трансформатора 18 В, 500 мА. Вы также можете использовать входное напряжение от батареи. Напряжение 18 В постоянного тока от источника питания подается на коллектор и базу транзистора средней мощности BD139 (T1). Резистор R1 ограничивает базовый ток T1, так что выходное напряжение будет регулироваться по току.
Стабилитрон ZD регулирует выходное напряжение. Выберите соответствующее значение стабилитрона, чтобы зафиксировать выходное напряжение. Например, если стабилитрон 12 вольт, схема дает на выходе 12 вольт постоянного тока. Диод D1 используется в качестве предохранителя полярности. Светодиод показывает состояние включения. Здесь мы использовали преобразователь постоянного тока в линейный режим, в котором напряжение базы транзистора регулируется для получения желаемого выходного сигнала в зависимости от напряжения стабилитрона.
Надеюсь, вы четко поняли тему о типах DC-DC преобразователей и их типах. Если у вас есть какие-либо вопросы по этой теме или по электрическим и электронным проектам, оставьте комментарии ниже.
