Типове DC-DC преобразуватели като Buck Converter и Boost Converter

Типове DC-DC преобразуватели като Buck Converter и Boost Converter

DC-DC преобразувателят е устройство, което приема DC входно напрежение и осигурява DC изходно напрежение. Изходното напрежение може да бъде по-голямо от входното или обратно. Те се използват за съобразяване на натоварванията със захранването. Най-простата схема DC-DC преобразувател се състои от превключвател, който контролира свързването и изключването на товара към захранването.



изображения

Основният DC-DC преобразувател се състои от енергия, прехвърлена от товара към устройствата за съхранение на енергия като индуктори или кондензатор чрез превключватели като транзистор или диод. Те могат да се използват като линейни регулатори на напрежение или регулатори на превключен режим. В линеен регулатор на напрежението базовото напрежение на транзистора се задвижва от управляваща верига, за да се получат желаните изходни напрежения. В регулатор на превключен режим транзисторът се използва като превключвател. В понижаващ преобразувател или преобразувател, когато превключвателят е затворен, индукторът позволява токът да тече към товара и когато ключът се отвори, индукторът доставя натрупаната енергия към товара.






3 категории DC в DC преобразувател

  • Бак конвертори
  • Подобряващи преобразуватели
  • Buck boost преобразуватели

Buck Converters: Преобразувателите за долар се използват за преобразуване на високото входно напрежение в ниско изходно напрежение. В този преобразувател непрекъснатият изходен ток дава по-малко пулсации на изходното напрежение.



Boost Converters: Усилващите преобразуватели се използват за преобразуване на по-ниското входно напрежение в по-високо изходно напрежение. В конвертор за увеличаване или усилващ преобразувател, когато превключвателят е затворен, натоварването получава захранване от кондензатор, което се зарежда чрез тока, преминаващ през индуктора и когато ключът е отворен, натоварването получава захранване от входния етап и индуктора.

Buck Boost конвертори: В преобразувател на усилвател, изходът може да се поддържа по-висок или по-нисък, което зависи от напрежението на източника. Когато напрежението на източника е високо, тогава изходното напрежение е ниско и напрежението на източника е ниско, тогава изходното напрежение е високо.


Boost Converters

Тук по-долу са обсъдени кратки подробности за усилващия преобразувател

Boost Converter е прост конвертор. Използва се за преобразуване на постояннотоково напрежение от по-ниско в по-високо ниво. Boost Converter се нарича още DC към DC конвертор. Усилващите преобразуватели (DC-DC преобразуватели) са разработени в началото на 60-те години. Тези преобразуватели са проектирани с помощта на полупроводникови комутационни устройства.

  • Без да използвате Boost Converter: В полупроводниковите комутационни устройства линейните регулирани вериги (вериги с постоянен ток) регулират напрежението от нерегулираното входно захранване (захранване с променлив ток) и поради това има загуба на мощност. Загубата на мощност е пропорционална на спада на напрежението.
  • Използване на Boost Converters: В комутационните устройства преобразувателите преобразуват нерегулираното AC или DC входно напрежение в регулирано DC изходно напрежение.

Повечето от преобразувателите Boost се използват в SMPS устройства. SMPS с вход за входно захранване от променливотоковото захранване, входното напрежение се коригира и филтрира с помощта на кондензатор и токоизправител.

Принцип на работа на усилващите преобразуватели:

Дизайнерите на електрически вериги най-често избират преобразувател на режим на усилване, тъй като изходното напрежение винаги е високо в сравнение с напрежението на източника.

  1. В тази верига степента на захранване може да работи в два режима Непрекъснат режим на проводимост (CCM).
  2. Режим на прекъснато провеждане (DCM).

1. Режим на непрекъснато провеждане:

Режим за непрекъснато провеждане на преобразувателя на усилване

Режим за непрекъснато провеждане на преобразувателя на усилване

Режимът на непрекъснато превключване на преобразувателя на усилване е изграден с дадени компоненти, които са индуктор, кондензатор и източник на входно напрежение и едно превключващо устройство. В този индуктор действа като елемент за акумулиране на енергия. Превключвателят на усилващия преобразувател се управлява от ШИМ (модулатор с широчина на импулса). Когато ключът е включен, енергията се развива в индуктора и повече енергия се доставя към изхода. Възможно е да конвертирате кондензатори с високо напрежение от входен източник с ниско напрежение. Входното напрежение винаги е по-голямо от изходното напрежение. В режим на непрекъсната проводимост токът се увеличава по отношение на входното напрежение.

2. Режим на прекъснато провеждане:

Режим на прекъснато състояние на преобразувателя на усилване

Режим на прекъснато състояние на преобразувателя на усилване

Прекъснатата верига в режим на проводимост се изгражда с индуктор, кондензатор, превключващо устройство и източник на входно напрежение . Индукторът е елемент за акумулиране на енергия, същият като режима на непрекъсната проводимост. В прекъснат режим, когато превключвателят е включен, енергията се доставя към индуктора. И ако превключвателят е ИЗКЛЮЧЕН през някакъв период от време, индуктивният ток достига нула, когато е включен следващият цикъл на превключване. Изходният кондензатор се зарежда и разрежда по отношение на входното напрежение. Изходното напрежение е по-малко в сравнение с непрекъснатия режим.

Предимства:

  • Дава високото изходно напрежение
  • Ниски работни цикли на работа
  • По-ниско напрежение на MOSFET
  • Изходно напрежение с ниско изкривяване
  • Добро качество на вълновите форми, дори линейната честота е налице

Приложения:

  • Автомобилни приложения
  • Усилватели на мощност приложения
  • Адаптивни приложения за управление
  • Системи за захранване на батерии
  • Потребителска електроника
  • Комуникационни приложения Вериги за зареждане на батерията
  • В нагреватели и заварчици
  • DC моторни задвижвания
  • Вериги за корекция на фактора на мощността
  • Системи за разпределена енергийна архитектура

Работен пример за DC-DC преобразуватели

Представяйки тук проста DC-DC конверторна верига за захранване на различни DC управлявани вериги. Той може да осигури DC захранване до 18 волта DC. Можете просто да изберете изходното напрежение, като промените стойността на ценеровия диод ZD. Веригата има както регулиране на напрежението и тока.

Компоненти на веригата:

  • Светодиод
  • 18V батерия
  • Ценеров диод, който се използва като регулатор на напрежението
  • Транзистор, който работи като превключвател.

Работа на системата:

DC-DC-преобразувателна веригаВходното напрежение за веригата се получава от 18 волта 500 mA захранване на трансформатор. Можете също да използвате входно напрежение от батерия. 18-волтовият постоянен ток от захранването се подава към колектора и основата на транзистора със средна мощност BD139 (T1). Резисторът R1 ограничава базовия ток на T1, така че изходното напрежение ще бъде регулирано по ток.

Ценеровият диод ZD регулира изходното напрежение. Изберете подходящата стойност на Zener, за да коригирате изходното напрежение. Например, ако ценеровият диод е 12 волта, веригата дава 12 волта DC на изхода. Диод D1 се използва като защитник на полярността, LED осигурява състояние на включване. Тук сме използвали DC-DC преобразувател в линеен режим, където базовото напрежение към транзистора се контролира, за да получи желаната изходна мощност, в зависимост от напрежението на ценеровия диод.

Надявам се, че ясно сте разбрали темата за типовете DC-DC преобразуватели и за типовете. Ако имате някакви въпроси по тази тема или по електрическите и електронните проекти, оставете коментарите по-долу.