Un convertor DC-DC este un dispozitiv care acceptă o tensiune de intrare DC și furnizează o tensiune de ieșire DC. Tensiunea de ieșire poate fi mai mare decât intrarea sau invers. Acestea sunt utilizate pentru a potrivi încărcăturile cu sursa de alimentare. Cel mai simplu circuit convertor DC-DC constă dintr-un comutator care controlează conectarea și deconectarea sarcinii la sursa de alimentare.
Un convertor de bază DC-DC constă din energie transferată de la sarcină la dispozitivele de stocare a energiei, cum ar fi inductoare sau condensatoare, prin comutatoare precum un tranzistor sau o diodă. Acestea pot fi utilizate ca regulatoare de tensiune liniare sau regulatoare de comutare. Într-un regulator de tensiune liniar, tensiunea de bază a unui tranzistor este acționată de un circuit de control pentru a obține tensiunile de ieșire dorite. Într-un regulator cu regim de comutare, tranzistorul este utilizat ca întrerupător. Într-un convertor de coborâre sau un convertor Buck, când comutatorul este închis, inductorul permite curentul să curgă la sarcină și când comutatorul este deschis, inductorul furnizează energia stocată la sarcină.
3 categorii de convertor DC-DC
- Convertoare Buck
- Boost convertoare
- Convertoare Buck boost
Convertoare Buck: Convertoarele Buck sunt utilizate pentru a converti tensiunea de intrare ridicată la tensiunea de ieșire scăzută. În acest convertor curentul continuu de ieșire dă mai puține tensiuni de ieșire.
Convertoare Boost: Convertoarele boost sunt folosite pentru a converti tensiunea de intrare mai mică la o tensiune de ieșire mai mare. În un convertor step up sau un convertor boost, când comutatorul este închis, sarcina devine alimentată de tensiune de la condensator care se încarcă prin curentul care trece prin inductor și când comutatorul este deschis, sarcina devine alimentată de la etapa de intrare și inductor.
Convertoare Buck Boost: În convertorul Buck Boost, ieșirea poate fi menținută mai mare sau mai mică, ceea ce depinde de tensiunea sursei. Când tensiunea sursei este ridicată, atunci tensiunea de ieșire este scăzută și tensiunea sursei este mică, atunci tensiunea de ieșire este ridicată.
Convertoare Boost
Aici sunt prezentate mai jos detalii scurte despre convertorul de impuls
Convertorul Boost este un convertor simplu. Este folosit pentru a converti o tensiune continuă de la un nivel inferior la un nivel superior. Boost Converter este, de asemenea, numit convertor DC-DC. Convertoarele Boost (DC-DC Converter) au fost dezvoltate la începutul anilor 1960. Acești convertoare sunt proiectate folosind dispozitive de comutare a semiconductoarelor.
- Fără a utiliza convertorul Boost: În dispozitivele de comutare cu semiconductoare, circuitele cu reglare liniară (circuite reglate de curent continuu) au acces la tensiunea de la sursa de intrare nereglementată (sursa de curent alternativ) și din această cauză există o pierdere de energie. Pierderea de putere este proporțională cu căderea de tensiune.
- Utilizarea convertorilor Boost: În dispozitivele de comutare, convertoarele convertesc tensiunea de intrare AC sau DC nereglementată în tensiunea de ieșire DC reglată.
Majoritatea convertoarelor Boost sunt utilizate în dispozitivele SMPS. SMPS-ul cu acces la sursa de alimentare de la rețeaua de curent alternativ, tensiunea de intrare este rectificată și filtrată cu ajutorul unui condensator și redresor.
Principiul de lucru al convertoarelor Boost:
Proiectanții de circuite de energie electrică aleg în mare parte convertorul în modul boost, deoarece tensiunea de ieșire este întotdeauna ridicată în comparație cu tensiunea sursă.
- În acest circuit, etapa de putere poate fi operată în două moduri Mod de conducere continuă (CCM).
- Mod de conducere discontinuă (DCM).
1. Mod de conducție continuă:
Modul de conducție continuă a convertorului Boost
Modul de comutare continuă a convertorului Boost este construit cu componente date care sunt inductor, condensator și sursă de tensiune de intrare și un dispozitiv de comutare. În acest inductor acționează ca un element de stocare a puterii. Comutatorul convertorului de impuls este controlat de PWM (modulul lățimii impulsurilor). Când comutatorul este PORNIT, energia este dezvoltată în inductor și mai multă energie este livrată la ieșire. Este posibil să se convertească condensatori de înaltă tensiune de la sursa de intrare de joasă tensiune. Tensiunea de intrare este întotdeauna mai mare decât tensiunea de ieșire. În modul de conducție continuă, curentul este crescut în raport cu tensiunea de intrare.
2. Mod de conducere discontinuă:
Boost Converter Mod de stare discontinuă
Circuitul discontinuu în modul de conducție este construit cu inductor, condensator, dispozitiv de comutare și sursă de tensiune de intrare . Inductorul este un element de stocare a energiei la fel ca modul de conducție continuă. În modul discontinuu, când comutatorul este PORNIT, energia este livrată inductorului. Și dacă comutatorul este OPRIT o perioadă de timp, curentul inductorului ajunge la zero când următorul ciclu de comutare este pornit. Condensatorul de ieșire se încarcă și se descarcă în raport cu tensiunea de intrare. Tensiunea de ieșire este mai mică decât în comparație cu modul continuu.
Avantaje:
- Oferă tensiune de ieșire ridicată
- Cicluri de funcționare reduse
- Tensiune mai mică pe MOSFET
- Tensiune de ieșire cu distorsiuni reduse
- O bună calitate a undelor se formează chiar și frecvența liniei
Aplicații:
- Aplicații auto
- Aplicații amplificator de putere
- Aplicații de control adaptiv
- Sisteme de alimentare cu baterie
- Electronice de consum
- Aplicații de comunicare Circuite de încărcare a bateriei
- La încălzitoare și sudori
- Unități de motor DC
- Circuite de corecție a factorului de putere
- Sisteme de arhitectură distribuite de putere
Exemplu de lucru al convertoarelor DC-DC
Prezentând aici un circuit simplu convertor DC-DC pentru a alimenta diferite circuite operate DC. Poate furniza alimentare cu curent continuu de până la 18 volți CC. Puteți selecta pur și simplu tensiunea de ieșire schimbând valoarea diodei Zener ZD. Circuitul are reglare atât a tensiunii, cât și a curentului.
Componente circuit:
- Un LED
- O baterie de 18V
- Diodă Zener care este utilizată ca regulator de tensiune
- Un tranzistor care funcționează ca un comutator.
Sistem de lucru:
Tensiunea de intrare pentru circuit este obținută de la o sursă de alimentare cu transformator de 18 volți, 500 mA. De asemenea, puteți utiliza tensiunea de intrare de la o baterie. Cursul de 18 volți DC de la sursa de alimentare este dat colectorului și baza tranzistorului de putere medie BD139 (T1). Rezistorul R1 limitează curentul de bază al T1 astfel încât tensiunea de ieșire să fie reglată în curent.
Zener dioda ZD reglează tensiunea de ieșire. Selectați valoarea corespunzătoare a lui Zener pentru a fixa tensiunea de ieșire. De exemplu, dacă dioda Zener este una de 12 volți, circuitul dă 12 volți DC la ieșire. Dioda D1 este utilizată ca protector de polaritate. LED-ul asigură starea de pornire. Aici am folosit un convertor DC-DC în modul liniar unde tensiunea de bază la tranzistor este controlată pentru a obține ieșirea dorită, în funcție de tensiunea diodei Zener.
Sper că ați înțeles în mod clar subiectul tipurilor de convertoare DC-DC și tipurile de acolo. Dacă aveți întrebări despre acest subiect sau despre proiectele electrice și electronice, lăsați comentariile de mai jos.
