DC-DC-muunnintyypit, kuten Buck Converter ja Boost Converter

Kokeile Instrumenttia Ongelmien Poistamiseksi





DC-DC-muunnin on laite, joka hyväksyy DC-tulojännitteen ja antaa DC-lähtöjännitteen. Lähtöjännite voi olla suurempi kuin tulo tai päinvastoin. Näitä käytetään kuormien sovittamiseen virtalähteeseen. Yksinkertaisin DC-DC-muunninpiiri koostuu kytkimestä, joka ohjaa kuorman kytkemistä ja irrotusta virtalähteeseen.

kuvia



Perus-DC-DC-muunnin koostuu energiasta, joka siirretään kuormalta energian varastointilaitteille, kuten induktorit tai kondensaattori kytkinten, kuten transistorin tai diodin, kautta. Niitä voidaan käyttää lineaarisena jännitesäätimenä tai kytketyn moodin säätimenä. Lineaarisessa jännitesäätimessä transistorin perusjännitettä ohjaa ohjauspiiri haluttujen lähtöjännitteiden saamiseksi. Kytketyssä moodisäätimessä transistoria käytetään kytkimenä. Pienemmässä muuntimessa tai buck-muuntimessa, kun kytkin on suljettu, induktori antaa virran virrata kuormaan ja kun kytkin avataan, induktori syöttää varastoidun energian kuormaan.


3 DC-DC-muuntimen luokkaa



  • Buck-muuntimet
  • Tehosta muuntimia
  • Buck boost -muuntimet

Buck-muuntimet: Buck-muuntimia käytetään muuntamaan korkea tulojännite pieneksi lähtöjännitteeksi. Tässä muuntimessa jatkuva lähtövirta antaa vähemmän lähtöjännitteen aaltoiluja.

Boost-muuntimet: Boost-muuntimia käytetään muuntamaan alempi tulojännite suuremmaksi lähtöjännitteeksi. Sisään tehostettava muunnin tai tehostusmuunnin, kun kytkin on suljettu, kuorma saa jännitesyötön kondensaattorista, joka latautuu induktorin läpi kulkevan virran läpi, ja kun kytkin on auki, kuorma saa syötteen syöttöpisteestä ja induktorista.

Buck Boost -muuntimet: Buck boost -muuntimessa lähtö voidaan pitää korkeammalla tai pienemmällä, mikä riippuu lähteen jännitteestä. Kun lähdejännite on korkea, lähtöjännite on matala ja lähdejännite on matala, lähtöjännite on korkea.


Tehosta muuntimia

Tässä käsitellään seuraavassa lyhyesti vahvistuksen muuntimen yksityiskohtia

Boost Converter on yksinkertainen muunnin. Sitä käytetään muuntamaan tasajännite alemmalta tasolta korkeammalle. Boost-muunninta kutsutaan myös DC-DC-muuntimeksi. Boost-muuntimet (DC-DC-muuntimet) kehitettiin 1960-luvun alussa. Nämä muuntimet on suunniteltu käyttämällä puolijohteiden kytkentälaitteita.

  • Ilman Boost-muunninta: Puolijohdekytkinlaitteissa lineaarisesti ohjatut piirit (DC-virralla ohjatut piirit) käyttävät jännitettä säätelemättömästä syöttöjännitteestä (vaihtovirtalähde) ja tästä johtuen tapahtuu tehohäviö. Tehohäviö on verrannollinen jännitehäviöön.
  • Boost-muuntimien käyttäminen: Kytkinlaitteissa muuntimet muuntavat säätelemättömän AC- tai DC-tulojännitteen säädetyksi DC-lähtöjännitteeksi.

Suurinta osaa Boost-muuntimista käytetään SMPS-laitteissa. SMPS, jolla on sisäänmenosyöttö verkkovirrasta, tulojännite korjataan ja suodatetaan kondensaattorilla ja tasasuuntaajalla.

Boost-muuntimien toimintaperiaate:

Sähkövirtapiirien suunnittelijat valitsevat enimmäkseen tehostustilan muuntimen, koska lähtöjännite on aina korkea verrattuna lähdejännitteeseen.

  1. Tässä piirissä tehovaihetta voidaan käyttää kahdessa tilassa jatkuvan johtamisen tilassa (CCM).
  2. Jatkuva johtamistila (DCM).

1. Jatkuva johtamistila:

Boost Converterin jatkuva johtamistila

Boost Converterin jatkuva johtamistila

Boost Converterin jatkuva kytkentätila on rakennettu tietyillä komponenteilla, jotka ovat induktori, kondensaattori ja tulojännitelähde sekä yksi kytkinlaite. Tässä induktori toimii virran varastointielementtinä. Tehonmuunninkytkintä ohjaa PWM (pulssinleveyden modulaattori). Kun kytkin on PÄÄLLÄ, energia kehittyy induktorissa ja enemmän energiaa syötetään lähtöön. On mahdollista muuntaa suurjännitekondensaattorit pienjännitetulolähteestä. Tulojännite on aina suurempi kuin lähtöjännite. Jatkuvassa johtamistilassa virtaa lisätään tulojännitteeseen nähden.

2. Jatkuva johtamistapa:

Boost Converterin jatkuva tilatila

Boost Converterin jatkuva tilatila

Epäjatkuvan johtamistavan piiri rakennetaan induktorilla, kondensaattorilla, kytkinlaitteella ja tulojännitelähteellä . Induktori on tehon varastointielementti, joka on sama kuin jatkuva johtamistila. Jatkuvassa tilassa, kun kytkin on PÄÄLLÄ, energia syötetään kelaan. Ja jos kytkin on pois päältä jonkin aikaa, induktorivirta saavuttaa nollan, kun seuraava kytkentäjakso on päällä. Lähtökondensaattori latautuu ja purkautuu tulojännitteeseen nähden. Lähtöjännite on pienempi kuin jatkuvaan tilaan verrattuna.

Edut:

  • Antaa korkean lähtöjännitteen
  • Alhaiset käyttösyklit
  • Pienempi jännite MOSFET: ssä
  • Lähtöjännite pienellä vääristymällä
  • Hyvä aaltomuodon laatu on jopa linjataajuus läsnä

Sovellukset:

  • Autoteollisuuden sovellukset
  • Tehovahvistinsovellukset
  • Mukautuvat ohjaussovellukset
  • Akkuvirtajärjestelmät
  • Viihde-elektroniikka
  • Viestintäsovellukset Akun latauspiirit
  • Lämmittimissä ja hitsaajissa
  • DC-moottorikäytöt
  • Tehokertoimen korjauspiirit
  • Hajautetut tehoarkkitehtuurijärjestelmät

Toimiva esimerkki DC-DC-muuntimista

Esitetään tässä yksinkertainen DC-DC-muunninpiiri erilaisten DC-käyttöisten piirien virran saamiseksi. Se voi tarjota tasavirtalähteen jopa 18 voltin tasavirtaan. Voit yksinkertaisesti valita lähtöjännitteen muuttamalla Zener-diodin ZD arvoa. Piirissä on sekä jännitteen että virran säätö.

Piirin komponentit:

  • LED
  • 18 V: n akku
  • Zener-diodi, jota käytetään jännitteen säätimenä
  • Transistori, joka toimii kytkimenä.

Järjestelmän toiminta:

DC-DC-muunninpiiriPiirin tulojännite saadaan 18 voltin 500 mA muuntajapohjaisesta virtalähteestä. Voit käyttää myös akun tulojännitettä. 18 voltin tasavirtalähde virtalähteestä johdetaan keskisuuren tehotransistorin BD139 (T1) kerääjälle ja alustalle. Vastus R1 rajoittaa T1: n perusvirtaa siten, että lähtöjännite säädetään virralla.

Zener-diodi ZD säätelee lähtöjännitettä. Valitse sopiva Zener-arvo lähtöjännitteen korjaamiseksi. Esimerkiksi, jos Zener-diodi on 12 voltin, piiri antaa 12 voltin tasavirtalähdön. Diodia D1 käytetään napaisuuden suojana.LED antaa virran päälle. Tässä olemme käyttäneet DC-DC-muunninta lineaarisessa tilassa, jossa transistorin perusjännitettä ohjataan halutun lähdön saamiseksi Zener-diodijännitteestä riippuen.

Toivon, että olet ymmärtänyt selvästi DC-DC-muuntimen tyyppien ja niiden tyyppien aiheen. Jos sinulla on kysyttävää tästä aiheesta tai sähkö- ja elektroniikkaprojekteista, jätä alla olevat kommentit.