Ένα DC παροχή ηλεκτρικού ρεύματος χρησιμοποιείται στις περισσότερες συσκευές όπου απαιτείται σταθερή τάση. DC σημαίνει συνεχές ρεύμα, στο οποίο η ροή ρεύματος είναι μονοκατευθυντική. Η διαδικασία μετατροπής DC μπορεί να είναι μετατροπείς DC. Οι μεταφορείς φορτίου στο DC προμήθεια ταξιδεύουν σε μία μόνο κατεύθυνση. Ηλιακά κύτταρα , μπαταρίες και θερμοζεύγη είναι οι πηγές παροχής DC. Μια τάση DC μπορεί να παράγει μια ορισμένη ποσότητα σταθερής ηλεκτρικής ενέργειας, η οποία γίνεται αδύναμη όταν ταξιδεύει περισσότερο περισσότερο. Μια τάση AC από τη γεννήτρια μπορεί να αλλάξει την ισχύ τους όταν ταξιδεύουν μέσω ενός μετασχηματιστή.
Μετατροπέας 24V DC σε 9V DC
Η τροφοδοσία εναλλασσόμενου ρεύματος είναι εναλλασσόμενο ρεύμα, στο οποίο η τάση αλλάζει αμέσως με το χρόνο. Στην παροχή εναλλασσόμενου ρεύματος οι μεταφορείς φορτίου αλλάζουν περιοδικά την κατεύθυνση τους. Η παροχή εναλλασσόμενου ρεύματος χρησιμοποιείται ως ρεύμα χρησιμότητας για οικιακές ανάγκες. Αυτό το βοηθητικό πρόγραμμα Το ρεύμα AC μετατρέπεται σε DC χρησιμοποιώντας ένα κύκλωμα που αποτελείται από έναν μετασχηματιστή, ανορθωτή και ένα φίλτρο. Παρομοίως, μια τάση DC αυξάνεται ή μειώνεται στην επιθυμητή τάση χρησιμοποιώντας τέτοια κυκλώματα.
Αυτό το ρεύμα εναλλασσόμενου ρεύματος μετατρέπεται σε DC χρησιμοποιώντας ένα κύκλωμα που αποτελείται από έναν μετασχηματιστή, ανορθωτή και ένα φίλτρο. Παρομοίως, μια τάση DC αυξάνεται ή μειώνεται στην επιθυμητή τάση χρησιμοποιώντας τέτοια κυκλώματα.
Μετατροπή DC-DC
Ένας μετατροπέας DC σε DC παίρνει την τάση από μια πηγή DC και μετατρέπει την τάση τροφοδοσίας σε άλλο επίπεδο τάσης DC. Χρησιμοποιούνται για αύξηση ή μείωση της στάθμης τάσης. Αυτό χρησιμοποιείται συνήθως αυτοκίνητα, φορητοί φορτιστές και φορητές συσκευές αναπαραγωγής DVD. Ορισμένες συσκευές χρειάζονται ένα ορισμένο ποσό τάσης για τη λειτουργία της συσκευής. Υπερβολική ισχύ μπορεί να καταστρέψει τη συσκευή ή λιγότερη ενέργεια μπορεί να μην μπορεί να εκτελέσει τη συσκευή. Ο μετατροπέας παίρνει την ισχύ από την μπαταρία και μειώνει το επίπεδο τάσης, ομοίως ένας μετατροπέας αυξάνει το επίπεδο τάσης. Για παράδειγμα, ίσως χρειαστεί να μειώσετε την ισχύ μιας μεγάλης μπαταρίας από 24V έως 12V για να εκτελέσετε ένα ραδιόφωνο.
Ο μετατροπέας παίρνει την ισχύ από την μπαταρία και μειώνει το επίπεδο τάσης, ομοίως ένας μετατροπέας αυξάνει το επίπεδο τάσης. Για παράδειγμα, ίσως χρειαστεί να μειώσετε την ισχύ μιας μεγάλης μπαταρίας από 24V έως 12V για να εκτελέσετε ένα ραδιόφωνο.
Ηλεκτρονική μετατροπή
Οι μετατροπείς DC σε DC σε ηλεκτρονικά κυκλώματα χρησιμοποιούν τεχνολογία μεταγωγής. Ο μετατροπέας λειτουργίας DC-DC μετατρέπει τη στάθμη τάσης DC αποθηκεύοντας προσωρινά την ενέργεια εισόδου και στη συνέχεια απελευθερώνει αυτήν την ενέργεια σε διαφορετική έξοδο τάσης. Η αποθήκευση γίνεται είτε σε στοιχεία μαγνητικού πεδίου όπως ένα πηνίο , μετασχηματιστές ή εξαρτήματα ηλεκτρικού πεδίου όπως πυκνωτές. Αυτή η μέθοδος μετατροπής μπορεί να αυξήσει ή να μειώσει το επίπεδο τάσης.
Η μετατροπή μεταγωγής είναι πιο αποδοτική από την γραμμική ρύθμιση τάσης, η οποία διαλύει την ανεπιθύμητη ισχύ ως θερμότητα. Η υψηλή απόδοση ενός μετατροπέα αλλαγής λειτουργίας μειώνει την απαιτούμενη ψύξη και αυξάνει την αντοχή της φορητής συσκευής. Η αποτελεσματικότητα έχει αυξηθεί λόγω της χρήσης του FETs ισχύος , τα οποία είναι σε θέση να αλλάζουν πιο αποτελεσματικά με χαμηλότερες απώλειες μεταγωγής σε υψηλότερες συχνότητες από ότι τα διπολικά τρανζίστορ ισχύος και χρησιμοποιούν λιγότερο πολύπλοκα κυκλώματα κίνησης. Μια άλλη βελτίωση στους μετατροπείς DC-DC πραγματοποιείται αντικαθιστώντας τη δίοδο σφόνδυλου με σύγχρονη διόρθωση χρησιμοποιώντας FET ισχύος, του οποίου η «αντίσταση» είναι πολύ χαμηλότερη, γεγονός που μειώνει τις απώλειες μεταγωγής.
Η απόδοση του μετατροπέα έχει αυξηθεί λόγω της χρήσης FETs ισχύος, τα οποία είναι σε θέση να αλλάζουν πιο αποτελεσματικά με χαμηλότερες απώλειες μεταγωγής σε υψηλότερες συχνότητες από τα διπολικά τρανζίστορ ισχύος και χρησιμοποιούν λιγότερο περίπλοκα κυκλώματα κίνησης. Μια άλλη βελτίωση στους μετατροπείς DC-DC πραγματοποιείται αντικαθιστώντας τη δίοδο σφόνδυλου με σύγχρονη διόρθωση χρησιμοποιώντας FET ισχύος, του οποίου η «αντίσταση» είναι πολύ χαμηλότερη, γεγονός που μειώνει τις απώλειες μεταγωγής.
Οι περισσότεροι μετατροπείς DC-DC έχουν σχεδιαστεί για να κινούνται μονοκατευθυντικά, από είσοδο σε έξοδο. Αλλά οι τοπολογίες του ρυθμιστή εναλλαγής μπορούν να σχεδιαστούν για να κινούνται αμφίδρομα αντικαθιστώντας όλες τις διόδους με ανεξάρτητα ελεγχόμενη ενεργή διόρθωση. Για παράδειγμα, στην αναγεννητική πέδηση των οχημάτων, όπου παρέχεται ισχύς στους τροχούς κατά την οδήγηση, αλλά παρέχεται με τους τροχούς κατά το φρενάρισμα. Ως εκ τούτου, μια αμφίδρομη μετατροπή είναι χρήσιμη.
Μαγνητική μετατροπή
Σε αυτούς τους μετατροπείς DC-DC, η ενέργεια αποθηκεύεται περιοδικά και απελευθερώνεται από ένα μαγνητικό πεδίο σε έναν επαγωγέα ή έναν μετασχηματιστή σε μια περιοχή συχνοτήτων από 300KHz έως 10MHz. Ρυθμίζοντας τον κύκλο λειτουργίας της τάσης φόρτισης, η ποσότητα ισχύος που μεταφέρεται σε ένα φορτίο μπορεί να ελεγχθεί ευκολότερα, μέσω αυτού του ελέγχου μπορεί επίσης να εφαρμοστεί στο ρεύμα εισόδου, στο ρεύμα εξόδου ή στη διατήρηση σταθερής ισχύος. Ο μετατροπέας που βασίζεται σε μετασχηματιστή μπορεί να παρέχει απομόνωση μεταξύ εισόδου και εξόδου.
Γενικά, ο μετατροπέας DC-DC αναφέρεται στους ακόλουθους εξηγημένους μετατροπείς μεταγωγής. Αυτά τα κυκλώματα είναι η καρδιά του τροφοδοτικού εναλλαγής. Τα παρακάτω εξηγούνται είναι τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα κυκλώματα.
Μη απομονωμένοι μετατροπείς
Οι μη απομονωμένοι μετατροπείς χρησιμοποιούνται όταν η αλλαγή στην τάση είναι μικρή. Οι ακροδέκτες εισόδου και εξόδου έχουν κοινό έδαφος σε αυτό το κύκλωμα. Τα παρακάτω είναι οι διαφορετικοί τύποι μετατροπέων σε αυτήν την ομάδα.
Το μειονέκτημα δεν μπορεί να παρέχει προστασία από υψηλές ηλεκτρικές τάσεις και έχει περισσότερο θόρυβο.
Μετατροπέας Step-Down (Buck)
Ένα κύκλωμα κατεβάσματος χρησιμοποιείται για τη δημιουργία χαμηλότερης τάσης από την είσοδο. Ονομάζεται επίσης buck. Οι πολικότητες είναι οι ίδιες όπως στην είσοδο.
Μετατροπέας Buck
Μετατροπέας Step-Up (Boost)
Ένα κύκλωμα αύξησης χρησιμοποιείται για τη δημιουργία υψηλότερης τάσης από την τάση εισόδου. Ονομάζεται ως ώθηση. Οι πολικότητες είναι ίδιες όπως στην είσοδο.
Μετατροπέας ώθησης
Μετατροπέας Buck-Boost
Σε Μετατροπέας Buck-Boost , η τάση εξόδου μπορεί να αυξηθεί ή να μειωθεί από την τάση εισόδου. Λειτουργεί είτε για την αύξηση ή την αύξηση της τάσης. Η κοινή χρήση αυτού του μετατροπέα είναι η αντιστροφή της πολικότητας.
Ψωλή: Αυτός ο τύπος μετατροπέα είναι παρόμοιος με τον μετατροπέα Buck-Boost. Η διαφορά είναι το όνομά της, που πήρε το όνομά του από τον Slobodan Cuk, τον άνθρωπο που το δημιούργησε.
Αντλία φόρτισης: Αυτός ο μετατροπέας χρησιμοποιείται για την αύξηση της τάσης πάνω ή κάτω σε εφαρμογές που έχουν χαμηλή ισχύ.
Απομονωμένοι μετατροπείς
Αυτοί οι μετατροπείς έχουν διαχωρισμό μεταξύ τερματικών εισόδου και εξόδου. Έχουν υψηλές ιδιότητες τάσης απομόνωσης. Μπορούν να εμποδίσουν τον θόρυβο και τις παρεμβολές. Αυτό τους επιτρέπει να παράγουν μια καθαρότερη πηγή DC. Κατηγοριοποιούνται σε δύο τύπους.
Μετατροπέας Flyback
Αυτός ο μετατροπέας λειτουργεί παρόμοιος με τον μετατροπέα buck-boost της κατηγορίας χωρίς απομόνωση. Η διαφορά είναι ότι χρησιμοποιεί έναν μετασχηματιστή για την αποθήκευση ενέργειας αντί ενός επαγωγέα.
Μετατροπέας Flyback
Μετατροπέας προς τα εμπρός
Αυτός ο μετατροπέας θα χρησιμοποιήσει τον μετασχηματιστή για να στείλει την ενέργεια, μεταξύ της εισόδου και της εξόδου σε ένα μόνο βήμα.
Εργασία μετατροπέα DC
Ένας βασικός μετατροπέας DC-DC παίρνει το ρεύμα και το περνά μέσω ενός στοιχείου μεταγωγής, το οποίο μετατρέπει το σήμα DC σε σήμα τετραγωνικού κύματος AC. Αυτό το κύμα, στη συνέχεια, διέρχεται από ένα άλλο φίλτρο που το μετατρέπει σε σήμα DC της απαιτούμενης τάσης.
Πλεονεκτήματα του μετατροπέα DC
- Ο χώρος της μπαταρίας μπορεί να μειωθεί μειώνοντας ή αυξάνοντας την διαθέσιμη τάση εισόδου.
- Μια συσκευή μπορεί να κινηθεί με την αύξηση ή την αύξηση της διαθέσιμης τάσης. Αποτρέποντας έτσι τη ζημιά της συσκευής ή τη βλάβη.
Ελπίζω να έχετε κατανοήσει ξεκάθαρα το θέμα - Διαφορετικές μέθοδοι μετατροπής τάσης DC σε DC και τους τύπους τους. Εάν έχετε απορίες σχετικά με αυτό το θέμα ή στο ηλεκτρικά και ηλεκτρονικά έργα αφήστε τα σχόλια παρακάτω.
