Қуатты конверсиялау технологиясы қазіргі заманғы электронды құрылғылардың ажырамас бөлігі болып табылады, бұл негізгі рөл атқарады (DC-DC) түрлендіргіштері бар тікелей ток.Бұл түрлерге арналған түрлендіргіштер, соның ішінде консервнерлер, түрлендіргіштер, түрлендіргіштер және қарқынды жағымдық түрлендіргіштер жұмыс принцеттерінде ерекшеленеді, бірақ олардың барлығы әр түрлі кернеу деңгейлері үшін тізбектердің сұранысын қанағаттандыруға арналған.Бұл мақалада конвертерлердің осы үш түрінің функциялары мен жұмыс принциптеріне, олардың заманауи электронды технологиялардағы маңыздылығын атап өтіңіз.
Қадамдық түрлендіргіш ретінде белгілі, шелек түрлендіргіші, сонымен қатар жоғары жылдамдықты (DC) кернеуді төменгі деңгейге ауыстыруға арналған қосқыш режимінің қуат көзі.Оның негізгі құрамдас бөліктеріне кемінде екі жартылай өткізгіш (әдетте транзистор және диод) және индуктор немесе конденсатор сияқты кем дегенде бір қуат сақтау элементі кіреді.Қазіргі заманғы дизайнда тиімділікті арттыру үшін транзистор-диодты комбинациясының орнына екі транзистор жиі қолданылады, мысалы, синхронды түзету әдісі, мысалы, конденсаторлар мен индукторлар жиынтығы.
Конденсаторлардан тұратын сүзгілер (әдетте индукторлармен жұпталған), көбінесе шығуға (жүктеме жағында) қосылады (жүктеме жағында) және кернеудің кернеуін азайту үшін осындай түрлендіргіштердің кірістері (қуат көзі жағында).
DC-DC түрлендіргіші ретінде, қысқыш түрлендіргіш сияқты ауыстырғыш түрлендіргіштер сызықты реттеушілерге қарағанда тиімдірек.Сызықтық реттеушілер - бұл энергияны жылу түріндегі энергияны кетіретін кернеуді азайтатын күрделі тізбектер, бірақ олар шығыс ағымын арттырмайды.Шақырылу түрлендіргіштері өте тиімді (әдетте 90% -дан асады), оларды компьютерлердің негізгі (шамамен 12 В) кернеуін (шамамен 12 В), USB, DRAM және CPU (5V), 3.3V немесе 1.8V, PSU бөлімінен қараңыз).
Ең жиі қолданылатын DC / DC түрлендіргіштерінің бірі - бұл DC / DC Converter, сондай-ақ, шелек түрлендіргіші деп те аталады.Шақырған конвертерлер тұрақты тұрақты ток кернеуі төмен DC мәндеріне, мысалы, 24В-дан 12 В немесе 5В.Олар көптеген өтініштер, төмен шығын және жоғары тиімділікті ұсынады.
Импульсті модуляцияның (PWM) сигналын бақылауда, бактердегі Transistor VT, CAB / DC конвертеріндегі транзистор өткізіңіз, өткізгіш пен кесудің арасында (сонымен бірге белгілі күймен белгілі) ауысады.PWM тез қосылып, сөнеді механикалық қосқышқа ұқсас жұмыс істейді.1-суретте оның жұмыс принципі көрсетілген.1-1 және 1-2 суреттері сәйкесінше vt қосулы және өшірулі болған кезде ағымдағы жолдарды бейнелейді.Схемаларды талдаудың қарапайымдылығы үшін суреттер VT қосу және өшіру үшін Support S қосқышының жабылуы мен ашылуын пайдаланады.VT іске қосылған кезде (i.e., S жабық болған кезде), Flyback Diode VD өшіріледі, ал кіріс кернеуі UI кернеу индукторының сол жақ жағына (Ui - UO) сол жақта қолданылады.Ағымдық L-ден L-ден ағып жатқан кезде, индукторда сақталған қуат сызықты өседі.Индуктордың индукцияланған электр қозғаушы күші оң жақта оң және теріс әсер етеді.Осы кезең ішінде, кіріс ағымы (I.e., IB, IB, IB, I1) сүзгі конденсаторының C. конденсаторын зарядтаудың қосындысы.
Бак түрлендіргіші
VT өшірулі болған кезде (i.e., S ажыратылған кезде), Induptor L 1-2-суретте көрсетілгендей, Induptor L кіріс кернеуінің UI-ден оқшауланған болады.Индуктордың ағымы кенеттен өзгере алмайтындықтан, индустриалды кернеу оң жақта және оң жақтағы кернеу мен оң жақта индуктор арқылы ағып жатқан тұрақты токты ұстап тұру керек.Қазіргі уақытта V Flyback Diode VD жүргізеді, l электр энергиясын және электр энергиясын электр энергиясына айналдырады, ол электр энергиясын электр энергиясына айналдырады, бұл диодты VD-ге жүктелген тізбек арқылы, ал индуктор ағымы төмендетеді.Сонымен қатар, Сүзгі конденсаторының C-ні ағызудың ағымдық стерекциясы Сүзгі RL-ге қуатпен жабдықтау, қуат көзі.I2 индуктивті ток және конденсатордың ыдырауы қосындысы I2-ді құрайды.
Бакстың сипаттамасы DC / DC Converter:
-
1. UO - бұл шығыс кернеуі.
-
2. UO шығыс кернеуінің полярлығы UI кіріс кернеуімен бірдей.
-
3. VT қуат қосқышы Transistor TORISTOR - UCE = UI-ге төтеп бере алатын максималды кернеу.
-
4. VT қуат қосқышы транзисторының коллекторы арқылы максималды ток - IC = IO.
-
5. Flyback Diode VD орташа ток - егер = (1-D) IO.
-
6. UR = UI - кері кернеу - Flyback Diode VD.
-
7. DC / DC түрлендіргіштері дискретті дискретті компоненттер мен PWM контроллерін, сондай-ақ интеграцияланған схемаларды пайдалана алады.Жалпы біріктірілген тізбектің мысалдарына LM2576, LM2596 және L4960 кіреді.LM2576 перифериялық тізбегі қарапайымдардың бірі болып табылады.
DC-DC DCTPER деп те аталатын күшейту түрлендіргіші, сонымен қатар, бірдей полярлықты сақтау кезінде тікелей ағымдағы кіріс кернеуін жоғарылату үшін арнайы жасалған DC-DC конвертерінің тиімді түрі.Бұл түрлендіргіштер электронды тізбекте, әсіресе электрмен жабдықтау кернеуі белгілі бір жүктеме талаптарына сәйкес келуі керек жағдайларда маңызды рөл атқарады.
Өзінің өзегінде сергіткіш кем дегенде екі жартылай өткізгіш компоненттерден тұрады (әдетте диод және транзистор, мысалы, мосфет) және кем дегенде бір қуат сақтау элементі (индуктор немесе конденсор сияқты).Бұл компоненттердің бірлескен жұмыс істеуі түрлендіргішке кернеудің тұрақтылығы мен тазалығын сақтау кезінде кернеуді тиімді арттыруға мүмкіндік береді.Конденсаторлар мен индукторлар қосарланған рөлдерге, энергияны сақтауға арналған, бірақ сонымен қатар, кернеу мен шуды азайту үшін, сонымен қатар, кернеу мен шуды азайту үшін, сонымен қатар, кірістер мен шығыста орнатылған сүзгілер ретінде де қосылады.
Жақсылу түрлендіргіштердің едәуір артықшылықтарының бірі - олардың жоғары тиімділігі.Мұқият жобалау арқылы олар кіріс энергиясының 99% -на дейін энергия энергия көзіне айнала алады.Бұл жоғары тиімділік энергияны үнемдейтін түрлендіргіштерді, әсіресе энергияны пайдалануға байланысты қолданысқа енгізеді.Бұл тиімді түрлендірудің кілті коммутациялық компоненттерді таңдау және конфигурациялауда.Дизайнерлер жартылай өткізгіштің бұзылу кернеуі мен ашық болған кезде нақты сауда жасауы керек.Біліктілікті арттыру конвертерлері электрмен жабдықтау кернеуінің қосындысын және индуктордың кернеуін өңдеуі керек болғандықтан, таңдалған жартылай өткізгіш құрамдас бөліктері жеткіліксіз кернеуі және жүргізу кезінде мүмкіндігінше төмен қарсылық болуы керек.
Біліктілікті арттыру Консервілерді әр түрлі салалар мен егістіктерде қолданудың кең ауқымы бар.Автомобиль қосымшаларында олар электронды басқару қондырғылары мен датчиктер үшін қажетті кернеулер беру үшін қолданылады.Күшті күшейткіштер мен адаптивті басқару жүйелерінде олар жоғары өнімді операцияларды жүргізу үшін қажетті қуатты жеткізеді.Сондай-ақ, олар аккумулятормен жұмыс істейтін жүйелерде, портативті тұтынушы электроникаларда, байланыс құрылғыларында, аккумуляторлы құрылғыларда, аккумуляторлы құрылғыларда, коммуникациялар тізбектерінде және басқаларында, бұл құрылғылардың аз кернеулі батареялармен де жұмыс істеуін қамтамасыз етеді.Сонымен қатар, түрлендіргіштер жылытқыштарда, дәнекерлеу машиналарында, DC моторлы дискілерінде, электр факторларын түзету тізбегінде және электрмен жабдықтау сәулет жүйелерінде маңызды рөл атқарады.
Төменде күшейту түрлендіргішінің схемалық диаграммасы көрсетілген.
Конвертер схемасын арттырыңыз
Біліктілікті арттыру түрлендіргішін пайдаланудың негізгі артықшылығы - оның жоғары тиімділігі.Тиісті дизайнмен, кіріс энергиясының 99% -на дейін пайдаланылуы мүмкін, осылайша 99% тиімділігіне қол жеткізуге болады.Біліктілікті арттыру конвертерінің дизайны ажыратылған кернеудің (әдетте Мозфет) кернеуі мен ашық болған кезде оның кедергісі арасындағы сауда-саттықты қамтитынын ескерген жөн.Себебі, кернеудің крольттық рейтингі өте жоғары болуы керек, өйткені ол электрмен жабдықтаудың және индуктордың біріктірілген кернеуін, жүргізу кезінде жоғары қарсылық білдіреді.
Үлкен токтарды шешіп, жоғары магниттік өткізгіштік өзегі бар индукторды таңдау да өте маңызды.Бұл бүкіл құрылымның ықшамдылығын бұзбай жоғары индуктивтілік құндылықтарына қол жеткізуге көмектеседі.Индуктор әрқашан кіріс жағына қосылады, тұрақты кіріс тогының көзі ретінде қызмет етеді.Бұл күшейту түрлендіргішін тікелей ағымдық кіріс көзін, жүктеме тұрақты түрде тұрақты түрде қарастырады.
Біліктілікті арттыру түрлендіргіші сізге тікелей ток кернеуін өнімнен шығаруға мүмкіндік береді.Схеманың операциялық күйі коммутатордың өткізгіштік күйімен анықталады.Егер дроссель арқылы ағымдық болса, дроссель жоғарылайды, ал диодтың диод өткізгіштігі жоқ, ал төмендегі диаграммада көрсетілгендей.
Біліктілікті арттыру конвертерінің күйі
Өшірулі болған кезде, диод ток өткізеді және қуат индуктордан конденсаторға жіберіледі.Бұл дроссель токының азаюына әкеледі, дегенмен дроссель арқылы ағымы айтарлықтай өзгермейді.Бұл төмендегі диаграммада көрсетілген.
Түрлендіргішті өшіру күйін арттырыңыз
Ұстарлыларды талдау кезінде, екі негізгі аспектілерді есте сақтау маңызды: индуктор тогы үздіксіз, бұл индуктор мәнін дұрыс таңдаумен ғана мүмкін.Сонымен қатар, кез-келген кезекші цикл кезінде индуктор токының таза өзгерісі нөлге тең, өйткені индуктор ағымы қосқыш қосулы кезде ең жоғары деңгейден көтеріліп, содан кейін оның бастапқы теріс көлбеу мәніне оралады.Схеманың тұрақты жұмысында индуктордың ағымдық мәні негізінде екі жұмыс режимі анықталуы мүмкін.Егер индуктордың ағымы ешқашан нөлге жетпесе, ол үнемі өткізілмеу режимі деп аталады.Алайда, егер индуктордың ағымы нөлге жетсе, ол тоқтата тұрған режимде жұмыс істейді.Келесі формула кіріс кернеуі мен шығу кернеуі арасындағы байланысты білдіреді:
U = u / (1-D)
Міне, D - кезекші цикл.
Кезекші цикл коммутатордың қосулы уақыт пайызы ретінде анықталады.Басқаша айтқанда, индуктор мен конденсатордың параллельді үйлесімі екінші ретті төменірек сүзгіні құрайды, ол екінші ретті, ол коммутациялық әсерлерді таза тұрақты тоқылған кернеуді азайтады.Жеңілдік түрлендіргішінің шығатын кернеуіне кірістің арақатынына сүйене отырып, кезекші цикл нөлге жақын болған кезде, шығыс кернеуі кіріс кернеуі.Сол сияқты, кезекші цикл бірлікке жақындаған кезде, шығыс кернеуі белгісіз артады.
Төменде DC / DC Conserters өсуінің сипаттамалары келтірілген:
-
1. Ол күшейту түрлендіргіші деп аталады, өйткені UO шығыс кернеуі UI кіріс кернеуінен үлкен.UO және UI, UO = UI / (1-D) арасындағы қарым-қатынас D кезекші циклды түзету арқылы өзгертілуі мүмкін.
-
2. UO шығыс кернеуінің полярлығы UI кіріс кернеуімен бірдей.
-
3. VT қуат қосқышы Transistor TORISSTOR - UCE = UO-ға сәйкес келетін максималды кернеу.
-
4. VT арқылы максималды ток - IC = IO / (1-D).
-
5. Boost Diode VD арқылы орташа ток - егер = io болса.
-
6. Boost Diode VD-ден кері кернеу - ur = Uo.
-
7. DC / DC түрлендіргіштеріне арналған интегралды схемалар LM2577 және Max1599 қосылады.
Көп қабатты DC-DC трансформаторы, бұтақты күшейтетін конвертер, оның кірісіне неғұрлым төмен, төмен немесе тіпті оған теңестірілген кернеуді шығару қабілетіне ие.Оның бейімделуі әсіресе қуатты басқару және электронды құрылғылар, тербелмелі кернеулермен немесе әртүрлі шығу деңгейлері қажет.
Кәдімгі шыбық түрлендіргіштерінен өзгеше, қарақұйрықты арттыру нұсқалары, ең алдымен, трансформатордың қажеттілігін айналып, жалғыз индукторды пайдаланады.Бұл стратегиялық таңдау тек дизайнды айтып қана қоймайды, сонымен қатар тиімділік пен бейімделудің мақтаулы деңгейін сақтай отырып, шығындар мен кеңістіктік талаптарды да қиып алады.Бұл түрлендіргіштер әр түрлі топологияларды қамтиды, инверторлық және кедергісіз архитектуралар басым болады.
Инверторлық сәулет сәулетінің кернеуі теріс кернеуді қалыптастыру сияқты тапсырмалар үшін, баға жетпес, баға жетпес.Мұнда электр қосқышы транзистордың кезекші циклі өзгертілмейді, кеңейтілген кернеуді реттеу мүмкіндіктерін ұсынады.Түрлендіргіштің басты белгісі осы кезекті циклді өнімнің өз шеберлігімен жүзеге асырады, нәтиже кернеуінің кең спектрін қалыптастыру, нілендерден инфекцияның абсолютті мәнінен асып түсуі мүмкін.
Керісінше, инверторлық емес түрлендіргішке бірдей кіріс-шығатын полярлықты, кернеуге кіріс деңгейі төмен және одан жоғары.Бұл орнату кернеуді жоғарылатуды және төмендетуді талап ететін қосымшаларға өте ыңғайлы.Осы шеңберде диодтардың орнына қосқыштарды пайдалану қадамдармен ортақ индуктормен біріктірілген сегменттермен байланысқан, тиімділікті оңтайландырады және компоненттерге тәуелділіктен арылуға мүмкіндік береді.
Көрнекті нұсқа, төрт коммутаторды күшейтетін түрлендіргіш, икемділік пен квадраттық қосқыштарды қосу арқылы басқаруды жақсартады.Кернеудің күрделі теңшелімдері бірнеше индукторларға қоңырау шалуы мүмкін болғанымен, Sepic немесе ćuk конвертері сияқты жеңілдетілген дизайн әдетте бір қосқышқа байланысты.Бұл қарапайымдық сілкіндірілмеген тізбек құрылымын сақтау кезінде кернеудің тиімді реттеуін жеңілдетеді.
Беккөңіл түрлендіргіштер, түрлендіргіштерді арттыру, олардың гибридтері, білік, сергіткіш, энергетикалық басқару және қазіргі заманғы электроника аясында тиімділікті арттыру.Олар тек энергияны пайдалануды жақсартып қана қоймай, сонымен қатар құрылғының жұмысы мен сенімділігі.
Негізінде, осы DC-DC түрлендіргіштері электронды инженерияда алмастырылмайды.Олар электронды электронды технологияны салады және энергия тиімділігі мен өнімділігі үшін сұраныстарды ескереді.Технологиялық жетістіктер мен роман материалдары өздерінің тиімділігі мен қосымшаларын одан әрі беру, тұрақты электрондық шешімдердегі жаһандық инновацияларды катализдтауға уәде береді.
Бак түрлендіргіші қандай
Қажетті өнімге қол жеткізу үшін берілген кірістің кернеуіне кері кернеуді төмендету үшін пайдаланылады.Беккелік түрлендіргіштер көбінесе USB-де USB-ге, дана мен ноутбуктер, батарея зарядтағыштары, квадраттар, күн зарядтағыштары, күн зарядтағыштары, күн зарядтағыштары және қуат үнемдеуіштері үшін қолданылады.
Бак түрлендіргіштің қандай кемшіліктері бар?
Осы түрлендіргіштің қатысуымен жоғары пайда әкелуге болмайды, өйткені тиімділік максималды пайда (I., өте кішігірім цикл немесе ірі биржалық цикл) үшін жұмыс істемейді.Кіріс жағынан шығыс жағына оқшаулану жоқ, бұл көптеген амалдық жүйелер үшін өте маңызды.
Бектепті күшейтетін түрлендіргіштің мақсаты не?
Бектеп күшейтетін түрлендіргіш DC шығысы кернеуін шығарады, бұл DC кіріс кернеуіне қарағанда үлкен немесе кішірек болуы мүмкін.Оның аты ұсынылғандай, ол шелек түрлендіргішінің функцияларын біріктіреді (DC кернеуі төмендеу үшін қолданылады) және күшейтіңіз (тұрақты кернеудің қадамы үшін қолданылады).
Шанақ түрлері amps-ті көбейтіңіз бе?
Егер менде қуат көзі болса, онда 15 В үшін максимум 3а (яғни 45 Вт) бағаланады, содан кейін мен аз кернеуде жоғары жылдамдықты шығару үшін шелек түрлендіргішті қолдана аламын ба?Ия, бұл қалай жұмыс істейді, сіз тиімділіктен 5-20% жоғалтасыз.Ия, бірақ ұмытып кетпеңіз, ал түрлендіргішті кіріс жағына ~ 9а шығарады.