Een DC-DC-omzetter is een apparaat dat een DC-ingangsspanning accepteert en een DC-uitgangsspanning levert. De uitgangsspanning kan groter zijn dan de ingang of omgekeerd. Deze worden gebruikt om de belastingen af te stemmen op de voeding. Het eenvoudigste DC-DC-omzetcircuit bestaat uit een schakelaar die de aansluiting en ontkoppeling van belasting naar de voeding regelt.
Een eenvoudige DC-DC-omzetter bestaat uit energie die wordt overgedragen van de belasting naar de energieopslagapparaten zoals inductoren of condensatoren via schakelaars zoals een transistor of een diode. Ze kunnen worden gebruikt als lineaire spanningsregelaars of geschakelde regelaars. In een lineaire spanningsregelaar wordt de basisspanning van een transistor aangestuurd door een regelcircuit om de gewenste uitgangsspanningen te verkrijgen. In een geschakelde regelaar wordt de transistor als schakelaar gebruikt. In een step-down-omzetter of een buck-omzetter, wanneer de schakelaar is gesloten, laat de inductor stroom naar de belasting stromen en wanneer de schakelaar wordt geopend, levert de inductor de opgeslagen energie aan de belasting.
3 categorieën DC naar DC Converter
- Buck converters
- Boost converters
- Buck boost converters
Buck-omvormers: De buck converters worden gebruikt om de hoge ingangsspanning om te zetten naar een lage uitgangsspanning. In deze converter geeft continue uitgangsstroom de minste rimpelingen van de uitgangsspanning.
Boost-converters: De boost converters worden gebruikt om de lagere ingangsspanning om te zetten naar een hogere uitgangsspanning. In een step-up converter of een boost-omzetter, wanneer de schakelaar gesloten is, krijgt de belasting spanning van de condensator die wordt opgeladen door de stroom die door de inductor gaat en als de schakelaar open is, krijgt de belasting voeding van de ingangstrap en de inductor.
Buck Boost-converters: In buck boost converter kan de output hoger of lager worden gehouden, afhankelijk van de bronspanning. Wanneer de bronspanning hoog is, is de uitgangsspanning laag en de bronspanning laag en de uitgangsspanning hoog.
Boost converters
Hieronder worden korte details van de boost-omzetter besproken
De Boost Converter is een eenvoudige converter. Het wordt gebruikt om een gelijkspanning van een lager naar een hoger niveau om te zetten. Boost Converter wordt ook wel een DC naar DC converter genoemd. De Boost Converters (DC-DC Converters) zijn ontwikkeld in de vroege jaren 60. Deze converters zijn ontworpen met behulp van halfgeleiderschakelaars.
- Zonder de Boost Converter te gebruiken: In halfgeleiderschakelinrichtingen hebben de lineair geregelde circuits (DC-vermogensgeregelde circuits) toegang tot spanning van de ongeregelde ingangsvoeding (AC-voeding) en als gevolg hiervan is er een vermogensverlies. Het vermogensverlies is evenredig met de spanningsval.
- De boostconverters gebruiken: In schakelapparatuur zetten de converters de ongeregelde AC- of DC-ingangsspanning om in een gereguleerde DC-uitgangsspanning.
De meeste Boost-converters worden gebruikt in SMPS-apparaten. De SMPS met ingangsvoedingstoegang vanaf het wisselstroomnet, de ingangsspanning wordt gelijkgericht en gefilterd met behulp van een condensator en gelijkrichter.
Werkingsprincipe van boostconverters:
Ontwerpers van elektrische stroomcircuits kiezen meestal voor de boost-modusomvormer omdat de uitgangsspanning altijd hoog is in vergelijking met de bronspanning.
- In dit circuit kan de vermogensfase in twee modi worden gebruikt: continue geleidingsmodus (CCM).
- Discontinue geleidingsmodus (DCM).
1. Continue geleidingsmodus:
Boost Converter continue geleidingsmodus
De continue schakelmodus van de boost-omzetter is geconstrueerd met gegeven componenten die inductor, condensator en ingangsspanningsbron en één schakelapparaat zijn. In deze inductor fungeert als een energieopslagelement. De boost-omzetterschakelaar wordt aangestuurd door de PWM (pulsbreedtemodulator). Als de schakelaar AAN is, wordt de energie ontwikkeld in de inductor en wordt er meer energie aan de uitgang geleverd. Het is mogelijk om hoogspanningscondensatoren van laagspanningsingangsbron. De ingangsspanning is altijd groter dan de uitgangsspanning. In continue geleidingsmodus wordt de stroom verhoogd met betrekking tot de ingangsspanning.
2. Discontinue geleidingsmodus:
Boost Converter onderbroken conditiemodus
Het circuit met discontinue geleidingsmodus is gebouwd met inductor, condensator, schakelapparaat en ingangsspanningsbron Inductor is een energieopslagelement hetzelfde als continue geleidingsmodus. In de discontinue modus, wanneer de schakelaar AAN is, wordt de energie aan de inductor geleverd. En als de schakelaar een bepaalde tijd UIT is, bereikt de inductorstroom nul wanneer de volgende schakelcyclus is ingeschakeld. De uitgangscondensator laadt en ontlaadt met betrekking tot de ingangsspanning. De uitgangsspanning is lager dan in vergelijking met de continue modus.
Voordelen:
- Geeft de hoge uitgangsspanning
- Lage bedrijfscycli
- Lagere spanning op MOSFET
- Uitgangsspanning met lage vervorming
- Goede kwaliteit van golfvormen, zelfs de lijnfrequentie is aanwezig
Toepassingen:
- Automotive toepassingen
- Eindversterker toepassingen
- Adaptieve besturingstoepassingen
- Batterijsystemen
- Consumentenelektronica
- Communicatietoepassingen Batterijlaadcircuits
- In kachels en lassers
- DC-motoraandrijvingen
- Stroomfactorcorrectiecircuits
- Gedistribueerde stroomarchitectuursystemen
Werkvoorbeeld van een DC-DC converters
Hier wordt een eenvoudig DC-DC-omzetcircuit gepresenteerd om verschillende DC-gestuurde circuits van stroom te voorzien. Het kan een gelijkstroomvoeding leveren tot 18 volt gelijkstroom. U kunt eenvoudig de uitgangsspanning selecteren door de waarde van de zenerdiode ZD te wijzigen. Het circuit heeft zowel spannings- als stroomregeling.
Circuit componenten:
- Een LED
- Een 18V-batterij
- Zenerdiode die wordt gebruikt als spanningsregelaar
- Een transistor die als schakelaar werkt.
Systeem werkt:
De ingangsspanning voor het circuit wordt verkregen van een 18 volt 500 mA transformator gebaseerde voeding. U kunt ook de ingangsspanning van een batterij gebruiken. De 18 volt gelijkstroom van de voeding wordt gegeven aan de collector en basis van de mediumvermogenstransistor BD139 (T1). Weerstand R1 begrenst de basisstroom van T1 zodat de uitgangsspanning stroomgeregeld wordt.
Zenerdiode ZD regelt de uitgangsspanning. Selecteer de juiste waarde van Zener om de uitgangsspanning vast te leggen. Als de zenerdiode bijvoorbeeld een 12 volt is, geeft het circuit 12 volt gelijkstroom aan de uitgang. Diode D1 wordt gebruikt als een polariteitsbeschermer.LED levert stroom aan status. Hier hebben we een DC-DC-omzetter in lineaire modus gebruikt, waarbij de basisspanning naar de transistor wordt geregeld om de gewenste output te krijgen, afhankelijk van de zenerdiodespanning.
Ik hoop dat je het onderwerp van de soorten DC-DC-omvormers en hun typen goed begrijpt. Als u vragen heeft over dit onderwerp of over de elektrische en elektronische projecten, laat dan onderstaande opmerkingen achter.
