Verschillende DC-naar-DC-spanningsomzettingsmethoden

Probeer Ons Instrument Voor Het Oplossen Van Problemen





Een DC stroomvoorziening wordt gebruikt in de meeste apparaten waar een constante spanning vereist is. DC staat voor Direct Current, waarbij de stroom eenrichtingsverkeer is. Het proces van DC-conversie kan geen DC-omzetters zijn. De ladingsdragers in DC-voeding reizen in één richting. Zonnepanelen , batterijen en thermokoppels zijn de bronnen van DC-voeding. Een gelijkspanning kan een bepaalde hoeveelheid constante elektriciteit produceren, die zwak wordt naarmate deze langer reist. Een wisselspanning van de generator kan hun sterkte veranderen wanneer ze door een transformator reizen.

DC-omzetters - 24V DC naar 9V DC-omzetter

24 V DC naar 9 V DC converter



Een AC-voeding is een wisselstroom, waarbij de spanning onmiddellijk verandert met de tijd. Bij AC-voeding veranderen de ladingsdragers periodiek van richting. AC-voeding wordt gebruikt als netstroom voor huishoudelijke behoeften. Dit hulpprogramma Wisselstroom wordt omgezet in gelijkstroom door een schakeling te gebruiken die bestaat uit een transformator, gelijkrichter en een filter. Evenzo wordt een gelijkspanning verhoogd of verlaagd tot de gewenste spanning met behulp van dergelijke schakelingen.


Deze wisselstroom van het hulpprogramma wordt omgezet in gelijkstroom met behulp van een schakeling die bestaat uit een transformator, gelijkrichter en een filter. Evenzo wordt een gelijkspanning verhoogd of verlaagd tot de gewenste spanning met behulp van dergelijke schakelingen.



DC-DC-conversie

Een DC naar DC-omzetter neemt de spanning van een DC-bron en zet de voedingsspanning om in een ander DC-spanningsniveau. Ze worden gebruikt om het spanningsniveau te verhogen of te verlagen. Dit zijn veelgebruikte auto's, draagbare opladers en draagbare dvd-spelers. Sommige apparaten hebben een bepaalde hoeveelheid spanning nodig om het apparaat te laten werken. Te veel stroom kan het apparaat vernietigen of minder stroom kan het apparaat mogelijk niet gebruiken. De omvormer haalt de stroom van de batterij en verlaagt het spanningsniveau, op dezelfde manier verhoogt een omvormer het spanningsniveau. Het kan bijvoorbeeld nodig zijn om het vermogen van een grote batterij van 24 V naar 12 V te verlagen om een ​​radio te laten werken.

De omvormer haalt de stroom van de batterij en verlaagt het spanningsniveau, op dezelfde manier verhoogt een omvormer het spanningsniveau. Het kan bijvoorbeeld nodig zijn om het vermogen van een grote batterij van 24V naar 12V te verlagen om een ​​radio te laten werken.

Elektronische conversie

DC naar DC-converters in elektronische circuits maken gebruik van schakeltechnologie. Geschakelde DC-DC-omzetter converteert het DC-spanningsniveau door de ingangsenergie tijdelijk op te slaan en geeft die energie vervolgens af bij een andere uitgangsspanning. De opslag vindt plaats in magnetische veldcomponenten zoals een inductor , transformatoren of elektrische veldcomponenten zoals condensatoren. Deze conversiemethode kan het spanningsniveau verhogen of verlagen.


Schakelconversie is energiezuiniger dan lineaire spanningsregeling, die ongewenst vermogen als warmte dissipeert. Het hoge rendement van een geschakelde omzetter vermindert de benodigde warmteafvoer en verhoogt de levensduur van de accu van draagbare apparatuur. De efficiëntie is toegenomen door het gebruik van krachtige FET's , die efficiënter kunnen schakelen met lagere schakelverliezen bij hogere frequenties dan bipolaire vermogenstransistors en minder complexe stuurschakelingen gebruiken. Een andere verbetering in DC-DC-omvormers wordt bereikt door de vliegwieldiode te vervangen door synchrone gelijkrichting met behulp van een krachtige FET, waarvan de ‘op-weerstand’ veel lager is, waardoor schakelverliezen worden verminderd.

De efficiëntie van de omzetter is toegenomen door het gebruik van vermogens-FET's, die efficiënter kunnen schakelen met lagere schakelverliezen bij hogere frequenties dan bipolaire vermogenstransistors en minder complexe aandrijfschakelingen gebruiken. Een andere verbetering in DC-DC-omvormers wordt bereikt door de vliegwieldiode te vervangen door synchrone gelijkrichting met behulp van een krachtige FET, waarvan de ‘op-weerstand’ veel lager is, waardoor schakelverliezen worden verminderd.

De meeste DC-DC-converters zijn ontworpen om in één richting te bewegen, van ingang naar uitgang. Maar de topologieën van de schakelende regulator kunnen worden ontworpen om bidirectioneel te bewegen door alle diodes te vervangen door onafhankelijk gestuurde actieve gelijkrichting. Bijvoorbeeld bij regeneratief remmen van voertuigen, waarbij tijdens het rijden vermogen aan de wielen wordt geleverd, maar bij het remmen met de wielen. Daarom is een bidirectionele conversie nuttig.

Magnetische conversie

In deze DC-DC converters wordt de energie periodiek opgeslagen en vrijgegeven uit een magnetisch veld in een inductor of transformator in een frequentiebereik van 300 KHz tot 10 MHz. Door de duty-cycle van de laadspanning aan te passen kan de hoeveelheid aan een belasting overgedragen vermogen gemakkelijker worden geregeld, via deze regeling kan ook worden toegepast op de ingangsstroom, de uitgangsstroom of om een ​​constant vermogen te behouden. De transformatorgebaseerde converter kan isolatie bieden tussen input en output.

In het algemeen verwijst DC-DC-omzetter naar de volgende toegelichte schakelomvormers. Deze circuits vormen het hart van de geschakelde voeding. De onderstaande uitleg zijn de meest gebruikte circuits.

Niet-geïsoleerde converters

Niet-geïsoleerde omvormers worden gebruikt als de verandering in de spanning klein is. De ingangs- en uitgangsklemmen delen een gemeenschappelijke aarde in dit circuit. Hieronder volgen de verschillende soorten converters in deze groep.

Het nadeel is dat het geen bescherming biedt tegen hoge elektrische spanningen en meer ruis heeft.

Step-Down (Buck) Converter

Een step-down circuit wordt gebruikt om een ​​lagere spanning te genereren dan de ingang. Het wordt ook wel een bok genoemd. De polariteiten zijn hetzelfde als bij de ingang.

Buck-omzetter

Buck-omzetter

Step-Up (Boost) Converter

Een step-up circuit wordt gebruikt om een ​​hogere spanning op te wekken dan de ingangsspanning. Het wordt een boost genoemd. De polariteiten zijn hetzelfde als bij de ingang.

Boost-omzetter

Boost-omzetter

Buck-Boost-omzetter

In Buck-Boost-omzetter kan de uitgangsspanning worden verhoogd of verlaagd dan de ingangsspanning. Het werkt om de spanning te verhogen of te verlagen. Het algemene gebruik van deze converter is om de polariteit om te keren.

Dick: Dit type converter is vergelijkbaar met de Buck-Boost-converter. Het verschil is de naam, genoemd naar Slobodan Cuk, de man die het heeft gemaakt.

Laadpomp: Deze converter wordt gebruikt om de spanning te verhogen of verlagen in toepassingen met een laag vermogen.

Geïsoleerde converters

Deze converters hebben een scheiding tussen ingangs- en uitgangsklemmen. Ze hebben hoge isolatiespanningseigenschappen. Ze kunnen het geluid en de interferentie blokkeren. Hierdoor kunnen ze een schonere gelijkstroombron produceren. Ze zijn onderverdeeld in twee typen.

Flyback-omzetter

Deze converter werkt vergelijkbaar met de buck-boost converter van de niet-isolerende categorie. Het verschil is dat het een transformator gebruikt om energie op te slaan in plaats van een inductor.

Flyback-omzetter

Flyback-omzetter

Voorwaartse omzetter

Deze converter gebruikt de transformator om de energie in één stap tussen de input en output te sturen.

Werking van DC Converter

Een eenvoudige DC-DC-omzetter neemt de stroom op en geeft deze door een schakelelement, dat het DC-signaal omzet in een AC-blokgolfsignaal. Deze golf is en gaat vervolgens door een ander filter dat het weer omzet in een DC-signaal met de vereiste spanning.

Voordelen van DC-omzetter

  • De batterijruimte kan worden verminderd door de beschikbare ingangsspanning te verlagen of te verhogen.
  • Een apparaat kan worden aangedreven door de beschikbare spanning te verzwakken of te versterken. Zo wordt schade aan het apparaat of uitval voorkomen.

Ik hoop dat je het onderwerp duidelijk hebt begrepen: verschillende DC-naar-DC-spanningsomzettingsmethoden en hun typen. Als u vragen heeft over dit onderwerp of over het elektrische en elektronische projecten laat de reacties hieronder achter.