Penukar voltan DC

Bercakap tentang penukaran tenaga elektrik, seseorang boleh mengingati pelbagai transformer, penjana, bekalan kuasa untuk pelbagai perkakas rumah, pengecas untuk alat elektronik, penyongsang kimpalan dan juga loji kuasa nuklear. Dalam semua kes, transformasi tenaga elektrik berlaku dalam satu bentuk atau yang lain. Kita boleh mengatakan bahawa dalam kehidupan seharian kita dikelilingi oleh pelbagai jenis penukar elektrik dan sukar untuk membayangkan ketiadaan mereka sepenuhnya di dunia moden.

Penukar DC/DC telah menjadi sangat biasa dalam dua puluh tahun yang lalu. Ini disebabkan oleh perkembangan pesat industri semikonduktor dan elektronik secara amnya.

Penukar nadi frekuensi tinggi hampir ditolak keluar dari pasaran oleh bekalan kuasa pengubah frekuensi rendah, yang kini hanya boleh didapati dalam televisyen lama dan peranti antik lain atau dalam beberapa penguat audio moden.

Pengubah frekuensi tinggi (atau pencekik) mempunyai saiz yang jauh lebih kecil daripada pengubah besi frekuensi rendah yang direka bentuk untuk beroperasi daripada rangkaian 50-60 Hz, itulah sebabnya bekalan kuasa pensuisan sangat padat.Satu cara atau yang lain, penukar DC / DC masih mengandungi pengubah (atau tercekik) dalam reka bentuk mereka, tetapi ia sama sekali bukan pengubah yang berat dan bising.

Julat penukar DC-DC moden (iaitu, apa yang dipanggil penukar voltan DC-ke-DC) agak luas. Mari kita lihat dengan lebih dekat apakah sebenarnya penukar DC-DC.

1. Transduser Boleh Laras Miniatur

Penukar kecil 43mm x 21mm dan model serupa ini berharga $1 atau lebih di pasaran China. Contoh ini menjalankan cip LM2596, dan parameter outputnya boleh dilaraskan. Voltan DC dalam julat 4.5 hingga 40 volt digunakan pada input, dan voltan DC 1.3 hingga 35 volt diperoleh pada output.

Arus maksimum yang boleh diperolehi daripada penukar ini ialah 3 amp, tetapi dalam kes ini heatsink diperlukan, jika penukar digunakan tanpa heatsink, arus purata tidak boleh melebihi 2 amp. Kecekapan penukar sedemikian boleh mencapai 92%.

Penukar ini dipasang mengikut topologi penukar buck dan semua komponen utamanya boleh dilihat pada papan: kapasitor input dan output, sesak nafas, Diod Schottky, mengawal selia perintang dan litar mikro itu sendiri dalam pakej TO-263-5. Skema di atas tidak menunjukkan perintang trim, tetapi terdapat satu di papan.

Tanpa perintang ini, litar tidak akan memberikan lebih daripada 5 volt pada output, tetapi jika maklum balas tidak dikeluarkan terus dari kapasitor output penapis, tetapi melalui pembahagi voltan yang baru dipasang di sini menggunakan perintang pengawal selia ini, anda boleh dengan ketara untuk melanjutkan julat voltan keluaran seperti yang dilaksanakan pada papan ini.

Skop penukar ini hanya dihadkan oleh imaginasi pembangun. Di sini anda boleh menghidupkan LED dan mengecas pelbagai peranti mudah alih dan banyak lagi.

Terdapat juga penukar rangsangan jenis ini, dibuat mengikut topologi penukar yang semakin meningkat (menguatkan).

Dalam imej di atas (papan merah) adalah penukar rangsangan boleh laras dengan kuasa maksimum sehingga 150 watt (penyejukan tambahan diperlukan), yang inputnya boleh dikuasakan dari 10 hingga 30 volt, dan pada output dari 12 hingga 35 volt.

Seperti dalam contoh sebelumnya, penukar ini mempunyai perintang yang mengawal selia pada output, yang bertanggungjawab untuk mendapatkan nilai voltan keluaran yang dikehendaki. Cip kawalan terletak di bahagian belakang papan. Papan itu sendiri berukuran 65mm x 35mm. Harga penukar sedemikian adalah 3 kali lebih tinggi daripada contoh sebelumnya.

2. bekalan kuasa kalis air

Bekalan kuasa ini mempunyai perumah lasak, kalis air, die-cast yang dipenuhi dengan epoksi, membolehkan ia digunakan dalam kedua-dua pengangkutan dan sebarang peralatan lain yang memerlukan kebolehpercayaan dan keselamatan. Penyongsang mempunyai lebihan voltan, lebihan voltan, litar pintas dan perlindungan beban lampau.

Julat voltan input model yang berbeza adalah sangat luas dan dalam contoh ini dari 9 hingga 24 volt, manakala output ialah 24 volt dengan arus maksimum 5 amp (dalam contoh ini). Saiz kotak dalam foto ialah 75mm x 75mm, tingginya 31mm. Harga penukar sedemikian adalah kira-kira 10 - 50 dolar, bergantung pada kapasiti.

Penukar jenis ini dihasilkan untuk kuasa dari 15 hingga 360 watt, untuk voltan input sehingga 60 volt dan untuk voltan keluaran dari 5 hingga 48 volt. Mereka juga agak biasa di banyak pasaran.

3. Tukar kuasa DC ke penutup

Biasanya, bekalan kuasa ini dibuat mengikut litar pensuisan flyback, tolak-tarik atau separuh jambatan. Ia tersedia untuk voltan input dari 19 hingga 72 volt dan ke atas, dan output biasanya 5 hingga 24 volt. Kuasa penukar jenis ini boleh mencapai 1000 watt. Saiz kes daripada 78mm x 51mm x 28mm hingga 295mm x 127mm x 41mm.

Bekalan kuasa ini boleh didapati daripada banyak pengeluar dan boleh menelan kos sehingga beberapa ratus dolar. Selalunya peranti sedemikian digunakan untuk menghidupkan jalur LED. Mereka mempunyai keupayaan untuk memperhalusi voltan keluaran dan mempunyai perlindungan beban lampau.

Terdapat model penukar serupa di pasaran yang dikuasakan terus dari rangkaian arus ulang-alik, yang dipanggil penukar AC-DC, tetapi di sana, bagaimanapun, voltan rangkaian pertama kali diperbetulkan, ditapis, iaitu, dibuat malar, dan hanya selepas ia ditukar dengan cara penukaran frekuensi tinggi standard dan pembetulan kepada voltan malar pada tahap lain, lebih rendah iaitu, digunakan semula modul penukar DC-DC.

Tidak seperti penukar lain, penukar yang dikuasakan oleh rangkaian arus ulang alik semestinya mempunyai pengasingan galvanik penggulungan sekunder pengubah nadi frekuensi tinggi dari primer... Sebagai peraturan, gelung maklum balas dalam unit tersebut diasingkan menggunakan optocoupler… Dalam keadilan, perlu diperhatikan bahawa unit berkuasa rendah jenis ini juga tersedia dalam reka bentuk tanpa bingkai.

4. penukar DC-DC untuk pemasangan PCB

Bekalan kuasa kecil ini mempunyai julat kuasa dari 0.25 hingga 100 watt. Mereka membenarkan julat voltan input: 3-3.6V, 4.5-9V, 9-18V, 13-16.6V, 9-36V, 18-36V, 18-72V, 36-72V dan 36-75V.Bergantung pada pengilang, julat voltan bekalan mungkin berbeza. Sesetengah penukar membenarkan pelarasan voltan keluaran dan meletakkan peranti dalam mod siap sedia. Julat voltan keluaran standard bagi blok: 5V, 12V, 15V.

Penukar DC-DC untuk pemasangan PCB diasingkan secara elektrik (1500V), dan suhu maksimum yang dibenarkan boleh mencapai 90 darjah Celsius. Yang paling menarik minat pembangun ialah penukar dengan kuasa 3 watt. Kos penukar sedemikian berbeza dari unit hingga berpuluh-puluh dolar.

Semua frekuensi operasi penukar DC-DC pensuisan industri moden melebihi 50kHz dan mencapai 300kHz. Pernyataan ini adalah benar untuk pengubah nadi dan pencekik ferit, kerana teras ferit digunakan di mana-mana untuk pengubah dan pencekik yang digunakan dalam penukar yang diterangkan.

IC pensuisan penukar khusus industri selalunya mempunyai kekerapan yang ditetapkan dengan ketat yang sentiasa melebihi 50 kHz. Jika pengawal PWM digunakan, maka frekuensi yang sepadan ditetapkan oleh komponen luaran.