DC gerilim dönüştürücüler

Elektrik enerjisinin dönüştürülmesinden bahsetmişken, çeşitli transformatörler, jeneratörler, çeşitli ev aletleri için güç kaynakları, elektronik cihazlar için şarj cihazları, kaynak invertörleri ve hatta nükleer santraller hatırlanabilir. Her durumda, elektrik enerjisinin dönüşümü şu veya bu şekilde gerçekleşir. Günlük yaşamda, çeşitli türlerde elektrik dönüştürücülerle çevrili olduğumuzu ve modern dünyada bunların tamamen yokluğunu hayal etmenin zor olduğunu söyleyebiliriz.

DC/DC dönüştürücüler özellikle son yirmi yılda yaygınlaştı. Bu, yarı iletken endüstrisinin ve genel olarak elektroniğin hızlı gelişmesinden kaynaklanmaktadır.

Yüksek frekanslı darbe dönüştürücüler, artık yalnızca eski televizyonlarda ve diğer antika cihazlarda veya bazı modern ses yükselticilerde bulunabilen düşük frekanslı transformatör güç kaynakları tarafından neredeyse pazarın dışına itildi.

Yüksek frekanslı trafo (veya kısma bobini), 50-60 Hz'lik bir ağdan çalışmak üzere tasarlanmış düşük frekanslı demir trafodan çok daha küçük bir boyuta sahiptir, bu nedenle anahtarlamalı güç kaynakları bu kadar kompakttır.Öyle ya da böyle, DC / DC dönüştürücüler tasarımlarında hala bir transformatör (veya bobin) içerir, ancak bu hiç de o kadar ağır ve gürültülü bir transformatör değildir.

Modern DC-DC dönüştürücülerin (yani, DC-DC gerilim dönüştürücüler olarak adlandırılan) aralığı oldukça geniştir. DC-DC dönüştürücülerin tam olarak ne olduğuna daha yakından bakalım.

1. Minyatür Ayarlanabilir Dönüştürücü

Bu küçük 43 mm x 21 mm dönüştürücü ve benzer modellerin fiyatları Çin pazarlarında 1 ABD doları veya daha fazladır. Bu örnek bir LM2596 yongası çalıştırır ve çıkış parametreleri ayarlanabilir. Girişe 4,5 ile 40 volt aralığında bir DC gerilim uygulanmakta, çıkışta ise 1,3 ile 35 volt arasında bir DC gerilim elde edilmektedir.

Bu dönüştürücüden alınabilecek maksimum akım 3 amperdir ancak bu durumda soğutucu gerekir, dönüştürücü soğutucu olmadan kullanılırsa ortalama akımın 2 amper'i geçmemesi gerekir. Böyle bir dönüştürücünün verimliliği% 92'ye ulaşabilir.

Bu dönüştürücü, kova dönüştürücü topolojisine göre monte edilmiştir ve tüm ana bileşenleri kart üzerinde görülebilir: giriş ve çıkış kapasitörleri, boğulma, Schottky diyot, düzenleyici direnç ve mikro devrenin kendisi bir TO-263-5 paketinde. Yukarıdaki şematik bir trim direnci göstermiyor, ancak kart üzerinde bir tane var.

Bu direnç olmadan, devre çıkışta 5 volttan fazla vermeyecektir, ancak geri besleme doğrudan filtrenin çıkış kapasitöründen değil, bu düzenleyici direnç kullanılarak buraya yeni monte edilmiş bir voltaj bölücü aracılığıyla çıkarılırsa, siz Bu panoda uygulanan çıkış voltajı aralığını önemli ölçüde genişletebilir.

Bu dönüştürücülerin kapsamı yalnızca geliştiricinin hayal gücü ile sınırlıdır. Burada LED'lere güç verebilir, çeşitli taşınabilir cihazları ve çok daha fazlasını şarj edebilirsiniz.

Artan (yükselten) bir dönüştürücünün topolojisine göre yapılan bu tür yükseltici dönüştürücüler de vardır.

Yukarıdaki resimde (kırmızı tahta), girişi 10 ila 30 volt ve çıkışı 12 ila 35 volt arasında çalıştırılabilen, maksimum gücü 150 watt'a kadar (ilave soğutma gereklidir) ayarlanabilir bir yükseltici dönüştürücüdür.

Önceki örnekte olduğu gibi, bu dönüştürücünün çıkışta, çıkış voltajının istenen değerinin elde edilmesinden sorumlu olan bir düzenleyici direnci vardır. Kontrol çipi kartın arkasında bulunur. Kartın kendisi 65mm x 35mm boyutlarındadır. Böyle bir dönüştürücünün fiyatı önceki örnekten 3 kat daha yüksektir.

2. Su geçirmez güç kaynağı

Bu güç kaynağının sağlam, su geçirmez, epoksi ile doldurulmuş dökme bir muhafazası vardır ve bu, hem taşımada hem de güvenilirlik ve güvenliğin gerekli olduğu diğer tüm ekipmanlarda kullanılmasına olanak tanır. Sürücü aşırı gerilim, aşırı gerilim, kısa devre ve aşırı yük korumasına sahiptir.

Farklı modellerin giriş voltajı aralığı çok geniştir ve bu örnekte 9 ila 24 volt iken, çıkış 24 volttur ve maksimum akım 5 amperdir (bu örnekte). Fotoğraftaki kutunun ölçüleri 75mm x 75mm, yüksekliği 31mm'dir. Bu tür dönüştürücülerin fiyatı, kapasiteye bağlı olarak yaklaşık 10 - 50 dolar.

Bu tür dönüştürücüler, 15 ila 360 watt güç, 60 volta kadar giriş gerilimleri ve 5 ila 48 volt çıkış gerilimleri için üretilir. Ayrıca birçok pazarda oldukça yaygındırlar.

3. DC gücünü kasaya değiştirin

Tipik olarak, bu güç kaynakları bir geri dönüş, itme-çekme veya yarım köprü anahtarlama devresine göre yapılır. 19 ila 72 volt ve üzeri giriş voltajları için mevcutturlar ve çıkış genellikle 5 ila 24 volttur. Bu tür dönüştürücülerin gücü 1000 watt'a ulaşabilir. 78 mm x 51 mm x 28 mm'den 295 mm x 127 mm x 41 mm'ye kadar kasa boyutları.

Bu güç kaynakları birçok üreticiden temin edilebilir ve birkaç yüz dolara mal olabilir. Çoğu zaman bu tür cihazlar LED şeritlere güç sağlamak için kullanılır. Çıkış voltajında ​​ince ayar yapma ve aşırı yük korumasına sahipler.

Piyasada doğrudan AC-DC dönüştürücüler olarak adlandırılan alternatif akım şebekesinden güç alan benzer dönüştürücü modelleri vardır, ancak burada, ancak burada şebeke voltajı önce düzeltilir, filtrelenir, yani sabit hale getirilir ve yalnızca standart bir yüksek frekans dönüştürme ve düzeltme yoluyla başka bir seviyede sabit gerilime dönüştürüldükten sonra, daha düşük, tekrar DC-DC dönüştürücü modülü kullanılır.

Diğer dönüştürücülerin aksine, alternatif bir akım şebekesinden güç alan dönüştürücüler, yüksek frekanslı darbe transformatörünün ikincil sargısının birincilden galvanik izolasyonuna sahip olmalıdır. Kural olarak, bu tür birimlerdeki geri besleme döngüsü kullanılarak izole edilir. optokuplörler… Adil olmak gerekirse, bu tip düşük güçlü ünitelerin çerçevesiz bir tasarımda da mevcut olduğuna dikkat edilmelidir.

4. PCB montajı için DC-DC dönüştürücü

Bu minyatür güç kaynaklarının gücü 0,25 ila 100 watt arasında değişir. Bir dizi giriş voltajına izin verirler: 3-3,6V, 4,5-9V, 9-18V, 13-16,6V, 9-36V, 18-36V, 18-72V, 36-72V ve 36-75V.Üreticiye bağlı olarak, besleme voltajı aralıkları farklılık gösterebilir. Bazı dönüştürücüler, çıkış voltajının ayarlanmasına ve cihazın bekleme moduna alınmasına izin verir. Blokların standart çıkış voltajı aralığı: 5V, 12V, 15V.

PCB montajı için DC-DC dönüştürücüler elektriksel olarak yalıtılmıştır (1500V) ve izin verilen maksimum sıcaklık 90 santigrat dereceye ulaşabilir. Geliştiriciler için en büyük ilgi, 3 watt gücündeki dönüştürücülerdir. Bu tür dönüştürücülerin maliyeti, birimlerden onlarca dolara kadar değişir.

Tüm modern endüstriyel anahtarlamalı DC-DC dönüştürücülerin çalışma frekansı 50kHz'in üzerindedir ve 300kHz'e ulaşır. Bu ifade, darbeli transformatörler ve ferrit bobinler için geçerlidir, çünkü ferrit çekirdekler, açıklanan dönüştürücülerde kullanılan transformatörler ve bobinler için her yerde kullanılır.

Endüstriyel adanmış dönüştürücü anahtarlama IC'leri genellikle her zaman 50 kHz'in üzerinde olan kesin olarak ayarlanmış bir frekansa sahiptir. Bir PWM denetleyicisi kullanılıyorsa, karşılık gelen frekans harici bileşenler tarafından ayarlanır.