Bir DC-DC dönüştürücü, bir DC giriş voltajını kabul eden ve bir DC çıkış voltajı sağlayan bir cihazdır. Çıkış voltajı girişten daha büyük olabilir veya tam tersi olabilir. Bunlar, yükleri güç kaynağına uydurmak için kullanılır. En basit DC-DC dönüştürücü devresi, yükün güç kaynağına bağlanmasını ve kesilmesini kontrol eden bir anahtardan oluşur.
Temel bir DC-DC dönüştürücü, bir transistör veya diyot gibi anahtarlar aracılığıyla yükten indüktörler veya kapasitör gibi enerji depolama cihazlarına aktarılan enerjiden oluşur. Doğrusal voltaj regülatörleri veya anahtarlamalı mod regülatörleri olarak kullanılabilirler. Doğrusal bir voltaj regülatöründe, bir transistörün temel voltajı, istenen çıkış voltajlarını elde etmek için bir kontrol devresi tarafından sürülür. Anahtarlamalı mod regülatöründe, transistör anahtar olarak kullanılır. Bir düşürücü dönüştürücüde veya bir kova dönüştürücüde, anahtar kapatıldığında, indüktör akımın yüke akmasına izin verir ve anahtar açıldığında, indüktör depolanan enerjiyi yüke sağlar.
DC'den DC'ye Dönüştürücünün 3 Kategorisi
- Buck dönüştürücüler
- Dönüştürücüleri artırın
- Buck boost dönüştürücüler
Buck Dönüştürücüler: Buck dönüştürücüler, yüksek giriş voltajını düşük çıkış voltajına dönüştürmek için kullanılır. Bu dönüştürücüde sürekli çıkış akımı, daha az çıkış voltajı dalgalanması verir.
Dönüştürücüleri Artırın: Yükseltme dönüştürücüler, düşük giriş voltajını daha yüksek çıkış voltajına dönüştürmek için kullanılır. İçinde bir yükseltici dönüştürücü veya bir yükseltici dönüştürücü, anahtar kapatıldığında, yük, indüktörden geçen akım yoluyla şarj olan kapasitörden voltaj beslemesi alır ve anahtar açıkken, yük, giriş aşamasından ve indüktörden beslenir.
Buck Boost Dönüştürücüler: Buck boost dönüştürücüde, çıkış, kaynak voltajına bağlı olarak daha yüksek veya daha düşük tutulabilir. Kaynak voltajı yüksek olduğunda, çıkış voltajı düşüktür ve kaynak voltajı düşüktür, ardından çıkış voltajı yüksektir.
Dönüştürücüleri Artırın
Burada, yükseltici dönüştürücünün kısa ayrıntıları aşağıda tartışılmaktadır.
Boost Dönüştürücü basit bir dönüştürücüdür. Bir DC voltajını düşük seviyeden daha yüksek seviyeye dönüştürmek için kullanılır. Boost Converter, DC'den DC'ye dönüştürücü olarak da adlandırılır. Boost Dönüştürücüler (DC-DC Dönüştürücüler) 1960'ların başında geliştirildi. Bu dönüştürücüler, yarı iletken anahtarlama cihazları kullanılarak tasarlanmıştır.
- Boost Dönüştürücüsünü kullanmadan: Yarı iletken anahtarlama cihazlarında, Doğrusal düzenlenmiş devreler (DC güç ayarlı devreler) düzensiz giriş kaynağından (AC güç kaynağı) gelen gerilime erişir ve bu nedenle bir güç kaybı olur. Güç kaybı, voltaj düşüşü ile orantılıdır.
- Boost Dönüştürücüleri Kullanma: Anahtarlama cihazlarında, dönüştürücüler düzensiz AC veya DC giriş voltajını düzenlenmiş DC çıkış voltajına dönüştürür.
Boost dönüştürücülerin çoğu SMPS cihazlarında kullanılır. AC şebekesinden giriş besleme erişimine sahip SMPS, giriş voltajı bir kapasitör ve doğrultucu kullanılarak doğrultulur ve filtrelenir.
Boost Dönüştürücülerin Çalışma Prensibi:
Elektrik güç devresi tasarımcıları çoğunlukla güçlendirme modu dönüştürücüsünü seçerler çünkü çıkış voltajı, kaynak voltajına kıyasla her zaman yüksektir.
- Bu devrede güç aşaması, Sürekli İletim Modu (CCM) olmak üzere iki modda çalıştırılabilir.
- Süreksiz İletim Modu (DCM).
1. Sürekli İletim Modu:
Dönüştürücü Sürekli İletim Modunu Artırın
Takviye Dönüştürücü Sürekli Anahtarlama Modu, indüktör, kapasitör ve giriş voltajı kaynağı ve bir anahtarlama cihazı olan belirli bileşenlerle oluşturulmuştur. Bu indüktörde bir güç depolama elemanı görevi görür. Yükseltme dönüştürücü anahtarı, PWM (darbe genişlik modülatörü) tarafından kontrol edilir. Anahtar AÇIK olduğunda, indüktörde enerji geliştirilir ve çıkışa daha fazla enerji iletilir. Dönüştürmek mümkün yüksek gerilim kapasitörleri düşük voltaj giriş kaynağından. Giriş voltajı her zaman çıkış voltajından daha büyüktür. Sürekli iletim modunda, akım giriş voltajına göre artar.
2. Sürekli Olmayan İletim Modu:
Dönüştürücü Süreksiz Durum Modunu Artırın
Süreksiz iletim modu devresi, indüktör, kapasitör, anahtarlama cihazı ve giriş voltaj kaynağı ile oluşturulmuştur. . İndüktör, sürekli iletim modu ile aynı güç depolama elemanıdır. Süreksiz modda, anahtar AÇIK konumdayken enerji indüktöre iletilir. Anahtar bir süre KAPALI ise, bir sonraki anahtarlama döngüsü açıkken indüktör akımı sıfıra ulaşır. Çıkış kondansatörü, giriş voltajına göre şarj oluyor ve deşarj oluyor. Çıkış voltajı, sürekli moda kıyasla daha düşüktür.
Avantajlar:
- Yüksek çıkış voltajını verir
- Düşük çalışma görev döngüleri
- MOSFET'te daha düşük voltaj
- Düşük distorsiyonlu çıkış voltajı
- Hat frekansı mevcut olsa bile iyi kalitede dalga formları
Uygulamalar:
- Otomotiv uygulamaları
- Güç amplifikatörü uygulamaları
- Uyarlanabilir kontrol uygulamaları
- Batarya güç sistemleri
- Tüketici Elektroniği
- İletişim Uygulamaları Akü Şarj devreleri
- Isıtıcılarda ve kaynakçılarda
- DC motor sürücüleri
- Güç faktörü düzeltme devreleri
- Dağıtılmış güç mimarisi sistemleri
DC-DC dönüştürücüler için çalışma örneği
Burada, çeşitli DC ile çalışan devrelere güç sağlamak için basit bir DC-DC dönüştürücü devresi sunuyoruz. 18 volt DC'ye kadar DC güç kaynağı sağlayabilir. Zener diyot ZD'nin değerini değiştirerek basitçe çıkış voltajını seçebilirsiniz. Devrenin hem voltaj hem de akım düzenlemesi vardır.
Devre Bileşenleri:
- Bir LED
- 18V pil
- Voltaj regülatörü olarak kullanılan zener diyot
- Anahtar olarak çalışan bir transistör.
Sistem Çalışıyor:
Devre için giriş voltajı, 18 voltluk 500 mA trafo tabanlı bir güç kaynağından elde edilir. Ayrıca bir bataryadan gelen giriş voltajını da kullanabilirsiniz. Güç kaynağından gelen 18 volt DC, Orta güç transistörü BD139'un (T1) kollektörüne ve tabanına verilir. Direnç R1, T1'in temel akımını sınırlar, böylece çıkış voltajı akım regüle edilecektir.
Zener diyot ZD, çıkış voltajını düzenler. Çıkış voltajını sabitlemek için uygun Zener değerini seçin. Örneğin, Zener diyotu 12 volt ise, devre çıkışta 12 volt DC verir. Diyot D1, kutup koruyucu olarak kullanılır.LED, güç açık durumu sağlar. Burada, Zener diyot voltajına bağlı olarak, istenen çıkışı elde etmek için transistöre giden temel voltajın kontrol edildiği doğrusal modda bir DC-DC dönüştürücü kullandık.
Umarım DC-DC dönüştürücü türleri ve türleri konusunu açıkça anlamışsınızdır. Bu konuda veya elektrik ve elektronik projeler ile ilgili herhangi bir sorunuz varsa aşağıdaki yorumları bırakın.
