Повышающие преобразователи напряжения: принцип работы, виды и применение

Как работают повышающие преобразователи напряжения. Какие бывают виды DC-DC преобразователей. Для чего применяются повышающие преобразователи. Как выбрать подходящий преобразователь напряжения.

Содержание

Что такое повышающий преобразователь напряжения

Повышающий преобразователь напряжения (также известный как повышающий DC-DC преобразователь) — это электронное устройство, которое преобразует напряжение постоянного тока из низкого уровня в более высокий. Основными компонентами такого преобразователя являются:

Дроссель (катушка индуктивности)
Транзистор
Диод
Конденсатор
ШИМ-контроллер

Принцип работы повышающего преобразователя

Принцип работы повышающего преобразователя основан на свойствах катушки индуктивности. Процесс преобразования происходит в несколько этапов:

При открытии транзистора ток от источника питания проходит через дроссель, создавая в нем магнитное поле.
При закрытии транзистора магнитное поле дросселя начинает уменьшаться, индуцируя в катушке ЭДС самоиндукции.

За счет ЭДС самоиндукции напряжение на выходе повышается.
Диод пропускает повышенное напряжение на конденсатор, который сглаживает пульсации.
ШИМ-контроллер управляет открытием и закрытием транзистора с высокой частотой.

Такой цикл повторяется тысячи раз в секунду, что позволяет получить на выходе стабильное повышенное напряжение.

Основные виды DC-DC преобразователей

DC-DC преобразователи бывают следующих основных видов:

1. Повышающие преобразователи

Повышают входное напряжение до более высокого уровня. Например, с 5В до 12В.

2. Понижающие преобразователи

Понижают входное напряжение до более низкого уровня. Например, с 24В до 5В.

3. Инвертирующие преобразователи

Меняют полярность входного напряжения на противоположную.

4. Преобразователи с гальванической развязкой

Обеспечивают электрическую изоляцию входных и выходных цепей.

Применение повышающих преобразователей напряжения

Повышающие преобразователи напряжения широко применяются в различных областях:

Портативная электроника (смартфоны, ноутбуки, планшеты)
Светодиодное освещение
Солнечные электростанции
Электромобили
Промышленная автоматика
Аудиотехника
Зарядные устройства

Преимущества повышающих DC-DC преобразователей

Повышающие DC-DC преобразователи обладают рядом важных преимуществ:

Высокий КПД (до 95-98%)
Компактные размеры
Низкое тепловыделение
Широкий диапазон входных напряжений
Стабильное выходное напряжение
Низкий уровень пульсаций
Защита от короткого замыкания и перегрузки

Как выбрать подходящий повышающий преобразователь

При выборе повышающего DC-DC преобразователя необходимо учитывать следующие параметры:

Диапазон входных напряжений

Требуемое выходное напряжение
Максимальный выходной ток
КПД преобразования
Уровень пульсаций выходного напряжения
Наличие защитных функций
Диапазон рабочих температур
Габаритные размеры

Правильно подобранный преобразователь обеспечит эффективное и надежное питание вашего устройства.

Повышающие преобразователи в портативной электронике

Повышающие DC-DC преобразователи играют важную роль в работе современных портативных устройств:

В смартфонах — для питания дисплея и процессора
В ноутбуках — для питания дискретной видеокарты

В планшетах — для подсветки экрана
В портативных колонках — для усилителя звука
В фотоаппаратах — для питания вспышки

Они позволяют эффективно использовать энергию аккумулятора и продлить время автономной работы устройств.

Применение в светодиодном освещении

В светодиодных светильниках повышающие преобразователи выполняют следующие функции:

Повышают напряжение для питания светодиодных линеек
Обеспечивают стабильный ток через светодиоды
Позволяют регулировать яркость освещения
Защищают светодиоды от перегрузки

Это позволяет создавать эффективные и долговечные системы освещения.

Как работает повышающий преобразователь напряжения

Главная » Мастерская » Теория

Опубликовано: 21.12.2021

Повышающий преобразователь напряжения (или как его еще называют — повышающий DC/DC преобразователь) работает благодаря удивительным свойствам катушки индуктивности, в роли которой выступает дроссель.

Давайте рассмотрим принцип работы повышающего преобразователя более подробно. Для этого воспользуемся простыми, но понятными схемами.

Одними из основных элементов повышающего преобразователя являются дроссель и транзистор, которые замкнуты последовательно в одну цепь вместе с источником питания.

В роли источника питания может выступать как аккумуляторная батарея, так и классический блок питания, включенный в сеть.

Обратите внимание: транзистор изображен на схемах в виде кнопки, чтобы можно было видеть, в каком именно положении (открытом или закрытом) он находится в данный момент.

К установленному транзистору дополнительно добавляется ШИМ-контроллер, который будет включать и отключать проводимость транзистора много раз в секунду.

По умолчанию транзистор находится в закрытом положении и электрический ток не имеет возможности протекать по цепи.

Когда транзистор открывается, то электрический ток от источника питания направляется в сторону дросселя, но не проходит через него — вместо этого вся энергия расходуется на создание магнитного поля вокруг дросселя.

После того, как дроссель насытил свое магнитное поле, транзистор автоматически переходит в закрытое положение.

В результате напряжение в цепи начинает нарастать, и мы можем его использовать для наших нужд. Но для этого необходимо добавить в цепь еще два важных элемента: диод и конденсатор подходящей емкости.

Высокое напряжение, которое образовалось после создания магнитного поля дросселя и закрытия транзистора, через диод устремляется на конденсатор.

Обратите внимание: диод также предотвращает потерю заряда конденсатором в момент открытого транзистора, потому что он проводит электрический ток только в одном направлении.

Благодаря наличию ШИМ-контроллера и быстродействию транзистора, данный цикл повторяется тысячи раз в секунду. В результате у нас получится импульсное высокое напряжение, которое сглаживается добавленным в цепь конденсатором. Или несколькими конденсаторами.

В современной радиоэлектронике повышающие DC/DC преобразователи с дросселем применяются в самых разных устройствах: от игрушечных машин на пульте управления до сложной вычислительной техники.

Как вам статья?

Павел

Бакалавр «210400 Радиотехника» – ТУСУР. Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники

Написать

Пишите свои рекомендации и задавайте вопросы

Рейтинг

( 2 оценки, среднее 5 из 5 )

DC/DC перетворювачі купити в Україні ➨ Sxema.

com.ua

У цій групі можна порівняти і вибрати DC/DC перетворювач

Якщо вам потрібен знижує або підвищує DC/DC перетворювач з регулюванням і без, то на цій сторінці ви знайдете багато підходящих варіантів.

за порядкомза зростанням ціниза зниженням ціниза новизною

50931
DC-DC понижуючий перетворювач 300W buck step down Uin-4,5…30V Uout-0,8…30V, Iout 12 А max
237 грн
В наявності
eyJwcm9kdWN0SWQiOjc1MzcyMjA1MCwiY2F0ZWdvcnlJZCI6NDAwMTAzLCJjb21wYW55SWQiOjI3NzE4ODcsInNvdXJjZSI6InByb206Y29tcGFueV9zaXRlIiwiaWF0IjoxNjY5NzM0NzQxLjEwNDM5NCwicGFnZUlkIjoiNjIxODllNGUtYjFiOS00Y2E0LWI2NjMtMTBkMzE5ZWUzMWQ4IiwicG93IjoidjIifQ.7pkllsvvqRXQr6k9ne7L33BOw2LSGHiak4E-cnYaAl4″ data-advtracking-product-id=»753722050″ data-tg-chain=»{"view_type": "preview"}»>

45987
DC-DC понижуючий перетворювач 300W XL4016 з регулюванням струму і напруги buck step down 10ампер
301 грн
В наявності
44767
DC/DC перетворювач напруги понижуючий LM2596S DC1. 25-35 3A
108 грн
В наявності
44652
AC/AC перетворювач змінної напруги 2000вт 50-220вольт
86 грн
В наявності
u17ElT_Of9IuBdgiRW_L7n_NwS0zb-FAfldTYWjFHZM» data-advtracking-product-id=»875356667″ data-tg-chain=»{"view_type": "preview"}»>
46650
DC/DC перетворювач XL4015 понижуючий ,CC CV, з регулюванням струму і напруги 8-36В / 1-32В 5А 75Вт
172 грн
В наявності
46943
Регулятор потужності — диммер 4000W 220V фазовий симісторний BTA41-600
163 грн
В наявності
eyJwcm9kdWN0SWQiOjEzODM1NzY5MjMsImNhdGVnb3J5SWQiOjQwMDEwMywiY29tcGFueUlkIjoyNzcxODg3LCJzb3VyY2UiOiJwcm9tOmNvbXBhbnlfc2l0ZSIsImlhdCI6MTY2OTczNDc0MS4xMTA5MDMzLCJwYWdlSWQiOiIxMDliNGM5Mi03MWIxLTQ0YTQtOWZjMi02YjgwZTg3NjJjZTciLCJwb3ciOiJ2MiJ9.N-md-AstUxSR_cO2erOmwQfNhLSSXXWpSvcAbOiO55o» data-advtracking-product-id=»1383576923″ data-tg-chain=»{"view_type": "preview"}»>

50912
Регульований перетворювач напруги ZK-4KX DC-DC понижуючий/підвищує CC CV 0.5-30V 4A
559 грн
В наявності
50025
Регульований перетворювач напруження Fnirs DC-580 CC 1.
8-32V 3A
753 грн
В наявності
44765
DC/DC перетворювач підвищує 10-32В до 12-35В 150W 6A
280 грн
В наявності
AMewVMO2kzvsYcWcCgFInBWUEwBnk1aYx3cdu2HGY7Q» data-advtracking-product-id=»621714660″ data-tg-chain=»{"view_type": "preview"}»>
44919
Проведення луджені червоні 100шт довжина 8см
34 грн
В наявності
45887
BMS Контролер заряду-розряду для 2-х Li-Ion акумулятора 18650 HX-2S-01 7A 7.4 V
43 грн
В наявності
eyJwcm9kdWN0SWQiOjczNjU1MzQ2OCwiY2F0ZWdvcnlJZCI6NDAwMTAzLCJjb21wYW55SWQiOjI3NzE4ODcsInNvdXJjZSI6InByb206Y29tcGFueV9zaXRlIiwiaWF0IjoxNjY5NzM0NzQxLjExNTg3NTIsInBhZ2VJZCI6ImJlY2U4MDA1LWI2ZDEtNDBiYi1hNGUxLTZhY2Y2ZTg2ZWY5MSIsInBvdyI6InYyIn0.-9BZz0lXiZAX8Xu17s3f4JzGfUWJLV4HAFcGG5o-DNw» data-advtracking-product-id=»736553468″ data-tg-chain=»{"view_type": "preview"}»>
45888
BMS Контролер заряду-розряду для 2-х Li-Ion акумулятора 18650 HX-2S-D01 8A 7.4 V
52 грн
В наявності
45915
Модуль лінійного понижуючого перетворювача напруги з малим падінням AMS1117-5,0 buck step down DC-DC
22 грн
В наявності
eyJwcm9kdWN0SWQiOjc1MzcyNTI4MCwiY2F0ZWdvcnlJZCI6NDAwMTAzLCJjb21wYW55SWQiOjI3NzE4ODcsInNvdXJjZSI6InByb206Y29tcGFueV9zaXRlIiwiaWF0IjoxNjY5NzM0NzQxLjExODc0MzcsInBhZ2VJZCI6ImMwNmQzZmEyLTVhMjEtNGU5NC05MjAwLWZjMDBlN2Y5ZDI3MCIsInBvdyI6InYyIn0.HOqgKIX8Sd70LmVkP8lg_lOdi20jU-0JMhsUlsFCtmk» data-advtracking-product-id=»753725280″ data-tg-chain=»{"view_type": "preview"}»>
45988
ШІМ регулятор обертів двигуна постійного струму 12-40 В 10 А
151 грн
В наявності
46031
Відсік для батарей 4xAAA плоский з проводами
21 грн
В наявності
eyJwcm9kdWN0SWQiOjc2NTc3MzcwMCwiY2F0ZWdvcnlJZCI6NDAwMTAzLCJjb21wYW55SWQiOjI3NzE4ODcsInNvdXJjZSI6InByb206Y29tcGFueV9zaXRlIiwiaWF0IjoxNjY5NzM0NzQxLjEyMDEwMjQsInBhZ2VJZCI6IjU3NGE0ZmM0LWExZjQtNDM0Ni1hYWY0LTllYTc5Njg0MDE0NyIsInBvdyI6InYyIn0.eiS70-KwcNbc1SIoXBfbLsYesX3rvHlkgRBMwOgO4Y0″ data-advtracking-product-id=»765773700″ data-tg-chain=»{"view_type": "preview"}»>
46036
Перетворювач (конвертор) USB — UART CP2102
116 грн
В наявності
46607
BMS контролер заряду-розряду для 4-х Li-Ion акумулятора 18650 HX-4S-D20 20A 16. 8 V
125 грн
Закінчується
46609
Батарейний відсік HOLDER 4 x 18650 з проводами
43 грн
В наявності
NjZ4vmw2sUL_gHc5BKuILxr7t85piIb43_HGYOUVsik» data-advtracking-product-id=»1086747222″ data-tg-chain=»{"view_type": "preview"}»>
48450
Відсік для батарейок 3×18650 плоский з проводами
43 грн
В наявності
49950
Модуль лінійного понижуючого перетворювача напруги з малим падінням AMS1117-1.8 buck step down DC-DC
14 грн
В наявності
eyJwcm9kdWN0SWQiOjEzMDg1MTQ4NTksImNhdGVnb3J5SWQiOjQwMDEwMywiY29tcGFueUlkIjoyNzcxODg3LCJzb3VyY2UiOiJwcm9tOmNvbXBhbnlfc2l0ZSIsImlhdCI6MTY2OTczNDc0MS4xMjU3NjM0LCJwYWdlSWQiOiI4MDdhY2Q2MS1hYjI1LTRkZDgtOGUyZi02NGNmNWQ2NTM2YjciLCJwb3ciOiJ2MiJ9.QJvHoH6JrU_UHKs3Hk8Y5cMuyLEtedaIXM09TQ-6AgA» data-advtracking-product-id=»1308514859″ data-tg-chain=»{"view_type": "preview"}»>
50584
Контролер заряду АКБ від сонячних батарей Fnirs CC 0,5-30V 4A
430 грн
В наявності
51371
Модуль лінійного понижуючого перетворювача напруги з малим падінням AMS1117-2. 5 buck step down DC-DC
14 грн
В наявності
51794
Контролер заряду сонячних модулів МРРТ CN3791-6V
155 грн
В наявності
aQRy-7uiX5IVWHoXMmygvnNGgnu6P5BL2SZhTDwGba8″ data-advtracking-product-id=»1713768574″ data-tg-chain=»{"view_type": "preview"}»>
51805
BMS Контролер заряду-розряду для 3 Li-Ion 18650 HX-3S-D01 10A 11.1-12.6V
123 грн
В наявності

16243248

DC/DC перетворювачі живлення постійного струму — одні з найбільш затребуваних схем в області ремонту і моделювання, вони дозволяють живити різні по напрузі елементів блоку живлення.

Сучасні перетворювачі відрізняються невеликими розмірами і високим ККД, тобто витрачають мало енергії на процес перетворення.

Пристрій імпульсних перетворювачів досить просте, дросель вона ж котушка виконує роль нагнітача або розсіювача напруги, при цьому відповідно при підвищенні напруги ампераж буде падати і навпаки. Також не забуваємо про втрати при перетворенні, частина енергії витрачається на тепло. Роль переривника виконує транзистор який регулює подачу на котушку. Конденсатори виконують роль фільтрів які поглащают пульсації і дають стабільну напругу.

Підвищують DC/DC перетворювачі

Існують плати, які вміють тільки підвищувати або знижувати напругу, розглянемо спочатку підвищують.

ШІМ-регулятор напруги XL6009 один з найбільш популярних серед малопотужних, максимальний струм навантаження становить 4 ампера, але при цьому буде виділяти велику кількість тепла і потрібно охолодження. ККД цієї плати може досягати 92% це і малий розмір робить його незамінним при складанні портативних пристроїв.

Вхідна напруга 3-32В Вихідна напруга 5-35В

Регулювання здійснюється за допомогою підлаштування резистора опором 50 кОм

DC/DC перетворювач — де купити?

У нас продаються DC/DC перетворювачі різної потужності і вартості. Замовити можна у будь-яке місто України: Київ, Харків, Одеса, Дніпро, Запоріжжя та ін Якщо у вас виникли труднощі з вибором завжди можете зв’язатися з нашими консультантами.

Як можна використовувати регульовані перетворювачі:

Регулювання яскравості світіння ламп і світлодіодів
Регулювання обертів електродвигунів (не всіх)
Зарядка акб різних типів
Створення лабораторного блоку своїми руками
Харчування різних елементів від одного блоку живлення

Переваги імпульсних перетворювачів:

Малий розмір за рахунок використання малого кількості деталей і їх малого розміру.
Високий ккд — За рахунок високого коефіцієнта корисної перетворення.
Низька вартість — за рахунок масовості виробництва і малих енерго-і матеріало витрат на виробництво.

Перетворювач регульований підвищує MT3608

Тип : підвищує

Мікросхема: MT 3608
Вхідна напруга: від 2Вдо24В
Максимальна сила струму: 2А
Максимальне напруга на виході: > 5В-28В
ККД: > 94%

Один з найбільш малих перетворювачів з високим ККД ідеальний для портативних пристроїв.

Регульований підвищуючий перетворювач XL6019

Один з найбільш потужних серед компактних, напругу можна підвищити до 45 вольт!

Тип перетворювача: підвищує
Мікросхема: XL6019
Вхідний вольтаж: 3-40 В
Вихідний вольтаж : 4-45 В
Максимальна сила: 3А
Частота : 180,0 кГц
ККД: до 94% (макс.)
Пульсації напруги: менше 100мВ (при струмі 1 А)
Робоча температура: -31°Сдо+72°C
Розмір: 50x28x13 мм

Понижуючі DC/DC перетворювачі

Понижуючі перетворювачі також бувають імпульсні і лінійні, лінійні великі, дорогі і малоэфективные, імпульсні недорогі, невеликі і ефективні. В лінійних перетворене напруга перетворюється в тепло, а в импусных використовується ефект індуктивності.

Регульований понижуючий перетворювач XL4016

Один з найбільш потужних невеликих перетворювачів, він має стабілізацію по струму і напрузі, за цим часто використовується для складання лабораторного блоку живлення своїми руками. Пасивне охолодження забезпечує помірне охолодження, але при великому навантаженні рекомендуємо встановити додатково охолодження

вхідна напруга: 5 — 40В постійного струму
вихідна напруга: 1.25 — 35В
мікросхема перетворювача: xl4016e1
вихідний струм: 0.2 — 9А (при високих струмах може нагріватися понад 65°C, в цьому випадку обов’язково використовуйте примусове охолодження, інакше модуль вийде з ладу)
вихідна потужність: близько 300Вт
розміри: 6.5 х 4.8 х 2.4 см

ОДОБРЕН GRAINGER Повышающий/понижающий преобразователь напряжения: 220–110 В перем. тока/110–220 В перем. тока, 100 ВА, 50/60 — 30C515|30C515

ГРЕЙНГЕР ОДОБРЕН

Вещь # 30C515
производитель Модель # 30С515
UNSPSC # 39121001
№ страницы каталога Н/Д

Страна происхождения Тайвань. Страна происхождения может быть изменена.

Этот повышающий/понижающий преобразователь напряжения можно использовать в странах с напряжением 110 В и в странах с напряжением 220 В. Он будет преобразовывать напряжение из 220-240В в 110-120В и из 110-120В в 220-240В. Подходит для диспенсеров воды, принтеров, рисоварок, факсимильных аппаратов, компьютеров, воздушных машин и т. д. Выбор преобразователя должен составлять 125% от требуемой мощности нагрузки.

Коснитесь изображения, чтобы увеличить его.

Наведите курсор на изображение, чтобы увеличить его.

ГРЕЙНГЕР ОДОБРЕН

Вещь # 30C515
производитель Модель # 30С515
UNSPSC # 39121001
№ страницы каталога Н/Д

Страна происхождения Тайвань. Страна происхождения может быть изменена.

Трансформаторы напряжения или преобразователи напряжения? В чем разница? – Септики

В чем разница между преобразователем напряжения

и трансформатором напряжения?

Не все электрические розетки в мире выдают одинаковое напряжение. В некоторых странах по стенам работает напряжение 220–240 В; а у других 110-120В. Это означает, что вам понадобится либо преобразователь, либо трансформатор для ваших устройств с одним напряжением, когда вы путешествуете в новые страны.

Определите, работает ли ваше электронное устройство с одним напряжением или с двойным напряжением, потому что, если это двойное напряжение, вам, возможно, не нужно беспокоиться о преобразователе напряжения или трансформаторе в целом.

Ознакомьтесь с Руководством по преобразователям напряжения, чтобы узнать, как правильно выбрать преобразователь напряжения или трансформатор.

Повышение и понижение

Как преобразователи, так и трансформаторы «понижают» или «повышают» напряжение в розетке для питания вашего устройства.

Понижение: берет более высокое напряжение (220–240 В) из настенной розетки и понижает его (110–120 В), чтобы можно было безопасно питать ваше устройство только на 110–120 В.
Stepping Up: меньшее напряжение (110-120 В) преобразуется в большее (220-240 В) для питания устройств из многих зарубежных стран в Северной Америке.

Преобразователи и трансформаторы

Руководство по преобразователям напряжения	Инструкции по трансформатору напряжения
Предназначен для кратковременного использования	Может работать в непрерывном режиме
Использует полупроводниковый переключатель и печатную плату для преобразования напряжения в несинусоидальное выходное напряжение, отсекая избыточное входное напряжение	Создан более прочным и тяжелым в зависимости от требований к мощности (Вт)
Небольшие преобразователи с высокой номинальной мощностью не рекомендуются для чувствительной электроники (например, компьютеров, выпрямителей и т. д.)	Встроенный трансформатор для получения выходного напряжения синусоидальной формы, совместимый со всеми типами электроники
Термостойкие изделия работают с преобразователями напряжения (например, дорожные утюги, водонагреватели, фены и т. д.)	Обеспечивает безопасность вашей электроники в течение длительного времени во время использования
Легкий и компактный	Может стать громоздким и тяжелым, так как вам требуется больше мощности (ватт)

Ищете больше?

Ниже представлено полное видео, сравнивающее преобразователи напряжения с трансформаторами.

Что такое повышающий преобразователь напряжения

Принцип работы повышающего преобразователя