Что такое DC-DC преобразователь постоянного тока. Как работают понижающие и повышающие преобразователи напряжения. Какие бывают типы DC-DC конвертеров. Где применяются преобразователи постоянного тока. Как выбрать подходящий DC-DC преобразователь для своих задач.
Что такое DC-DC преобразователь постоянного тока
DC-DC преобразователь (конвертер) — это электронное устройство, которое преобразует один уровень постоянного напряжения в другой. Его основные функции:
- Изменение уровня напряжения (повышение или понижение)
- Стабилизация выходного напряжения
- Гальваническая развязка входа и выхода (в некоторых типах)
DC-DC преобразователи широко применяются в электронике для получения нужных уровней питающих напряжений из имеющегося источника постоянного тока. Они позволяют эффективно согласовать напряжения различных узлов электронных устройств.
Принцип работы DC-DC преобразователей
В основе работы большинства DC-DC преобразователей лежит импульсное преобразование энергии с помощью индуктивных и емкостных накопителей. Рассмотрим принцип на примере простейшего понижающего преобразователя:
- Ключ (транзистор) периодически замыкается и размыкается
- При замкнутом ключе ток течет через индуктивность, накапливая в ней энергию
- При размыкании ключа энергия индуктивности передается в нагрузку
- Конденсатор сглаживает пульсации выходного напряжения
За счет изменения скважности импульсов управления ключом регулируется среднее значение выходного напряжения. Обратная связь обеспечивает его стабилизацию.
Основные типы DC-DC преобразователей
Понижающий преобразователь (buck converter)
Понижающий преобразователь формирует на выходе напряжение ниже входного. Его КПД может достигать 95%. Применяется для питания низковольтных цепей от более высоковольтных источников.
Повышающий преобразователь (boost converter)
Повышающий преобразователь, наоборот, формирует выходное напряжение выше входного. Используется для получения высоких напряжений из низковольтных источников, например, в LED-драйверах.
Инвертирующий преобразователь
Инвертирующий преобразователь меняет полярность напряжения. Позволяет получить отрицательное напряжение из положительного и наоборот.
Преобразователь с гальванической развязкой
Такие преобразователи содержат высокочастотный трансформатор, обеспечивающий электрическую изоляцию входа и выхода. Применяются в медицинской технике, телекоммуникационном оборудовании.
Где применяются DC-DC преобразователи
DC-DC преобразователи находят применение во многих областях:
- Портативная электроника (смартфоны, ноутбуки)
- Автомобильная электроника
- Промышленная автоматика
- Телекоммуникационное оборудование
- Медицинская техника
- Светодиодное освещение
- Возобновляемая энергетика
Везде, где требуется преобразование уровней постоянного напряжения, находят применение DC-DC конвертеры.
Как выбрать DC-DC преобразователь
При выборе DC-DC преобразователя нужно учитывать следующие параметры:
- Диапазоны входных и выходных напряжений
- Максимальный выходной ток
- КПД преобразования
- Наличие гальванической развязки
- Уровень пульсаций выходного напряжения
- Диапазон рабочих температур
- Габариты и способ монтажа
Важно правильно рассчитать требуемую мощность преобразователя с запасом. Также нужно учитывать электромагнитную совместимость с другими узлами устройства.
Преимущества современных DC-DC преобразователей
Современные DC-DC преобразователи обладают рядом важных преимуществ:
- Высокий КПД (до 95-98%)
- Малые габариты и вес
- Широкий диапазон входных напряжений
- Высокая стабильность выходного напряжения
- Защита от перегрузки, КЗ, перегрева
- Низкий уровень электромагнитных помех
Это делает их незаменимыми компонентами в современной электронике, позволяя создавать компактные и энергоэффективные устройства.
Перспективы развития DC-DC преобразователей
Основные направления совершенствования DC-DC преобразователей:
- Повышение рабочих частот для уменьшения габаритов
- Улучшение КПД, особенно при малых нагрузках
- Интеграция в одном корпусе с микроконтроллерами
- Применение новых типов полупроводников (GaN, SiC)
- Развитие цифровых методов управления
Это позволит создавать еще более компактные, эффективные и интеллектуальные преобразователи для применения в самых разных областях.
Частотный преобразователь постоянного тока в переменный
Данная политика конфиденциальности относится к сайту под доменным именем instart-info.ru. Эта страница содержит сведения о том, какую информацию мы (администрация сайта) или третьи лица могут получать, когда вы пользуетесь нашим сайтом.
Данные, собираемые при посещении сайта
Персональные данные
Персональные данные при посещении сайта передаются пользователем добровольно, к ним могут относиться: имя, фамилия, отчество, номера телефонов, адреса электронной почты, адреса для доставки товаров или оказания услуг, реквизиты компании, которую представляет пользователь, должность в компании, которую представляет пользователь, аккаунты в социальных сетях; поля форм могут запрашивать и иные данные.
Эти данные собираются в целях оказания услуг или продажи товаров, связи с пользователем или иной активности пользователя на сайте, а также, чтобы отправлять пользователям информацию, которую они согласились получать.
Мы не проверяем достоверность оставляемых данных, однако не гарантируем качественного исполнения заказов или обратной связи с нами при некорректных данных.
Данные собираются имеющимися на сайте формами для заполнения (например, регистрации, оформления заказа, подписки, оставления отзыва, обратной связи и иными).
Формы, установленные на сайте, могут передавать данные как напрямую на сайт, так и на сайты сторонних организаций (скрипты сервисов сторонних организаций).
Также данные могут собираться через технологию cookies (куки) как непосредственно сайтом, так и скриптами сервисов сторонних организаций. Эти данные собираются автоматически, отправку этих данных можно запретить, отключив cookies (куки) в браузере, в котором открывается сайт.
Не персональные данные
Кроме персональных данных при посещении сайта собираются не персональные данные, их сбор происходит автоматически веб-сервером, на котором расположен сайт, средствами CMS (системы управления сайтом), скриптами сторонних организаций, установленными на сайте.
К данным, собираемым автоматически, относятся: IP адрес и страна его регистрации, имя домена, с которого вы к нам пришли, переходы посетителей с одной страницы сайта на другую, информация, которую ваш браузер предоставляет добровольно при посещении сайта, cookies (куки), фиксируются посещения, иные данные, собираемые счетчиками аналитики сторонних организаций, установленными на сайте.
Эти данные носят неперсонифицированный характер и направлены на улучшение обслуживания клиентов, улучшения удобства использования сайта, анализа посещаемости.
Предоставление данных третьим лицам
Мы не раскрываем личную информацию пользователей компаниям, организациям и частным лицам, не связанным с нами. Исключение составляют случаи, перечисленные ниже.
Данные пользователей в общем доступе
Персональные данные пользователя могут публиковаться в общем доступе в соответствии с функционалом сайта, например, при оставлении отзывов, может публиковаться указанное пользователем имя, такая активность на сайте является добровольной, и пользователь своими действиями дает согласие на такую публикацию.
По требованию закона
Информация может быть раскрыта в целях воспрепятствования мошенничеству или иным противоправным действиям; по требованию законодательства и в иных случаях, предусмотренных законом.
Для оказания услуг, выполнения обязательств
Пользователь соглашается с тем, что персональная информация может быть передана третьим лицам в целях оказания заказанных на сайте услуг, выполнении иных обязательств перед пользователем. К таким лицам, например, относятся курьерская служба, почтовые службы, службы грузоперевозок и иные.
Сервисам сторонних организаций, установленным на сайте
На сайте могут быть установлены формы, собирающие персональную информацию других организаций, в этом случае сбор, хранение и защита персональной информации пользователя осуществляется сторонними организациями в соответствии с их политикой конфиденциальности.
Сбор, хранение и защита полученной от сторонней организации информации осуществляется в соответствии с настоящей политикой конфиденциальности.
Как мы защищаем вашу информацию
Мы принимаем соответствующие меры безопасности по сбору, хранению и обработке собранных данных для защиты их от несанкционированного доступа, изменения, раскрытия или уничтожения, ограничиваем нашим сотрудникам, подрядчикам и агентам доступ к персональным данным, постоянно совершенствуем способы сбора, хранения и обработки данных, включая физические меры безопасности, для противодействия несанкционированному доступу к нашим системам.
Ваше согласие с этими условиями
Используя этот сайт, вы выражаете свое согласие с этой политикой конфиденциальности. Если вы не согласны с этой политикой, пожалуйста, не используйте наш сайт. Ваше дальнейшее использование сайта после внесения изменений в настоящую политику будет рассматриваться как ваше согласие с этими изменениями.
Отказ от ответственности
Политика конфиденциальности не распространяется ни на какие другие сайты и не применима к веб-сайтам третьих лиц, которые могут содержать упоминание о нашем сайте и с которых могут делаться ссылки на сайт, а также ссылки с этого сайта на другие сайты сети Интернет.
Мы не несем ответственности за действия других веб-сайтов.
Изменения в политике конфиденциальности
Мы имеем право по своему усмотрению обновлять данную политику конфиденциальности в любое время. В этом случае мы опубликуем уведомление на главной странице нашего сайта. Мы рекомендуем пользователям регулярно проверять эту страницу для того, чтобы быть в курсе любых изменений о том, как мы защищаем информацию пользователях, которую мы собираем. Используя сайт, вы соглашаетесь с принятием на себя ответственности за периодическое ознакомление с политикой конфиденциальности и изменениями в ней.
Как с нами связаться
Если у вас есть какие-либо вопросы о политике конфиденциальности, использованию сайта или иным вопросам, связанным с сайтом, свяжитесь с нами:
8 800 222 00 21
Принцип работы и разновидности DC-DС преобразователей
Что такое DC/DC преобразователь постоянного тока или описание принципа работы DC/DC преобразователей применяемых для построения источников питания
DC/DC преобразователи питания постоянного тока широко применяются в различных электронных приборах, вычислительной технике, устройствах телекоммуникации, автоматизированных системах управления (АСУ), мобильных устройствах и т.
д.
DC/DC преобразователи применяются для изменения выходного напряжения как в большую, так и в меньшую сторону, относительно напряжения на входе.
Типы DC DC преобразователей
DC-DC модуль
Buck-boost DC-DC Модуль преобразования напряжения
Сегодня на рынке существует различные типы DC/DC конвертеров, которые используются потребителями.
Для питания маломощных нагрузок выгодно использовать преобразователи на коммутируемых конденсаторах. Использование таких устройств не требует наличия дорогих моточных компонентов, поэтому они позволяют создать дешевые и компактные модули питания. Подобные преобразователи могут быть как с фиксированным напряжением, так регулируемые.
- DC/DС преобразователи с индуктивностью.
Большой популярностью пользуются преобразователи без гальванической развязки между входом и выходом.
В данном типе DC-DC конвертера находится единичный изолированный источник питания. В зависимости от положения ключа, напряжение может повышаться, понижаться или инвертироваться в напряжение с обратной полярностью. Ключевыми элементами часто выступают биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT) и полевые транзисторы разного типа (FET).
Среди конвертеров с индуктивностью можно встретить следующие типы:
- Понижающий импульсный DC-DC преобразователь. В роли ключа выступает транзистор, управляемый с помощью широтно-импульсного модулятора.
- Повышающий импульсный DC-DC преобразователь. Его особенности мы рассмотрим ниже.
- Преобразователь с регулируемым выходным напряжением. Такие устройства позволяют получить как повышенное, так и пониженное напряжение на выходе. Зачем это нужно? Например, для использования в устройствах, где напряжение задается Li-ионной батареей. Со временем, когда батарея ослабевает, её напряжение уменьшается, но использование такого преобразователя позволяет всегда поддерживать заданное значение на выходе.
- Преобразователь с любым выходным напряжением. Они способны производить как повышенное, так и пониженное напряжение на выходе. Зачем они нужны? Например, для использования в схемах, где напряжение задается Li-ионной батареей. Они имеют напряжение 3,3 В. Со временем эксплуатации ее напряжение уменьшается, и поэтому есть смысл преобразовывать его до 3,3В на выходе. Примером такого устройства является
Рис. Составные узлы DC-DC преобразователя
- DC/DC преобразователь с гальванической развязкой.
В таких преобразователях постоянного тока применяются импульсные трансформаторы с несколькими обмотками, благодаря чему отсутствует связь между входной и выходной цепями.
Для таких устройств характерна большая разница потенциалов между входным и выходным напряжением. Например, они используются в блоках питания импульсных фотовспышек, которые имеют на выходное напряжение около 400В.
Принцип работы DC-DC преобразователя
Описания принципа работы DC/DC преобразователя рассмотрим на следующем примере.
Итак, у нас есть 5В постоянного тока из которых нам необходимо получить большее напряжение. Существует несколько вариантов решения данной задачи. Например, параллельно заряжать конденсаторы, а потом последовательно их переключать. Причем делать это надо очень быстро, по несколько раз в секунду. Конечно, на практике это нереально, поэтому существуют специальные DC/DC преобразователи для решения этой задачи.
Чтобы понять, что такое DC/DC конвертер и какой у него принцип роботы, представим вариант работы системы подачи воды потребителю.
Этап 1 – Процесс разгона турбины.
Для начала нам необходимо разогнать турбину. Для этого открывается заслонка, и вода быстро сливается, передавая часть своей энергии турбине, благодаря чему последняя начинает раскручиваться.
Этап 2 – Заполнение емкости накопителя воды и давления.
Заслонка закрывается. Порция воды, толкаемая раскрученной турбиной-маховиком, приоткрывает клапан и наполняет емкость накопителя воды и давления. Другая часть воды направляется к потребителю, только уже с повышенным давлением от емкости-накопителя. При этом клапан препятствует обратному ходу воды в сторону турбины в случае возникновения большего давления от емкости накопителя.
Этап 3 – Получение энергии из емкости накопителя давления и разгон турбины.
Скорость турбины начинает падать. Давления воды уже не достаточно для продавливания клапана, а энергии в емкости накопителя воды накоплено достаточно. Затем, заслонка открывается снова, и вода начинает быстро раскручивать турбину. При этом поток воды к потребителю не прекращается, так как он получает её из емкости накопителя.
Дальше цикл раскрутки турбины и заполнения емкости накопителя воды и давления повторяется.
По аналогичному принципу работает любой DC DC преобразователь.
Ниже представлена электрическая схема DC DC преобразователя, на которой мы рассмотрим принцип его работы.
При этом роль турбины в электрической схеме DC DC преобразователя выполняет индуктивный дроссель. Вместо заслонки, которая управляет потоком воды, применяется транзистор. Роль клапана выполняет диод, а конденсатор является емкостью для накопителя давления.
Как работает DC DC преобразователь? Все аналогично.
Этап 1 – Накопление заряда индуктивностью.
Ключ замкнут. Индуктивность, получая ток от источника, накапливает энергию.
Этап 2 – Передача энергии в конденсатор.
Ключ размыкается, при этом катушка удерживает накопленную энергию в магнитном поле. Ток старается остаться на том же уровне, но дополнительная энергия из индуктивности подымает напряжение, тем самым открывая путь через диод. Часть энергии попадает к потребителю, а остальная накапливается в конденсаторе.
Этап 3 – Накопление энергии в индуктивности и передача заряда потребителю.
Затем ключ замыкается, и энергия снова начинает накапливаться в катушке. Потребитель, в это время, получает энергию из конденсатора.
Область применения DC/DC преобразователей и дросселей
В различных электронных устройствах, работающих от автономных источников энергии, необходимые уровни напряжений, возможно, получить только с использованием DC/DC преобразователей постоянного тока.
DC/DC конвертеры, преобразователи или дроссели напряжения постоянного тока широко применяются в различных портативных электронных приборах, вычислительной технике, телекоммуникационном оборудовании, автоматизированных системах управления АСУ, автомобилестроении и т.д.
Преобразователи напряжения постоянного тока в категории «Техника и электроника»
Преобразователь напряжения DC-DC понижающий, модуль AMS1117, 5В, Arduino
Доставка из г. Львов
60 грн
Купить
ІНТЕРНЕТ-МАГАЗИН «Доставлено «
Преобразователь напряжения DC-DC понижающий, модуль LM2596S, для заряда АКБ
Доставка по Украине
126 грн
Купить
ІНТЕРНЕТ-МАГАЗИН «Доставлено «
Преобразователь напряжения DC-DC повышающий, модуль XL6009, 20Вт
Доставка из г.
Львов
95 грн
Купить
ІНТЕРНЕТ-МАГАЗИН «Доставлено «
Повышающий преобразователь постоянного тока с 12 В до 19 в 5 А 95 Вт, регулятор напряжения, конвертер
Заканчивается
Доставка по Украине
350 грн
Купить
ELEKSTOK
Стабилизатор напряжения повышающий ток преобразователь постоянного тока в переменный DC-DC модуль 400W 15A
На складе в г. Мукачево
Доставка по Украине
264 — 268 грн
от 2 продавцов
264 грн
Купить
LP Shopping
Преобразователь напряжения DC-DC повышающий, 10-32В на 12-35В, 6A, 150Вт
Доставка по Украине
236 грн
Купить
ІНТЕРНЕТ-МАГАЗИН «Доставлено «
Чип MT3608 SOT23-6, DC-DC преобразователь напряжения повышающий 10 шт
Доставка по Украине
80 грн
Купить
ІНТЕРНЕТ-МАГАЗИН «Доставлено «
Преобразователь напряжения постоянного тока Е857 (Е 857, Е-857, Е857-М1, Е857/1, Е 857/1, Е857/3, Е 857/3)
Доставка по Украине
от 1 000 грн
Купить
Кип-Электро, ЧП
Знижувальний перетворювач 300W на XL4016 з 5-40V до 1,2-35V з регулюванням струму та напруги
На складе
Доставка по Украине
312 грн
Купить
Интернет-магазин «RADIOMIR»
Підвищуючий перетворювач 250W з 8,5-48V до 10-50V з регулюванням струму та напруги
На складе
Доставка по Украине
271 грн
Купить
Интернет-магазин «RADIOMIR»
XL4015 5A Понижающий преобразователь с регулировкой напряжения, тока
На складе в г.
Тернополь
Доставка по Украине
65 грн
Купить
Коллайдер
IRFB3607 300Вт 20A Понижающий преобразователь 6…40В до 1,2…36В регулировка напряжения, тока
На складе в г. Тернополь
Доставка по Украине
300 грн
Купить
Коллайдер
USB-кабель преобразователь для муфты 8,7В (гнездо постоянного тока 5,5 мм * 2,1 мм)
Доставка по Украине
720 грн
Купить
Оборудование и аксессуары для фото и видео
Постоянное напряжение и модуль выключение постоянного тока
На складе
Доставка по Украине
438 — 444 грн
от 2 продавцов
803 грн
438 грн
Купить
huckster-shop.prom.ua
Регулируемый понижающий преобразователь DC-DC (XL4015) 5A с регулировкой напряжения и тока
Доставка из г. Днепр
83 грн
Купить
StandartPower
Смотрите также
Преобразователи Частоты тока и Напряжения
На складе в г.
Киев
Доставка по Украине
от 10 000 грн
Купить
UkrBudova LLC
Індикатор напруги (постійний/змінний струм, полярність; контактний: 70-250V; безконтактний: 90-1000V
На складе
Доставка по Украине
252 грн
Купить
TWIST AUTO — инструмент по доступной цене
Преобразователь стабилизатор напряжения понижающий модуль с регулировкой напряжения тока DC-DC 4,5-40V LM2596
На складе в г. Мукачево
Доставка по Украине
63 — 77 грн
от 2 продавцов
63 грн
Купить
LP Shopping
Повышающий преобразователь 1800Вт, 40А с регулировкой напряжения, тока, 10-60В до 12-90В
На складе в г. Тернополь
Доставка по Украине
1 155 грн
Купить
Коллайдер
Стабилизатор преобразователь повышающий напряжения, модуль регулирующий напряжение тока DC-DC MT3608 2А
На складе в г.
Мукачево
Доставка по Украине
34 — 38 грн
от 2 продавцов
38 грн
Купить
LP Shopping
Импульсный стабилизатор преобразователь напряжения понижающий ток 5A DC-DC CC/CV XL4015
На складе в г. Мукачево
Доставка по Украине
75 — 82 грн
от 2 продавцов
82 грн
Купить
LP Shopping
XL4015 5A Понижающий преобразователь с регулировкой тока напряжения
На складе
Доставка по Украине
99 грн
79.20 грн
Купить
Brick Army
Преобразователь постоянного тока Orion 12/24-8
Доставка по Украине
3 463 грн
2 666 грн
Купить
VipMart.com.ua: все для солнечных станций — интернет-магазин
1200Вт, 20А Повышающий преобразователь с регулировкой напряжения, тока, 8-60В до12-83В
На складе в г. Кропивницкий
Доставка по Украине
600 грн
Купить
Sxemki.
com
Импульсный блок питания 12V 50A S-600-12 600W источник питания постоянного тока для светодиодной ленты (NS)
На складе в г. Киев
Доставка по Украине
1 321.25 грн
1 057 грн
Купить
💙💛 Интернет-магазин Non-Stop 🎁％🚚 ⤵
Тестер постоянного тока Atorch Напряжение и емкости Type-C USB DC5.5 (1005-962-00)
Доставка по Украине
1 419 грн
Купить
ООО «МПР-КИП»
Понижающий преобразователь напряжения DC-DC с регулировкой тока, XL4005
На складе в г. Кропивницкий
Доставка по Украине
330 грн
Купить
Sxemki.com
XL4015 5A Понижающий преобразователь c ампер/вольт/ватт метром, регулировка напряжения, тока
Доставка по Украине
252 грн
Купить
RadioCron — магазин для радиолюбителя
LM2596 Понижающий преобразователь с регулировкой напряжения, тока
Доставка из г. Черновцы
75 грн
Купить
RadioCron — магазин для радиолюбителя
Преобразователи постоянного тока в постоянный и источники питания
Надежные решения по питанию для всех потребностей вашего проекта
Когда речь идет о преобразователях энергии, вам нужно решение, которому вы можете доверять — такое, которое легко интегрируется, безопасно в использовании и имеет высокий уровень эффективности.
От простых цепей до сложных высоконадежных систем, продукты XP Power DC-DC могут удовлетворить потребности в электроэнергии для медицинских, промышленных и полупроводниковых производств.
Высокопроизводительные преобразователи постоянного тока в постоянный
Сертифицировано и одобрено для критически важных требований к электропитанию
Будь то управление затратами и временем разработки, соблюдение требований к изоляции или гибкость монтажа, мы понимаем основные проблемы при выборе правильного решения постоянного тока для ваших нужд.
Имея большой опыт проектирования, мы оптимизируем решения для простоты интеграции, включая отраслевую сертификацию и соображения EMI. Это позволяет нам соответствовать потребности в мощности медицинских устройств, контактирующих с пациентом, производства возобновляемой энергии, промышленных технологий и надежных средств связи.
Изолирующие барьеры преобразователя постоянного тока в постоянный
В технических описаниях продуктов указывается напряжение изоляции, используемое для обеспечения целостности изолирующего барьера. Это не указывает на тип изоляции, используемой в устройстве, и не указывает на способность выдерживать длительное напряжение на барьере.
Важно понимать, является ли изолирующий барьер чисто функциональным или нуждается в защитной изоляции. Наши преобразователи постоянного тока определяют изоляционный барьер как функциональный, базовый или усиленный.
Свяжитесь с нами с вопросомПостоянное рабочее напряжение
Номинальное напряжение изоляции и постоянное рабочее напряжение легко спутать.
Номинальное напряжение изоляции не является показателем способности выдерживать постоянное напряжение, приложенное к барьеру, а только кратковременное испытательное напряжение, приложенное для обеспечения целостности.
Для приложений, где существует разность потенциалов между входным и выходным напряжением, очень важно учитывать рабочее напряжение. Дополнительную информацию можно найти в технических описаниях преобразователей постоянного тока в постоянный.
Свяжитесь с намиНАЙДИТЕ ВАШЕ ИДЕАЛЬНОЕ РЕШЕНИЕ DC-DC
Наш разнообразный ассортимент включает в себя сотни семейств продуктов, которые легко найти по мощности, напряжению, формату и области применения.
Инструмент выбора преобразователей постоянного тока в постоянный
Полный ассортимент DC-DC преобразователей
Давайте посмотрим на ваши конкретные требования
Мы можем предложить различные механические форматы, в том числе для поверхностного монтажа, сквозного монтажа, монтажа на корпусе, охлаждения на DIN-рейке и базовой плате, разработанные и одобренные для широкого спектра применений.
- Масштабируемая мощность до 3 кВт
- Модули для монтажа на печатной плате мощностью от 0,25 Вт до 750 Вт
- Крепление на шасси от 6 Вт до 60 Вт
- 6–60 Вт для монтажа на DIN-рейку
- Стандартный, широкий и сверхширокий входные диапазоны
- Функциональная, базовая и усиленная изоляция
- 1 x MOPP и 2 x MOPP для медицинских устройств
- Специальные требования и разрешения для применения
Монтаж на доске
Крепление шасси
Монтаж на DIN-рейку
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ DC-DC, УТВЕРЖДЕННЫЕ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В НЕСКОЛЬКИХ ПРИМЕНЕНИЯХ
Оборудование для производства полупроводников
- Депонирование
- Литография
- травление
- Ионная имплантация
- Очистка пластин
- Испытания и проверки
Промышленные технологии
- Возобновляемая энергия
- Аналитическое оборудование
- Испытания и измерения
- Робототехника
- Промышленная печать
- Интернет вещей и промышленность 4. 0
0Здравоохранение
- Визуализация и диагностика
- Мониторинг пациента
- Хирургические инструменты
- Медицинское обслуживание на дому
- Приборы лабораторные
- Лечение пациентов
Простой в использовании инструмент выбора продукта — найдите идеальное решение для постоянного тока
Инструмент выбора преобразователей постоянного тока в постоянныйЧто такое преобразователь постоянного тока в постоянный? – x-engineer.org
A Преобразователь постоянного тока представляет собой электрическую систему (устройство), которая преобразует источники постоянного тока (DC) с одного уровня напряжения на другой.
Другими словами, преобразователь постоянного тока принимает в качестве входного сигнала входное напряжение постоянного тока и выдает другое напряжение постоянного тока. Выходное напряжение постоянного тока может быть на выше или на ниже , чем входное напряжение постоянного тока. Как следует из названия, преобразователь постоянного тока работает только с источниками постоянного тока (DC), а не с источниками переменного тока (AC).
Преобразователь постоянного тока также называется преобразователем Преобразователь постоянного тока в постоянный или регулятор напряжения.
Изображение: Принцип работы преобразователя постоянного тока
Если у нас есть две электрические системы, работающие при разных уровнях напряжения, один высокий уровень (140 В), а другой низкий уровень (14 В), DC-DC преобразователь может преобразовывать напряжение между ними из высокого в низкое или из низкого в высокое. Переход от одного уровня напряжения к другому рычагу напряжения осуществляется с некоторыми потерями мощности .
В зависимости от рабочей точки преобразователя постоянного тока (напряжение и ток) и типа преобразователя КПД может составлять от 75 % до 95 % и более.
Преобразователь постоянного тока в аккумуляторный электромобиль (BEV) используется для преобразования высокого напряжения аккумулятора (например, 400 В) в низкое напряжение постоянного тока (например, 12 В) для обычных нагрузок 12 В (освещение, мультимедиа, питание окна и др.).
Преобразователь постоянного тока — это силовой преобразователь, который преобразует источник постоянного тока (DC) с одного уровня напряжения на другой, временно сохраняя входную энергию и затем высвобождая эту энергию на выходе с другим напряжением. Аккумулирование электрической энергии может осуществляться либо в компонентах хранения магнитного поля (катушки индуктивности, трансформаторы), либо в компонентах хранения электрического поля (конденсаторы).
КПД преобразователей постоянного тока
Электрическая мощность P [Вт] является произведением напряжения U [В] на электрический ток I [A] .
\[P = U \cdot I \tag{1}\]
Если, например, входное напряжение U в = 120 В и максимальный ток I в = 5 А , это даст входную мощность:
\[ P_{in} = 120 \cdot 5 = 600 \text{ Вт} \]
Поскольку электрическая мощность сохраняется ( P вых = P вх ) и считаем, что DC-DC преобразователь не имеет потерь (100 % КПД), для выходного напряжения U вых = 14 В можно рассчитать выходной ток как:
\[ I_{out} = \frac{P_{out}}{U_{out}} = \frac{600}{14} = 42,86 \text{ A} \]
На самом деле будет некоторые потери, связанные с преобразованием и максимальным выходным током, будут меньше рассчитанного для 100 % КПД.
эффективность преобразователя постоянного тока рассчитывается как:
\[\eta \text{ [%]} = \frac{P_{out}}{P_{in}} \cdot 100 \]
Есть несколько типов DC-DC преобразователей.
Наиболее распространенная классификация основана на соотношении между входным и выходным напряжением:
- повышающие преобразователи постоянного тока
- понижающие преобразователи постоянного тока
В повышающем преобразователе постоянного тока , выходное напряжение выше входного. Из-за сохранения мощности (если пренебречь потерями) выходной ток будет меньше входного тока.
Изображение: Принцип работы повышающего преобразователя постоянного тока
Для этого примера эффективность повышающего преобразователя постоянного тока составляет:
\[\eta = \frac{780}{840} \cdot 100 = 92.86 \text{ [%]}\]
В понижающем DC-DC преобразователе выходное напряжение ниже входного. Из-за сохранения мощности (если пренебречь потерями) выходной ток будет выше входного тока.
Изображение: Принцип действия понижающего преобразователя постоянного тока
Для этого примера эффективность понижающего DC-DC преобразователя составляет:
\[\eta = \frac{770}{840} \cdot 100 = 91,67 \text{ [%]}\]
Преобразователи постоянного тока
Существует несколько типов преобразователей постоянного тока.
Простейшей формой преобразователя постоянного тока является линейный преобразователь, также называемый линейным регулятором напряжения .
Линейный стабилизатор напряжения может работать только как понижающий преобразователь постоянного тока, что означает, что он будет только снижать более высокий уровень напряжения. Будучи регулятором, он также гарантирует, что выходное напряжение поддерживается на определенном уровне, даже если выходная нагрузка является переменной.
Более эффективным типом DC-DC преобразователей является переключающий DC-DC преобразователь . Существует несколько топологий переключения DC-DC преобразователей, наиболее распространенная из которых представлена на изображении ниже.
Изображение: Классификация преобразователей постоянного тока
До импульсных преобразователей постоянного тока широко использовались линейные преобразователи. Линейный регулятор напряжения (преобразователь постоянного тока) поставляется в двух основных топологиях: шунтирующий регулятор напряжения и 9Регулятор напряжения серии 0117 .
В стабилизаторах напряжения этого типа транзисторы работают в активной области как зависимые источники тока с относительно большими перепадами напряжения при больших токах, рассеивая большое количество мощности. Из-за высокой рассеиваемой мощности КПД линейного регулятора напряжения обычно низок. Линейные регуляторы, как правило, тяжелые и большие, но имеют преимущество в виде низкого уровня шума и подходят для аудиоприложений.
Изображение: Простой шунтирующий регулятор напряжения | Изображение: Регулятор напряжения простой серии |
В с – напряжение питания (вход)
R 1 – резистор
R 1 – резистор
R 2 – резистор
R 2 2
DZ — стабилитрон
Q — транзистор
Простой шунтирующий регулятор напряжения , называемый просто шунтирующим регулятором, представляет собой тип регулятора напряжения, в котором регулирующий компонент шунтирует ток на землю.
Шунтовой регулятор работает, поддерживая постоянное напряжение на своих клеммах, и потребляет дополнительный ток для поддержания напряжения на электрической нагрузке. Один из наиболее распространенных элементов шунтирующего регулятора содержит простую схему стабилитрона, в которой стабилитрон играет роль шунтирующего элемента.
Простой последовательный регулятор напряжения , также называемый последовательно-пропускным регулятором, является наиболее распространенным подходом для обеспечения конечной стабилизации напряжения в линейном регулируемом источнике питания. Серийный линейный регулятор характеризуется высоким уровнем производительности по выходному напряжению с точки зрения низких пульсаций и шума.
Изображение: Линейный преобразователь постоянного тока
Кредит: Microchip
Линейный преобразователь постоянного тока преобразует только более высокие напряжения в более низкие напряжения. Что касается рассеиваемой мощности, давайте рассмотрим пример.
При входном напряжении 42 В, выходном напряжении 12 В и выходном токе 5 А рассеиваемая мощность P [Вт] рассчитывается как:
\[P = I_{out} \cdot (V_{in} – V_{out}) = 150 Вт\]
Вся рассеиваемая мощность будет преобразована в тепло. Без надлежащего охлаждения линейный преобразователь постоянного тока может перегреться и выйти из строя. По этой причине линейные преобразователи постоянного тока обычно используются для маломощных приложений.
В переключающих DC-DC преобразователях транзисторы работают как переключатели, что означает, что они рассеивают гораздо меньшую мощность, чем транзисторы, работающие как зависимые источники тока. Падение напряжения на транзисторах очень низкое, когда они проводят большой ток, и транзисторы проводят почти нулевой ток, когда падение напряжения на них высокое. Поэтому потери проводимости малы, а эффективность импульсных преобразователей высока, обычно выше 80% или 90%. Однако коммутационные потери снижают КПД на высоких частотах, чем выше частота коммутации, тем выше потери мощности.
Преобразователи постоянного тока переключаемого типа имеют более высокий КПД по сравнению с линейными преобразователями, поскольку они не рассеивают мощность непрерывно.
Изображение: Схема понижающего преобразователя постоянного тока в постоянный Текущий. Он состоит как минимум из четырех компонентов:
- силовой транзистор, используемый в качестве переключающего элемента (S)
- выпрямительный диод (D)
- дроссель (L) в качестве элемента накопления энергии
- фильтрующий конденсатор (C)
Соотношение между входом и выходом voltage, current and power are as follows:
- U out < U in
- I out > I in
- P out = P in – P loss
В электромобилях понижающие преобразователи постоянного тока используются для снижения высокого напряжения основного аккумулятора (например, 400 В) до более низких значений (12–14 В), требуемых вспомогательными системами автомобиля (мультимедиа, навигационная система).
, радио, освещение, датчики и др.).
Изображение: схема повышающего преобразователя постоянного тока
повышающего преобразователя постоянного тока , также называемого повышающим преобразователем постоянного тока, представляет собой силовой преобразователь постоянного тока, который увеличивает выходное напряжение при уменьшении выходного тока. Он содержит те же компоненты, что и понижающий DC-DC преобразователь, но имеет другую топологию.
Связь между входным и выходным напряжением, током и мощностью следующие:
- U OUT > U в
- I Out в
- P в
- P . – P loss
В некоторых гибридных электромобилях (HEV) используются повышающие преобразователи постоянного тока для повышения напряжения от аккумулятора с 202 В до 500 В. Напряжение аккумулятора в гибридном электромобиле применение транспортного средства (HEV) ограничено количеством последовательно соединенных аккумуляторных элементов.
Из-за ограниченного пространства количество ячеек в батареях ограничено, поэтому выходное напряжение также ограничено. Используя повышающие преобразователи постоянного тока, напряжение батареи можно увеличить до более высокого напряжения, необходимого для электрической машины.
Изображение: схема преобразователя Buck-Boost DC-DC (инвертирующая топология)
В DC-DC преобразователях Buck-Boost выходное напряжение всегда меньше входного. С другой стороны, в преобразователях DC-DC Boost выходное напряжение всегда больше, чем входное напряжение. Преобразователь постоянного тока в постоянный Buck-Boost сочетает в себе эти два и может иметь выходное напряжение как выше, так и ниже по сравнению с входным напряжением, в зависимости от коэффициента заполнения, применяемого к переключателю.
Понижающе-повышающий преобразователь постоянного тока с инвертирующей топологией выдает напряжение с противоположной полярностью по сравнению с входным напряжением. Выходное напряжение регулируется функцией скважности переключающего элемента (транзистора).
Изображение: схема преобразователя постоянного тока Ćuk
Преобразователь постоянного тока Ćuk представляет собой еще один тип повышающе-понижающего преобразователя, который выдает ток с нулевой пульсацией. Преобразователь Ćuk можно рассматривать как комбинацию повышающего преобразователя и понижающего преобразователя, имеющую одно коммутационное устройство и общий конденсатор для объединения энергии. Подобно повышающе-понижающему преобразователю с инвертирующей топологией, выходное напряжение неизолированного преобразователя Ćuk обычно инвертируется с более низкими или более высокими значениями по отношению к входному напряжению. Обычно в преобразователях постоянного тока в качестве основного элемента накопления энергии используется индуктор, а в преобразователе Чука основным элементом накопления энергии является конденсатор [8].
Изображение: схема преобразователя постоянного тока SEPIC
Преобразователь постоянного тока с односторонним первичным индуктором (SEPIC) позволяет электрическому потенциалу (напряжению) на его выходе (U из ) быть больше или меньше чем входное напряжение (U в ).
Выход преобразователя постоянного тока SEPIC управляется рабочим циклом переключателя управления (S).
SEPIC состоит из повышающего преобразователя, за которым следует инвертированный повышающе-понижающий преобразователь, поэтому он аналогичен традиционному повышающе-понижающему преобразователю, но имеет преимущества неинвертированного выхода (выход имеет ту же полярность напряжения, что и вход). ), использование последовательного конденсатора для передачи энергии от входа к выходу (и, таким образом, может более изящно реагировать на короткое замыкание на выходе) и возможность полного отключения: когда переключатель S достаточно выключен, выход (U из ) падает до 0 В после довольно сильного кратковременного сброса заряда [9].
Изображение: схема преобразователя постоянного тока Zeta
Подобно топологии преобразователя постоянного тока SEPIC, топология преобразователя постоянного тока Zeta обеспечивает положительное выходное напряжение из входного напряжения, которое изменяется выше и ниже выходного напряжения.
Преобразователь Zeta также нуждается в двух катушках индуктивности и последовательном конденсаторе, который иногда называют летающим конденсатором. В отличие от преобразователя SEPIC, который сконфигурирован со стандартным повышающим преобразователем, преобразователь Zeta сконфигурирован из понижающего контроллера, который управляет полевым транзистором на основе PMOS высокого плеча. Преобразователь Zeta — еще один вариант регулирования нерегулируемого источника входного питания [10].
В преобразователе постоянного тока переключающие устройства (S) должны размыкать и замыкать электрическую цепь. Следовательно, они выполняют две роли: как электрический проводник для замыкания цепи, а также как электрический изолятор для разрыва/размыкания цепи. Эта двойная функция определяет, что такое полупроводник: устройство, способное эффективно проводить ток, а также блокировать его.
Полупроводники оцениваются по максимальному напряжению, которое они могут выдержать и при этом вести себя как изолятор, и максимальному току, который может проходить через них, не повреждая устройство.
Максимально допустимый ток зависит не только от номинала модуля, но и от тепловых свойств полупроводника. Таким образом, в зависимости от упаковки силового модуля, а также используемого радиатора, максимально допустимый ток может различаться для одного и того же устройства.
Для автомобильного применения преобразователь постоянного тока должен соответствовать нескольким конструктивным требованиям, таким как:
- малый вес
- высокая эффективность
- небольшой объем
- подавление электромагнитных помех
- низкая пульсация выходного тока
мы собираемся обсудить режимы работы преобразователей постоянного тока, вывести их математические модели и выполнить моделирование с использованием Scilab/Xcos.
Каталожные номера :
[1] Али Эмади, Advanced Electric Drive Vehicles, CRC Press Taylor & Francis Group, 2015.
[2] Сереф Сойлу, Моделирование и моделирование электромобилей, IntechOpen, 2011.
[3] Бранко Л. Докич, Бранко Блануша, Преобразователи и регуляторы силовой электроники, 3-е издание, Springer, 2015.
[4] Мариан К. Казимерчук, Преобразователи постоянного тока в постоянный с широтно-импульсной модуляцией, 2-е издание, Wiley, 2016. Силовые электронные преобразователи — интерактивное моделирование с использованием Simulink, CRC Press, 2018.
[6] Седдик Бача и др. Моделирование и управление силовыми электронными преобразователями с помощью тематических исследований, Springer, 2014.
[7] Эрик Шальц, Проектирование и моделирование электромобилей, IntechOpen, 2011.
[8] https://en .wikipedia.org/wiki/%C4%86uk_converter
[9] https://en.wikipedia.org/wiki/Single-ended_primary-inductor_converter
[10] Джефф Фалин, Проектирование преобразователей постоянного тока в постоянный на основе топологии ZETA, Техас Instruments, 2010.
: 1
Техническая спецификация
: 1
: 5
3
. 9046.
: 1
Техническая спецификация
: 1
23V~ 34 В 1,2 В~12 В 300 мА 150 кГц SOT-23-5 Преобразователи постоянного тока ROHS
0
Техническая спецификация
: 1
Техническая спецификация
: 1
