Преобразователи напряжения схемы. Преобразователи напряжения: виды, особенности и применение

Какие бывают виды преобразователей напряжения. Чем они отличаются от других способов преобразования напряжения. Как правильно выбрать преобразователь напряжения для конкретной задачи.

Основные виды преобразователей напряжения

Существует несколько основных типов преобразователей напряжения:

• Понижающие преобразователи — снижают входное напряжение до более низкого выходного
• Повышающие преобразователи — повышают входное напряжение до более высокого выходного
• Инвертирующие преобразователи — меняют полярность входного напряжения на противоположную
• Преобразователи с гальванической развязкой — обеспечивают электрическую изоляцию входа и выхода

Выбор конкретного типа зависит от требуемых входных и выходных параметров, а также особенностей применения.

Преимущества преобразователей напряжения

Преобразователи напряжения имеют ряд важных преимуществ по сравнению с другими способами преобразования напряжения:

• Высокий КПД — до 95% и выше
• Возможность как понижения, так и повышения напряжения
• Стабильность выходного напряжения при изменении входного
• Компактные размеры и малый вес
• Широкий диапазон входных и выходных напряжений

Эти преимущества делают преобразователи напряжения оптимальным выбором для многих применений в электронике и электротехнике.

Области применения преобразователей напряжения

Преобразователи напряжения находят широкое применение в различных областях:

• Бытовая электроника (телевизоры, компьютеры, зарядные устройства)
• Промышленная автоматика и управление
• Телекоммуникационное оборудование
• Светодиодное освещение
• Автомобильная электроника
• Возобновляемая энергетика (солнечные и ветряные установки)
• Медицинское оборудование

В этих и многих других областях преобразователи напряжения позволяют эффективно согласовать различные уровни напряжений.

Как выбрать подходящий преобразователь напряжения

При выборе преобразователя напряжения необходимо учитывать следующие ключевые параметры:

• Диапазон входных и выходных напряжений
• Максимальный выходной ток
• КПД преобразования
• Уровень пульсаций выходного напряжения
• Диапазон рабочих температур
• Габаритные размеры
• Наличие защит (от КЗ, перегрева и т.д.)

Правильный выбор преобразователя с учетом этих параметров обеспечит оптимальную работу в конкретном применении.

Особенности работы понижающих преобразователей

Понижающие преобразователи (buck converters) являются одним из самых распространенных типов импульсных преобразователей. Они позволяют получить выходное напряжение ниже входного.

Принцип работы понижающего преобразователя основан на периодическом подключении и отключении входного напряжения к выходу через ключевой элемент (транзистор). За счет накопления энергии в индуктивности и емкости выходное напряжение поддерживается на заданном уровне.

Основные преимущества понижающих преобразователей:

• Высокий КПД (до 95% и выше)
• Малые габариты
• Возможность получения стабильного выходного напряжения

Понижающие преобразователи широко применяются для питания маломощной электроники от более высоковольтных источников.

Повышающие преобразователи: принцип действия и применение

Повышающие преобразователи (boost converters) позволяют получить выходное напряжение выше входного. Их принцип работы основан на накоплении энергии в индуктивности при замкнутом ключе и передаче этой энергии в нагрузку при разомкнутом ключе.

Ключевые особенности повышающих преобразователей:

• Возможность значительного повышения напряжения (в 5-10 раз и более)
• Высокий КПД при правильном проектировании
• Простота схемотехники

Повышающие преобразователи применяются в следующих областях:

• Питание светодиодных драйверов
• Зарядные устройства для аккумуляторов
• Источники бесперебойного питания
• Солнечные инверторы

Правильный выбор компонентов критически важен для эффективной работы повышающего преобразователя.

Преобразователи с гальванической развязкой: особенности и применение

Преобразователи с гальванической развязкой обеспечивают электрическую изоляцию между входными и выходными цепями. Это достигается за счет использования трансформатора в составе преобразователя.

Основные преимущества таких преобразователей:

• Защита от пробоя высоким напряжением
• Устранение паразитных связей и наводок
• Возможность получения нескольких гальванически развязанных выходов

Области применения преобразователей с гальванической развязкой:

• Медицинское оборудование
• Измерительная техника
• Телекоммуникационные системы
• Промышленные контроллеры

Несмотря на более сложную конструкцию, преобразователи с гальванической развязкой незаменимы во многих ответственных применениях.

Схема мощного высоковольтного преобразователя напряжения с высоким КПД

Как сделать высоковольтный DC-DC преобразователь своими руками?
Посвящается тем, кто в высоком напряжении находит не только минусы, но и плюсы

Высоковольтный преобразователь напряжения предназначен для получения от низковольтного источника высокого напряжения (до десятков тысяч вольт) постоянного или переменного тока.
Основное требование, определяющее принцип работы таких преобразователей – это возможность эффективно передать на выход полезную мощность, обеспечив максимальное значение КПД.

Однотактные преобразователи позволяют с минимальными затратами получать высокие выходные напряжения, но при условии относительно небольшой мощности в нагрузке. Причина – довольно низкий КПД однотактных устройств. Для начала, в качестве примера приведу простейшую схему модуля высоковольтного преобразователя, выпускаемого нашими непритязательными китайскими друзьями.

Рис.1 Простейший высоковольтный преобразователь напряжения

Первичная обмотка находится под вторичной. Она намотана на ферритовом стержне с высокой магнитной проницаемостью и содержит несколько витков 0,8…1 мм провода. Количество витков вторичной обмотки – несколько тысяч. Без нагрузки схема потребляет от источника питания значительный ток (2…3А). Это является следствием затянутых фронтов на затворе транзистора (из-за его большой ёмкости в совокупности с высоким выходным сопротивлением NE555), а также низкой индуктивности первичной обмотки трансформатора. Конечно, при таком трансформаторе никаких 20 000 вольт схема не выдаст, максимум – 3…4 кВ при мощности в несколько ватт.

Вывод – в данном исполнении к покупке и повторению НЕ РЕКОМЕНДУЕТСЯ! Однако в случае использования строчного трансформатора для ЭЛТ со встроенной схемой умножителя и резонансного конденсатора в его первичной обмотке всё ж таки удаётся получить искомые 20 кВ. Именно такую схему мы рассмотрели на странице – Ссылка на страницу.

Несколько лучшими мощностными характеристиками будет обладать двухтактный преобразователь, выполненный по схеме симметричного индуктивного мультивибратора. Эта схема на удивление популярна среди шокеростроителей разных мастей и является основой знаменитого «злого шокера» от lamazoid-а, а также множества других разработок по схожим мотивам.
А теперь, давайте, взглянем на схему такого преобразователя с номиналами элементов и замерами потребления тока, проведённых участниками одного из HV форумов: Aleksandr_Sokolov и urez83.

Рис.2 Двухтактный высоковольтный преобразователь напряжения

Главным недостатком подобных схем являются:
1. Крайне высокое потребление тока (и соответственно низкий КПД) преобразователя, связанное с продолжительной работой ключевых транзисторов в линейном режиме, а также
2. Неполное использование напряжения источника питания.

Слегка модифицированная версия – драйвер Mazilli ZVS Flyback, подробно описанный нами на странице – ссылка на страницу , хоть и уменьшает указанные недостатки, но далеко не полностью.

Описанный ниже повышающий двухтактный преобразователь выполнен на распространённых цифровых элементах и имеет КПД, превышающий 90%. При этом он эффективно и в полном объёме использует напряжение источника питания, что по сравнению с драйвером Mazilli ZVS Flyback, даёт возможность ощутимо уменьшить количество витков вторичной обмотки трансформатора.

Рис.3 Мощный двухтактный высоковольтный преобразователь напряжения с высоким КПД

Задающий генератор выполнен на элементе DD1.1. Форма его выходного сигнала близка к меандру, а частота 30 кГц устанавливается подбором (при необходимости) номинала конденсатора С1.

Цепочки D1, R3, C3 и D2, R2, C2 – формируют задержку (Dead Time) переключения выходных транзисторов Т5, Т6 (около 4 мкс), гарантирующую, что транзистор одного плеча начнёт открываться только после того, как транзистор другого плеча будет полностью закрыт.

Противофазные сигналы, идущие с выходов DD1.3 и DD1.4, усиливаются по току каскадами Т1, Т2 и Т3, Т4 и далее поступают на затворы мощных выходных транзисторов, имеющих значительные входные ёмкости (около 3000 пФ). Данные каскады необходимы для получения управляющих импульсов с крутыми фронтами, что способствует быстрому переключению транзисторов и, в свою очередь, повышению КПД устройства.

Параметры преобразователя чувствительны к величинам индуктивностей первичных обмоток трансформатора. Оптимальные характеристики соответствуют индуктивностям 20…30 мкГн. При меньших значениях снижается КПД преобразователя, при больших – падает мощность.

При применении указанных на схеме элементов, частоте тактового генератора 30 кГц и индуктивности первичных обмоток 20 мкГн, выходная мощность преобразователя составляет около 300 Вт, а ток потребления без нагрузки – 500 мА. При 30 мкГн потребление снижается до 300 мА.
Мощность преобразователя можно увеличить путём выбора более мощных выходных транзисторов либо путём параллельного включения пар полевиков указанного типа.

В этом случае во избежание ухудшения КПД необходимо удвоить номиналы конденсаторов С2, С3.

Конденсатор С8 предназначен для ограничения тока выходных транзисторов при кратковременном коротком замыкании на выходе. При номинале, указанном на схеме, ток транзисторов при КЗ не превысит 30А.

Элементы R5, C4, R7, R8 служат для исключения сквозных токов через выходные транзисторы в момент подачи напряжения.
Если преобразователь планируется использовать в качестве драйвера для получения напряжений в десятки киловольт, то параллельно R7, R8 следует подключить защитные стабилитроны на 15…18 В.

Трансформатор намотан на тороидальном ферритовом сердечнике EPCOS R 29,5×19,0×14,9 №87 с габаритной мощностью 297 Вт. Число витков указано на схеме. Поскольку данный преобразователь может использоваться для формирования широкого диапазона выходных напряжений: от десятков вольт до десятка киловольт, то уделять внимание подробному описанию конструкции трансформатора особого смысла не имеет.
Для высоковольтных целей прекрасно подойдёт и фабричный строчный трансформатор от электронно-лучевых трубок телевизоров, и трансформатор, выполненный на броневом сердечнике. Для меньших напряжений оптимальным выбором будет импульсный трансформатор на ферритовом кольце, методику расчёта которого мы подробно рассмотрели на странице – ссылка на страницу. Важно понимать, что наличие зазора в сердечниках для двухтактных преобразователей не только не приносит пользы, но и вредно из-за снижения его магнитной проницаемости, а соответственно, и индуктивности первичных обмоток, что неизбежно приводит к снижению параметра КПД.

Допустимые напряжения диодов выпрямителя и конденсатора С8 должны в 1,5 раза превышать максимальное выходное напряжение, С9 – как минимум, быть не ниже. Также необходимо следить за тем, чтобы частотный диапазон выпрямительных диодов укладывался в частоту тактового генератора. Если диоды могут работать только до 20 кГц, то и частоту генератора тоже необходимо понизить до этого значения, а индуктивность первичных обмоток рассчитывать исходя из значений 30. ..40 мкГн.

ВНИМАНИЕ!!! Работа с высоким напряжением крайне опасна для жизни и здоровья организма.
Поэтому Vpayaem.ru настоятельно не рекомендует практиковаться в этой области при отсутствии специальных знаний и соответствующего опыта. Вся информация, размещённая на этой странице, предназначена исключительно для ознакомительных целей – помните об этом, уважаемые господа и барышни, и не говорите, что вас не предупреждали!

 

Преобразователи напряжения (инверторы) и фотореле

Преобразователи напряжения на транзисторах предназначены для получения высоких напряжений от низковольтных батарей и аккумуляторов. Они отличаются от умформеров и вибропреобразователей более высокой экономичностью, меньшим весом и небольшими габаритами.

Отсутствие подвижных механических деталей; щеток, контактов, коллекторов — делает преобразователи на транзисторах исключительно надежными устройствами, практически не требующими ухода в процессе эксплуатации.

Маломощный преобразователь напряжения

Преобразователь напряжения, принципиальная схема которого приведена на рис. 1, предназначен для питания радиоустройств, потребляющих ток порядка 60 ма при напряжении 300 в.

Принцип действия преобразователя следующий. При включении питания начинает работать двухтактный блокинг-генератор (транзисторы Т1, Т2), в результате чего на обмотке III трансформатора Тр1 получается переменное напряжение, частота которого определяется частотой блокинг-генератора.

Это напряжение подается на выпрямитель, собранный по двухполупериодной схеме удвоения на двух диодах Д2, Д3 Выпрямленное напряжение снимается с конденсаторов С3, С4, соединенных последовательно, и через двухзвенный фильтр Др3, С5; Др4, С6 поступает на гнезда ±300 в.

Рис. 1. Схема преобразователя напряжения для получения 300В, 60мА.

Для улучшения условий запуска преобразователя под нагрузкой в схему внесена асимметрия, которая осуществляется резистором R2.

Диод  Д1 служит для защиты транзисторов при неправильном подключении полярности источников питания. Резистором R1 обеспечивается наиболее выгодный режим работы преобразователя.

Для того, чтобы уменьшить уровень помех, создаваемых преобразователем, он заключен в стальной кожух, а входная и выходная цепи преобразователя защищены фильтрами, состоящими из высокочастотных дросселей Др1—Др4 и конденсаторов С1, С2, С5, С6.

Трансформатор Тр1 выполнен на сердечнике из пластин Ш12, толщина пластины 0,3 мм, толщина набора 16 мм. Обмотка I содержит 7+7 витков провода ПЭЛ 0,5, обмотка II — 30 + 30 витков провода ПЭЛ 1,0, обмотка III — 600 витков провода ПЭЛ 0,2. Первой на каркас наматывают обмотку I, затем обмотку II и сверху — обмотку III Намотка ведется виток к витку с прокладкой между слоями парафинированной бумаги.

Высокочастотные дроссели Др1, Др4 намотаны проводом ПЭЛ 1,2 и имеют по 30 витков. Намотка однослойная, бескаркасная, диаметр витка 8 мм.

Низкочастотные дроссели Др2, ДрЗ фильтров выпрямителя намотаны на сердечниках из пластин Ш10, толщина набора 10 мм, зазор 0,1— 0,2 мм. Обмотки намотаны проводом ПЭЛ 1,0 и ПЭЛ 0,2 соответственно до полного заполнения каркаса.

Преобразователь смонтирован на шасси размером 200X135 мм, изготовленном из мягкой стали толщиной 2 мм. Для лучшего охлаждения транзисторов Т1 и Т2 используют радиаторы, которые изготавливают из красной меди ’толщиной 2— 3 мм. Общий вид преобразователя приведен на рис. 2. Шасси крепится к передней панели тремя винтами.

Рис. 2. Конструкция преобразователя.

Учитывая, что при работе преобразователя сердечник трансформатора нагревается до температуры 50— 60° С, его следует крепить подальше от места установки транзисторов.

Схема, как правило, налаживания не требует. Нужно только резистором R1 установить оптимальный режим работы преобразователя, при котором обеспечивается к. п. д. порядка 70%. Центральным радиоклубом подобные преобразователи в течение нескольких лет применялись для питания передающих устройств при проведении соревнований «Охота на лис».

Универсальный преобразователь напряжения

Радиолюбитель Г. Коропец предложил схему преобразователя напряжения (рис. 3), позволяющего преобразовать постоянное напряжение 6 в в переменное (127 в, 30 в) и наоборот, переменное напряжение 127 в или 30 в —  в постоянное 6 в. Подобный преобразователь вместе с аккумулятором (например, ЗСЦ-11) представляет собой достаточно портативный источник питания.

При мощности преобразователя 15 ва, от него напряжением 127 в можно питать электробритву, фотовспышку и другие маломощные устройства.

Рис. 3. Схема универсального преобразователя напряжения +6В в 127В и 30В.

В положении 1 переключателя В1 устройство преобразует постоянное напряжение (Гн5, Гн6) в переменное (Гн1, Гн2 или ГнЗ, Гн4). При этом транзисторы Т1, Т2 и трансформатор Тр1 образуют блокинг-генератор, частота которого в пределах 50— 100 гц может устанавливаться конденсаторами C1, С2. Резисторы R1, R2 определяют смещение на базах транзисторов.

Если переключатель В1 установить в положение 2, устройство работает в качестве обычного выпрямителя, собранного по двухполупериодной схеме. В качестве вентилей используются коллекторно-базовые переходы транзисторов Т1, Т2. Выпрямленное напряжение — 6 в снимается с гнезд Гн5, Гн6.

От этого напряжения можно заряжать аккумулятор, входящий в комплект преобразователя. Зарядный ток в процессе заряда меняется от 3 до 0,5 а. Сеть переменного тока 127 в в этом случае присоединяют к гнездам Гн1, Гн2.

Переменным резистором R3 в небольших пределах можно изменять величину зарядного тока и переменного напряжения (при работе устройства в режиме преобразователя).

Трансформатор Тр1 собран на сердечнике Ш20Х25. Обмотки содержат: I — 2X42 витка провода ПЭВ-1 0,86; 11 — 890 витков провода ПЭВ-1 0,25; 111 — 2ХІ0 витков провода ПЭВ-1 0,25 и IV — 210 витков провода ПЭВ-1 0,41. Число витков обмотки 111 рекомендуется подобрать опытным путем.

В схемах рис. 1 и 2 можно использовать любые транзисторы средней мощности типа П4, П216В, П217В и др.

Фотоэлектрическое релейное устройство

На рис. 4 приведена схема фотоэлектрического релейного устройства, разработанного радиолюбителями Ф. Болсун, Ф. Торбииым, Н. Селезневым (г. Гомель). Это реле предназначено для бесконтактного управления различными механизмами и срабатывает, когда луч света падает на фотодиод. Такие установки могут быть также использованы для автоматического открывания дверей, подсчета штучных изделий, управления- освещением и других целей.

Достоинством подобного реле являются малые размеры датчика, экономичность по питанию и надежность действия.

Основные части устройства: фотодиод типа ФД-1, двухкаскадный усилитель на транзисторах, электромагнитное реле Р1 типа МКУ-48 и выпрямитель.

Рис. 4. Фотоэлектрическое релейное устройство — схема.

Предварительный каскад усиления собран на транзисторе Т1 и работает в режиме эмиттерного повторителя. Фотодиод ФД-1 и последовательно соединенный с ним резистор R2, который служит для ограничения величины тока через диод, включены в цепь базы. Через эту цепь осуществляется управление коллекторным током транзистора Т1.

Для уменьшения величины коллекторного тока при затемненном диоде на базу транзистора Т1 подается положительное смещение +1 в, снимаемое с части делителя R5, R6 (с резистора R6), являющегося нагрузкой специального выпрямителя смещения. Резистор R3, включенный в цепи коллектора, обеспечивает необходимый режим работы второго каскада усиления.

Резистор R4 служит сопротивлением нагрузки эммитерного повторителя.

Второй, оконечный каскад усиления собран на транзисторе Т2. Его нагрузкой служит реле МКУ-48 напряжением 12 в (паспорт Ш.171.90.90) с облегченным якорем.

При затемненном фотодиоде коллекторный ток транзистора Т2 должен иметь минимальное значение. Это достигается подачей на его базу положительного смещения +1 в, снимаемого с резистора R5.

В исходном состоянии схемы через фотодиод и цепь базы протекает ток порядка 30 мка. Транзистор Т1 практически закрыт положительным смещением. Так как на резисторе R4 падение напряжения в этом случае отсутствует, то оказывается запертым и транзистор Т2, а следовательно, реле Р1 оказывается обесточенным.

В случае попадания светового потока на фотодиод его сопротивление резко уменьшается и в цепи базы транзистора 77 ток увеличивается до 150 мка, а в цепи коллектора — до 4,5 ма. Учитывая, что этот ток в основном протекает через промежуток эмиттер — база транзистора Т2, последний отпирается и ток в цепи его коллектора, а следовательно, и через реле Р1 увеличивается. В этом режиме реле Р1 срабатывает и своими контактами замыкает соответствующие исполнительные цепи При прекращении действия света на фотодиод фотоэлектрическое релейное устройство приходит в первоначальное положение и исполнительные цепи размыкаются.

Фотоэлектрическое устройство, описанное выше, может работать и в режиме прерывания луча света. В этом случае его можно использовать в качестве «электронного сторожа», для автоматического включения эскалаторов, в качестве блокирующего прибора от несчастных случаев и т. д.

Питание прибора осуществляется от сети переменного тока с помощью двух выпрямителей, из которых один (12 в) служит для питания коллекторных цепей, а другой (2 в) — для получения необходимого смещения.

Трансформатор Тр1 намотай на сердечнике УШ-19, толщина набора 30 мм (от приемника «Казаиь-57»), Обмотка 1 содержит 1397 + 1023 витков провода ПЭЛ 0,2, обмотка 11— 150 витков такого же провода, обмотка 111 —  20 витков провода ПЭЛ 0,1.

Источник: С. Л. Матлин — Радиосхемы (пособие для радиокружков), 1974г.

Fsect4.PDF

%PDF-1.6 % 3 0 объект > эндообъект 105 0 объект [/КалГрей>] эндообъект 106 0 объект [/КалРГБ>] эндообъект 107 0 объект >поток приложение/pdf

Неизвестно

Fsect4.PDF

29 июля 1998 г., среда, 1:01:09 PMAcrobat PDFWriter 3.0 для WindowsMicrosoft Word 2012-06-12T12:48:12-04:002012-06-12T12:48:12-04:00uuid:57a21a6c-d787-4a74-b8c2 -8c4e46d02a7auuid:4b87336f-6f39-4491-86ec-995b34114f63 конечный поток эндообъект 108 0 объект > эндообъект 104 0 объект > эндообъект 5 0 объект > эндообъект 44 0 объект > эндообъект 65 0 объект > эндообъект 84 0 объект > эндообъект 83 0 объект >/Тип/Страница>> эндообъект 88 0 объект >/ProcSet 2 0 R>>/Тип/Страница>> эндообъект 91 0 объект >/ProcSet 2 0 R>>/Тип/Страница>> эндообъект 92 0 объект >поток ѐ`. q] р+9

Преобразователь постоянного напряжения – как правильно выбрать?

Преобразователь постоянного напряжения – как правильно выбрать?

2021-02-12

Каждое электронное устройство требует подходящего источника питания. В большинстве случаев мы просто вставляем вилку в розетку. Стоит, однако, отметить, что устройств, питающихся переменным напряжением 230В, доступным из розетки, очень мало, тогда как гораздо чаще требуется постоянное напряжение с гораздо более низким электрическим потенциалом. Для подачи такого напряжения производители проектируют соответствующие, часто очень протяженные секции питания, либо оснащают свои устройства портом, к которому можно воткнуть разъем стандартного штекерного блока питания. Также может случиться так, что для корректной работы устройства потребуется несколько напряжений с разными значениями. В этом случае разработчикам приходится соответствующим образом снижать, а иногда и повышать входное напряжение.

Три способа подачи питания: преобразователь напряжения, делитель напряжения, линейный стабилизатор

В основном существует три способа подачи питания: блок питания может быть основан на делителе напряжения, линейном стабилизаторе или преобразователе напряжения. Каждый из этих методов может быть применен для понижения напряжения, но только преобразователи позволяют повысить напряжение.

Делитель напряжения

Первый метод реализации блока питания, с которым вы можете столкнуться, основан на использовании делителя напряжения. Работа такой схемы основана на законе Ома и напряжении на отдельных резисторах. Манипулируя их значением, можно получить на выходе напряжение любого значения, но оно будет ниже входного напряжения. Однако такой способ питания устройства имеет некоторые недостатки. Первый из них – КПД по току – 9Делитель напряжения 0026 выполнен из резисторов, мощность которых обычно очень мала. Любой более высокий ток вызовет очень быстрое сгорание резисторов. Конечно, можно использовать и более мощные резисторы, но это значительно удорожает такую ​​схему. Еще одним существенным недостатком является то, что делитель всегда проектируется с учетом определенного входного напряжения. При его увеличении или уменьшении выходное напряжение также изменится.

 

Схема простого делителя напряжения.

Линейные стабилизаторы

Линейные стабилизаторы — еще одно решение для снижения входного напряжения. Выпускаемые в основном в виде компонентов с тремя ножками, они достаточно распространены в бытовой электронике. Их задача очень проста — поддерживать постоянное значение напряжения на выходе независимо от входного напряжения. Конечно, следует помнить, что входное напряжение должно быть выше выходного. Компоненты этого типа отличаются низкой ценой, но имеют проблему отвода тепла. Любые 9Линейный стабилизатор 0026 должен преобразовывать разницу между входным напряжением и требуемым выходным напряжением в тепловую энергию. Это приводит к тому, что даже при малых токах компонент очень быстро нагревается, из-за чего приходится использовать дополнительные радиаторы, что, естественно, выливается в более высокие затраты.

 

Линейный стабилизатор:
L7805ACV

Преобразователи напряжения

0026 преобразователь напряжения . Он состоит из нескольких основных компонентов: катушки, переключающего транзистора, конденсаторов, резисторов и кремниевого диода. Как видите, преобразователь напряжения — гораздо более сложное устройство, по сравнению с ранее представленными решениями. Они бывают нескольких вариантов и могут как увеличивать, так и уменьшать выходное напряжение по отношению к входному напряжению.

Преобразователь напряжения: OKY3497-5

Почему стоит выбрать преобразователь напряжения?

Преобразователи напряжения характеризуются одной характеристикой, полезной в процессе проектирования электронных устройств, а именно эффективностью. Как вы уже знаете, довольно большим недостатком линейных стабилизаторов являются потери мощности. В этом отношении преобразователи намного экономичнее. Каждый преобразователь напряжения имеет параметр, определяемый как КПД, который выражается в процентах и ​​относится к отношению выходной мощности к мощности, потребляемой от источника. Другими словами, если устройство имеет уровень эффективности 80%, это означает, что 20% мощности теряется в виде тепла, рассеиваемого в основном транзистором и катушкой. Однако важно знать, что КПД не является постоянной величиной и зависит от условий работы преобразователя, в основном от напряжения питания, выходного напряжения и тока нагрузки.

Помимо преимуществ преобразователи напряжения имеют и недостаток, т.е. помехи. Из-за их конструкции и принципа действия выходное напряжение инвертора не является абсолютно постоянным. Это может быть проблемой, если нам нужно запитать схему, для которой требуется идеально постоянное напряжение. В таком случае необходимо поставить на выходе преобразователя RC-фильтр .

Благодаря своим компактным размерам и высокому КПД преобразователи напряжения можно использовать практически везде. При проектировании любого устройства стоит выбирать этот тип компонента.

Преобразователь напряжения – как он работает?

Преобразователь напряжения представляет собой импульсный элемент, который, говоря простым языком, снижает напряжение путем его включения (попеременного включения и выключения). Этот процесс настолько быстр, что не мешает работе питаемого устройства или системы. Элементом, управляющим переключением в преобразователях постоянного тока, обычно является полевой МОП-транзистор . Однако, чтобы на выходе устройства появилось постоянное напряжение, необходимы дополнительные элементы, такие как конденсаторы и дроссель (дроссель). В то время как конденсаторы здесь играют только роль фильтров, индуктивный элемент имеет задачу накапливать энергию во время работы устройства, чтобы потом вернуть ее. Кроме того, в схему преобразователя необходимо поместить кремниевый диод, контролирующий направление протекающего тока.

Преобразователь напряжения: типы

На рынке доступно несколько типов преобразователей напряжения , самые популярные из них:

• понижающий (понижающий) преобразователь – снижает напряжение,
• повышающий (повышающий) преобразователь – повышает напряжение,
• повышающий/понижающий (SEPIC) преобразователь – уменьшает или увеличивает выходное напряжение.

Преобразователь напряжения: OKY3497-4

Кроме того, существуют и другие конструкции, наиболее интересными из которых являются:

• прямой преобразователь – тип преобразователя DC/DC на основе трансформатора. Это элемент с одним переключателем – энергия, полученная от источника, передается на выход в режиме реального времени. Благодаря использованию трансформатора прямоходовой преобразователь позволяет осуществлять гальваническую развязку входа и выхода. Прямые преобразователи используются в импульсных источниках питания с выходной мощностью менее нескольких сотен ватт и в инверторных сварочных аппаратах.
• Обратноходовой преобразователь – тип преобразователя постоянного тока, который также использует гальваническую развязку входа и выхода. Это двухключевое устройство, в первой фазе энергия накапливается в магнитном поле катушки и возвращается во второй фазе. Системы этого типа используются в основном в маломощных импульсных источниках питания.

Преобразователь напряжения: на что следует обратить внимание при выборе?

Выбор подходящего преобразователя зависит главным образом от того, какое устройство вы проектируете. Если вы хотите спроектировать небольшое портативное устройство, стоит рассмотреть миниатюрные преобразователи. Для более крупного оборудования можно использовать преобразователи больших размеров со встроенным радиатором для облегчения отвода тепла.