DC įtampos keitikliai

Kalbant apie elektros energijos konvertavimą, galima prisiminti įvairius transformatorius, generatorius, maitinimo šaltinius įvairiems buitiniams prietaisams, elektroninių prietaisų įkroviklius, suvirinimo inverterius ir net atomines elektrines. Visais atvejais elektros energijos transformacija įvyksta viena ar kita forma. Galima sakyti, kad kasdieniame gyvenime mus supa įvairių tipų elektros keitikliai ir sunku įsivaizduoti visišką jų nebuvimą šiuolaikiniame pasaulyje.

DC/DC keitikliai ypač paplito per pastaruosius dvidešimt metų. Taip yra dėl sparčios puslaidininkių pramonės ir apskritai elektronikos plėtros.

Aukšto dažnio impulsinius keitiklius iš rinkos beveik išstūmė žemo dažnio transformatoriniai maitinimo šaltiniai, kurių dabar galima rasti tik senuose televizoriuose ir kituose senoviniuose įrenginiuose arba kai kuriuose šiuolaikiniuose garso stiprintuvuose.

Aukšto dažnio transformatorius (arba droselis) yra daug mažesnio dydžio nei žemo dažnio geležies transformatorius, skirtas veikti iš 50-60 Hz tinklo, todėl perjungimo maitinimo šaltiniai yra tokie kompaktiški.Vienaip ar kitaip, DC / DC keitiklių konstrukcijoje vis dar yra transformatorius (arba droselis), tačiau tai nėra toks sunkus ir triukšmingas transformatorius.

Šiuolaikinių DC-DC keitiklių (būtent vadinamųjų nuolatinės srovės į nuolatinės srovės keitiklių) asortimentas yra gana platus. Pažvelkime atidžiau, kas tiksliai yra DC-DC keitikliai.

1. Miniatiūrinis reguliuojamas keitiklis

Šis mažas 43 mm x 21 mm keitiklis ir panašūs modeliai Kinijos rinkose kainuoja 1 USD ar daugiau. Šiame egzemplioriuje veikia LM2596 lustas, o jo išvesties parametrus galima reguliuoti. Įvesties įtampa yra nuo 4,5 iki 40 voltų, o išėjime gaunama 1,3-35 voltų nuolatinė įtampa.

Maksimali srovė, kurią galima gauti iš šio keitiklio, yra 3 amperai, tačiau tokiu atveju reikalingas radiatorius, jei keitiklis naudojamas be radiatoriaus, vidutinė srovė neturi viršyti 2 amperų. Tokio keitiklio efektyvumas gali siekti 92%.

Šis keitiklis surinktas pagal buck konverterio topologiją ir visi pagrindiniai jo komponentai matomi lentoje: įvesties ir išvesties kondensatoriai, uždusimas, Schottky diodas, reguliavimo rezistorius ir pati mikroschema pakuotėje TO-263-5. Aukščiau pateiktoje schemoje nerodomas apdailos rezistorius, tačiau plokštėje jis yra.

Be šio rezistoriaus grandinė neduos daugiau nei 5 voltų išėjime, tačiau jei grįžtamasis ryšys pašalinamas ne tiesiai iš filtro išėjimo kondensatoriaus, o per įtampos daliklį, kuris ką tik čia buvo surinktas naudojant šį reguliavimo rezistorių, gali žymiai išplėsti išėjimo įtampos diapazoną, kaip įdiegta šioje plokštėje.

Šių keitiklių apimtį riboja tik kūrėjo vaizduotė. Čia galite maitinti šviesos diodus ir įkrauti įvairius nešiojamus įrenginius ir dar daugiau.

Taip pat yra tokio tipo stiprinimo keitiklių, pagamintų pagal didėjančio (stiprinančio) keitiklio topologiją.

Aukščiau pateiktame paveikslėlyje (raudona lenta) yra reguliuojamas padidinimo keitiklis, kurio maksimali galia yra iki 150 vatų (reikalingas papildomas aušinimas), kurio įėjimas gali būti maitinamas nuo 10 iki 30 voltų, o išėjime - nuo 12 iki 35 voltų.

Kaip ir ankstesniame pavyzdyje, šio keitiklio išėjime yra reguliavimo rezistorius, kuris yra atsakingas už norimos išėjimo įtampos vertės gavimą. Valdymo lustas yra plokštės gale. Pačios plokštės matmenys 65mm x 35mm. Tokio keitiklio kaina yra 3 kartus didesnė nei ankstesniame pavyzdyje.

2. Neperšlampamas maitinimo šaltinis

Šis maitinimo šaltinis turi tvirtą, vandeniui atsparų, lietinį korpusą, užpildytą epoksidine derva, todėl jį galima naudoti tiek transportuojant, tiek su bet kokia kita įranga, kur reikalingas patikimumas ir saugumas. Inverteris turi apsaugą nuo viršįtampio, viršįtampio, trumpojo jungimo ir perkrovos.

Įvairių modelių įvesties įtampos diapazonas yra labai platus ir šiame pavyzdyje nuo 9 iki 24 voltų, o išėjimo įtampa yra 24 voltai, o maksimali srovė yra 5 amperai (šiame pavyzdyje). Dėžutės dydis nuotraukoje 75mm x 75mm, aukštis 31mm. Tokių keitiklių kaina yra apie 10 - 50 dolerių, priklausomai nuo talpos.

Šio tipo keitikliai gaminami galiai nuo 15 iki 360 vatų, įėjimo įtampai iki 60 voltų ir išėjimo įtampai nuo 5 iki 48 voltų. Jie taip pat gana paplitę daugelyje rinkų.

3. Įjunkite nuolatinės srovės maitinimą į korpusą

Paprastai šie maitinimo šaltiniai gaminami pagal „flyback“, „push-pull“ arba „pusiau tilto“ perjungimo grandinę. Jie galimi nuo 19 iki 72 voltų ir aukštesnei įvesties įtampai, o išėjimas paprastai yra nuo 5 iki 24 voltų. Šio tipo keitiklių galia gali siekti 1000 vatų. Korpuso dydžiai nuo 78 mm x 51 mm x 28 mm iki 295 mm x 127 mm x 41 mm.

Šiuos maitinimo šaltinius galima įsigyti iš daugelio gamintojų ir jie gali kainuoti iki kelių šimtų dolerių. Gana dažnai tokie įrenginiai naudojami LED juostoms maitinti. Jie turi galimybę tiksliai sureguliuoti išėjimo įtampą ir turi apsaugą nuo perkrovos.

Rinkoje yra panašių modelių keitiklių, kurie maitinami tiesiogiai iš kintamosios srovės tinklo, vadinamųjų AC-DC keitiklių, tačiau ten pirmiausia tinklo įtampa yra ištaisoma, filtruojama, tai yra, daroma pastovi ir tik po to, kai jis paverčiamas standartiniu aukšto dažnio konvertavimu ir ištaisymu į pastovią kito lygio įtampą, žemesnę, tai yra, vėl naudojamas nuolatinės srovės-DC keitiklio modulis.

Skirtingai nuo kitų keitiklių, keitikliai, maitinami kintamosios srovės tinklu, būtinai turi galvaninę aukšto dažnio impulsinio transformatoriaus antrinės apvijos izoliaciją nuo pirminės... Paprastai grįžtamasis ryšys tokiuose įrenginiuose yra izoliuojamas naudojant optronai… Sąžiningai, reikia pažymėti, kad tokio tipo mažos galios blokai taip pat yra berėmio dizaino.

4. DC-DC keitiklis PCB tvirtinimui

Šių miniatiūrinių maitinimo šaltinių galia svyruoja nuo 0,25 iki 100 vatų. Jie leidžia naudoti įvairias įvesties įtampas: 3–3,6 V, 4,5–9 V, 9–18 V, 13–16,6 V, 9–36 V, 18–36 V, 18–72 V, 36–72 V ir 36–75 V.Priklausomai nuo gamintojo, maitinimo įtampos diapazonai gali skirtis. Kai kurie keitikliai leidžia reguliuoti išėjimo įtampą ir įjungti įrenginį budėjimo režimu. Standartinis blokų išėjimo įtampos diapazonas: 5V, 12V, 15V.

DC-DC keitikliai, skirti montuoti PCB, yra elektra izoliuoti (1500V), o maksimali leistina temperatūra gali siekti 90 laipsnių Celsijaus. Didžiausią kūrėjų susidomėjimą kelia 3 vatų galios keitikliai. Tokių keitiklių kaina svyruoja nuo vienetų iki dešimčių dolerių.

Visų šiuolaikinių pramoninių komutuojamųjų DC-DC keitiklių veikimo dažnis viršija 50kHz ir siekia 300kHz. Šis teiginys galioja impulsiniams transformatoriams ir ferito droseliams, nes aprašytuose keitikliuose naudojamiems transformatoriams ir droseliams visur naudojamos ferito šerdys.

Pramoniniams skirtiems keitiklių perjungimo IC labai dažnai turi griežtai nustatytą dažnį, kuris visada yra didesnis nei 50 kHz. Jei naudojamas PWM valdiklis, atitinkamą dažnį nustato išoriniai komponentai.