ДЦ напонски претварачи

Говорећи о конверзији електричне енергије, могу се присетити разних трансформатора, генератора, извора напајања за разне кућне апарате, пуњача за електронске уређаје, претварача за заваривање, па чак и нуклеарних електрана. У свим случајевима, трансформација електричне енергије се дешава у једном или другом облику. Можемо рећи да смо у свакодневном животу окружени разним врстама електричних претварача и тешко је замислити њихово потпуно одсуство у савременом свету.

ДЦ/ДЦ претварачи су постали посебно уобичајени у последњих двадесет година. То је због брзог развоја индустрије полупроводника и електронике уопште.

Високофреквентни импулсни претварачи скоро су истиснути са тржишта нискофреквентним трансформаторским напајањима, која се сада могу наћи само у старим телевизорима и другим старинским уређајима или у неким модерним аудио појачивачима.

Високофреквентни трансформатор (или пригушница) има много мању величину од нискофреквентног гвозденог трансформатора дизајнираног да ради из мреже од 50-60 Хз, због чега су прекидачки извори напајања тако компактни.На овај или онај начин, ДЦ / ДЦ претварачи и даље садрже трансформатор (или пригушницу) у свом дизајну, али то уопште није тако тежак и бучан трансформатор.

Опсег савремених ДЦ-ДЦ претварача (наиме, тзв. ДЦ-ДЦ претварача напона) је прилично широк. Хајде да ближе погледамо шта су тачно ДЦ-ДЦ претварачи.

1. Минијатурни подесиви претварач

Овај мали претварач димензија 43 мм к 21 мм и слични модели на кинеским тржиштима коштају 1 долар или више. Ова инстанца покреће ЛМ2596 чип, а његови излазни параметри се могу подесити. На улаз се примењује једносмерни напон у опсегу од 4,5 до 40 волти, а на излазу се добија једносмерни напон од 1,3 до 35 волти.

Максимална струја која се може добити из овог претварача је 3 ампера, али у овом случају је потребан хладњак, ако се претварач користи без хладњака, просечна струја не би требало да прелази 2 ампера. Ефикасност таквог претварача може да достигне 92%.

Овај конвертор је састављен у складу са топологијом буцк конвертора и све његове главне компоненте су видљиве на плочи: улазни и излазни кондензатори, гушење, Шотки диода, регулациони отпорник и само микроколо у пакету ТО-263-5. Горња шема не приказује трим отпорник, али постоји један на плочи.

Без овог отпорника, коло неће дати више од 5 волти на излазу, али ако се повратна спрега не уклони директно са излазног кондензатора филтера, већ преко разделника напона који је управо састављен овде помоћу овог регулационог отпорника, може значајно да прошири опсег излазног напона као што је имплементирано на овој плочи.

Обим ових претварача је ограничен само маштом програмера. Овде можете напајати ЛЕД диоде и пунити разне преносиве уређаје и још много тога.

Постоје и појачивачи овог типа, направљени по топологији растућег (појачавајућег) претварача.

На горњој слици (црвена табла) је подесиви боост претварач максималне снаге до 150 вати (потребно је додатно хлађење), чији се улаз може напајати од 10 до 30 волти, а на излазу од 12 до 35 волти.

Као и у претходном примеру, овај претварач на излазу има регулациони отпорник који је одговоран за добијање жељене вредности излазног напона. Контролни чип се налази на задњој страни плоче. Сама плоча има димензије 65 мм к 35 мм. Цена таквог претварача је 3 пута већа од претходног примера.

2. Водоотпорно напајање

Ово напајање има робусно, водоотпорно, ливено кућиште испуњено епоксидом, што му омогућава да се користи у транспорту и било којој другој опреми где се захтевају поузданост и безбедност. Инвертор има заштиту од пренапона, пренапона, кратког споја и преоптерећења.

Опсег улазног напона код различитих модела је веома широк и у овом примеру од 9 до 24 волта, док је излазни напон 24 волта са максималном струјом од 5 ампера (у овом примеру). Величина кутије на фотографији је 75мм к 75мм, висина је 31мм. Цена таквих претварача је око 10 - 50 долара, у зависности од капацитета.

Претварачи овог типа се производе за снагу од 15 до 360 вати, за улазне напоне до 60 волти и за излазне напоне од 5 до 48 волти. Такође су прилично чести на многим тржиштима.

3. Пребаците једносмерну струју на кућиште

Типично, ови извори напајања су направљени у складу са повратним, пусх-пулл или полумостним прекидачким кругом. Доступни су за улазне напоне од 19 до 72 волта и више, а излаз је обично 5 до 24 волта. Снага претварача овог типа може да достигне 1000 вати. Величине кућишта од 78 мм к 51 мм к 28 мм до 295 мм к 127 мм к 41 мм.

Ова напајања су доступна од многих произвођача и могу коштати до неколико стотина долара. Често се такви уређаји користе за напајање ЛЕД трака. Имају могућност финог подешавања излазног напона и имају заштиту од преоптерећења.

На тржишту постоје слични модели претварача који се напајају директно из мреже наизменичне струје, такозвани АЦ-ДЦ претварачи, али се тамо, међутим, напон мреже прво исправља, филтрира, односно прави константан и само након што се помоћу стандардне високофреквентне конверзије и исправљања конвертује у константни напон на другом нивоу, нижем, поново се користи ДЦ-ДЦ конверторски модул.

За разлику од других претварача, претварачи који се напајају мрежом наизменичне струје нужно имају галванску изолацију секундарног намотаја високофреквентног импулсног трансформатора од примарног... По правилу, повратна спрега у таквим јединицама се изолује коришћењем оптокаплери… Поштено ради, треба напоменути да су јединице мале снаге овог типа такође доступне у дизајну без оквира.

4. ДЦ-ДЦ претварач за монтажу на ПЦБ

Ови минијатурни извори напајања имају снагу од 0,25 до 100 вати. Они дозвољавају распон улазних напона: 3-3.6В, 4.5-9В, 9-18В, 13-16.6В, 9-36В, 18-36В, 18-72В, 36-72В и 36-75В.У зависности од произвођача, опсег напона напајања се може разликовати. Неки претварачи омогућавају подешавање излазног напона и стављање уређаја у режим мировања. Стандардни опсег излазног напона блокова: 5В, 12В, 15В.

ДЦ-ДЦ претварачи за ПЦБ монтажу су електрично изоловани (1500В), а максимална дозвољена температура може да достигне 90 степени Целзијуса. Највећи интерес за програмере су претварачи снаге 3 вата. Цена таквих претварача варира од јединица до десетина долара.

Радна фреквенција свих савремених индустријских комутационих ДЦ-ДЦ претварача је изнад 50кХз и достиже 300кХз. Ова изјава важи за импулсне трансформаторе и феритне пригушнице, пошто се феритна језгра користе свуда за трансформаторе и пригушнице које се користе у описаним претварачима.

Индустријски наменски комутациони склопови претварача врло често имају стриктно подешену фреквенцију која је увек изнад 50 кХз. Ако се користи ПВМ контролер, онда одговарајућу фреквенцију постављају спољне компоненте.