konverter tegangan DC

Berbicara tentang konversi energi listrik, Anda dapat mengingat berbagai trafo, generator, catu daya untuk berbagai peralatan rumah tangga, pengisi daya untuk gadget elektronik, inverter las, dan bahkan pembangkit listrik tenaga nuklir. Dalam semua kasus, transformasi energi listrik terjadi dalam satu bentuk atau lainnya. Kita dapat mengatakan bahwa dalam kehidupan sehari-hari kita dikelilingi oleh berbagai jenis konverter listrik dan sulit membayangkan ketidakhadirannya sama sekali di dunia modern.

Konverter DC/DC telah menjadi sangat umum dalam dua puluh tahun terakhir. Hal ini disebabkan pesatnya perkembangan industri semikonduktor dan elektronik pada umumnya.

Konverter pulsa frekuensi tinggi hampir tersingkir dari pasar oleh catu daya transformator frekuensi rendah, yang sekarang hanya dapat ditemukan di televisi lama dan perangkat antik lainnya atau di beberapa amplifier audio modern.

Trafo frekuensi tinggi (atau tersedak) memiliki ukuran yang jauh lebih kecil daripada trafo besi frekuensi rendah yang dirancang untuk beroperasi dari jaringan 50-60 Hz, itulah sebabnya catu daya switching sangat kompak.Dengan satu atau lain cara, konverter DC / DC masih mengandung trafo (atau tersedak) dalam desainnya, tetapi ini sama sekali bukan trafo yang berat dan berisik.

Kisaran konverter DC-DC modern (yaitu, yang disebut konverter tegangan DC-ke-DC) cukup luas. Mari kita lihat lebih dekat apa sebenarnya konverter DC-DC itu.

1. Transduser Miniatur yang Dapat Disesuaikan

Konverter kecil 43mm x 21mm ini dan model serupa dihargai $1 atau lebih di pasar Cina. Instance ini menjalankan chip LM2596, dan parameter outputnya dapat disesuaikan. Tegangan DC dalam kisaran 4,5 hingga 40 volt diterapkan ke input, dan tegangan DC 1,3 hingga 35 volt diperoleh di output.

Arus maksimum yang dapat diperoleh dari konverter ini adalah 3 amp, tetapi dalam hal ini diperlukan heatsink, jika konverter digunakan tanpa heatsink, arus rata-rata tidak boleh melebihi 2 amp. Efisiensi konverter semacam itu bisa mencapai 92%.

Konverter ini dirakit sesuai dengan topologi konverter buck dan semua komponen utamanya terlihat di papan tulis: kapasitor masukan dan keluaran, mati lemas, Dioda Schotky, mengatur resistor dan rangkaian mikro itu sendiri dalam paket TO-263-5. Skema di atas tidak menunjukkan resistor trim, tetapi ada satu di papan tulis.

Tanpa resistor ini, rangkaian tidak akan memberikan keluaran lebih dari 5 volt, tetapi jika umpan balik tidak dilepas langsung dari kapasitor keluaran filter, tetapi melalui pembagi tegangan yang baru saja dipasang di sini menggunakan resistor pengatur ini, Anda dapat secara signifikan untuk memperpanjang rentang tegangan keluaran seperti yang diterapkan pada papan ini.

Cakupan konverter ini hanya dibatasi oleh imajinasi pengembang. Di sini Anda dapat menyalakan LED dan mengisi daya berbagai perangkat portabel dan banyak lagi.

Ada juga konverter penambah jenis ini, dibuat sesuai dengan topologi konverter penambah (penguat).

Pada gambar di atas (papan merah) adalah konverter boost yang dapat disesuaikan dengan daya maksimum hingga 150 watt (diperlukan pendinginan tambahan), yang inputnya dapat diberi daya dari 10 hingga 30 volt, dan pada output dari 12 hingga 35 volt.

Seperti pada contoh sebelumnya, konverter ini memiliki resistor pengatur pada keluaran, yang bertanggung jawab untuk mendapatkan nilai tegangan keluaran yang diinginkan. Chip kontrol terletak di bagian belakang papan. Papan itu sendiri berukuran 65mm x 35mm. Harga konverter semacam itu 3 kali lebih tinggi dari contoh sebelumnya.

2. Catu daya tahan air

Catu daya ini memiliki housing die-cast yang kokoh, tahan air, dan diisi dengan epoksi, memungkinkannya digunakan dalam transportasi dan peralatan lain yang memerlukan keandalan dan keamanan. Inverter memiliki tegangan berlebih, tegangan berlebih, hubung singkat, dan perlindungan kelebihan beban.

Kisaran tegangan input dari berbagai model sangat lebar dan dalam contoh ini dari 9 hingga 24 volt, sedangkan outputnya adalah 24 volt dengan arus maksimum 5 amp (dalam contoh ini). Ukuran kotak di foto 75mm x 75mm, tinggi 31mm. Harga konverter semacam itu sekitar 10 - 50 dolar, tergantung kapasitasnya.

Konverter jenis ini diproduksi untuk daya dari 15 hingga 360 watt, untuk tegangan input hingga 60 volt dan untuk tegangan output dari 5 hingga 48 volt. Mereka juga cukup umum di banyak pasar.

3. Alihkan daya DC ke enklosur

Biasanya, catu daya ini dibuat sesuai dengan sirkuit switching flyback, push-pull, atau setengah jembatan. Mereka tersedia untuk tegangan input dari 19 hingga 72 volt ke atas, dan output biasanya 5 hingga 24 volt. Daya konverter jenis ini bisa mencapai 1000 watt. Ukuran casing dari 78mm x 51mm x 28mm hingga 295mm x 127mm x 41mm.

Catu daya ini tersedia dari banyak produsen dan harganya bisa mencapai beberapa ratus dolar. Cukup sering, perangkat semacam itu digunakan untuk memberi daya pada strip LED. Mereka memiliki kemampuan untuk menyempurnakan tegangan output dan memiliki perlindungan yang berlebihan.

Ada model konverter serupa di pasaran yang ditenagai langsung dari jaringan arus bolak-balik, yang disebut konverter AC-DC, tetapi di sana tegangan jaringan pertama kali diperbaiki, disaring, yaitu dibuat konstan, dan hanya setelah itu diubah dengan cara konversi frekuensi tinggi standar dan penyearah menjadi tegangan konstan pada tingkat lain, lebih rendah yaitu, digunakan lagi modul konverter DC-DC.

Tidak seperti konverter lain, konverter yang ditenagai oleh jaringan arus bolak-balik harus memiliki isolasi galvanik dari belitan sekunder transformator pulsa frekuensi tinggi dari primer... Biasanya, loop umpan balik pada unit tersebut diisolasi menggunakan optocoupler… Demi keadilan, perlu dicatat bahwa unit berdaya rendah jenis ini juga tersedia dalam desain tanpa bingkai.

4. Konverter DC-DC untuk pemasangan PCB

Catu daya mini ini berkisar dari 0,25 hingga 100 watt. Mereka memungkinkan rentang tegangan input: 3-3.6V, 4.5-9V, 9-18V, 13-16.6V, 9-36V, 18-36V, 18-72V, 36-72V dan 36-75V.Tergantung pada pabrikannya, rentang tegangan suplai mungkin berbeda. Beberapa konverter memungkinkan penyesuaian tegangan keluaran dan menempatkan perangkat dalam mode siaga. Kisaran tegangan keluaran standar blok: 5V, 12V, 15V.

Konverter DC-DC untuk pemasangan PCB diisolasi secara elektrik (1500V), dan suhu maksimum yang diperbolehkan dapat mencapai 90 derajat Celcius. Yang paling menarik bagi pengembang adalah konverter dengan daya 3 watt. Biaya konverter semacam itu bervariasi dari unit hingga puluhan dolar.

Semua frekuensi operasi konverter DC-DC switching industri modern di atas 50kHz dan mencapai 300kHz. Pernyataan ini berlaku untuk transformator pulsa dan choke ferit, karena inti ferit digunakan di mana-mana untuk transformator dan choke yang digunakan dalam konverter yang dijelaskan.

IC switching konverter khusus industri sangat sering memiliki frekuensi yang diatur secara ketat yang selalu di atas 50 kHz. Jika pengontrol PWM digunakan, frekuensi yang sesuai diatur oleh komponen eksternal.