Ein DC Netzteil wird in den meisten Geräten verwendet, in denen eine konstante Spannung erforderlich ist. DC steht für Gleichstrom, bei dem der Stromfluss unidirektional ist. Der Prozess der Gleichstromumwandlung kann kein Gleichstromwandler sein. Die Ladungsträger in der Gleichstromversorgung bewegen sich in eine Richtung. Solarzellen , Batterien und Thermoelemente sind die Quellen der Gleichstromversorgung. Eine Gleichspannung kann eine bestimmte Menge konstanter Elektrizität erzeugen, die schwach wird, wenn sie sich weiter bewegt. Eine Wechselspannung vom Generator kann ihre Stärke ändern, wenn sie durch einen Transformator laufen.
24V DC zu 9V DC Wandler
Eine Wechselstromversorgung ist ein Wechselstrom, bei dem sich die Spannung mit der Zeit sofort ändert. Bei der Wechselstromversorgung ändern die Ladungsträger regelmäßig ihre Richtung. Die Wechselstromversorgung wird als Versorgungsstrom für den Haushaltsbedarf verwendet. Dieses Dienstprogramm Wechselstrom wird in Gleichstrom umgewandelt durch Verwendung einer Schaltung, die aus einem Transformator, einem Gleichrichter und einem Filter besteht. In ähnlicher Weise wird eine Gleichspannung unter Verwendung einer solchen Schaltung auf die gewünschte Spannung erhöht oder verringert.
Dieser Wechselstrom wird unter Verwendung einer Schaltung, die aus einem Transformator, einem Gleichrichter und einem Filter besteht, in Gleichstrom umgewandelt. In ähnlicher Weise wird eine Gleichspannung unter Verwendung einer solchen Schaltung auf die gewünschte Spannung erhöht oder verringert.
DC-DC-Umwandlung
Ein DC / DC-Wandler nimmt die Spannung von einer DC-Quelle und wandelt die Versorgungsspannung in einen anderen DC-Spannungspegel um. Sie dienen zum Erhöhen oder Verringern des Spannungspegels. Dies sind häufig verwendete Automobile, tragbare Ladegeräte und tragbare DVD-Player. Einige Geräte benötigen eine bestimmte Spannung, um das Gerät zu betreiben. Zu viel Strom kann das Gerät zerstören oder weniger Strom kann das Gerät möglicherweise nicht betreiben. Der Wandler entnimmt der Batterie Strom und senkt den Spannungspegel, ähnlich wie ein Wandler den Spannungspegel erhöht. Beispielsweise kann es erforderlich sein, die Leistung einer großen Batterie von 24 V auf 12 V zu verringern, um ein Radio zu betreiben.
Der Wandler entnimmt der Batterie Strom und senkt den Spannungspegel, ähnlich wie ein Wandler den Spannungspegel erhöht. Beispielsweise kann es erforderlich sein, die Leistung einer großen Batterie von 24 V auf 12 V zu verringern, um ein Radio zu betreiben.
Elektronische Konvertierung
DC / DC-Wandler in elektronischen Schaltkreisen verwenden Schalttechnik. Der DC / DC-Wandler im Schaltmodus wandelt den Gleichspannungspegel durch vorübergehendes Speichern der Eingangsenergie um und gibt diese Energie dann an einem anderen Spannungsausgang frei. Die Speicherung erfolgt entweder in Magnetfeldkomponenten wie ein Induktor , Transformatoren oder elektrische Feldkomponenten wie Kondensatoren. Diese Umwandlungsmethode kann den Spannungspegel erhöhen oder verringern.
Die Schaltumwandlung ist energieeffizienter als die lineare Spannungsregelung, die unerwünschte Energie als Wärme abführt. Der hohe Wirkungsgrad eines Schaltwandlers reduziert die erforderliche Wärmeableitung und erhöht die Batterielebensdauer tragbarer Geräte. Die Effizienz hat sich durch die Verwendung von erhöht Leistungs-FETs , die mit geringeren Schaltverlusten bei höheren Frequenzen effizienter schalten können als Leistungsbipolartransistoren und weniger komplexe Ansteuerschaltungen verwenden. Eine weitere Verbesserung bei DC-DC-Wandlern besteht darin, die Schwungraddiode durch eine synchrone Gleichrichtung mit einem Leistungs-FET zu ersetzen, dessen Einschaltwiderstand viel niedriger ist, wodurch die Schaltverluste verringert werden.
Der Wirkungsgrad des Wandlers hat sich aufgrund der Verwendung von Leistungs-FETs erhöht, die mit geringeren Schaltverlusten bei höheren Frequenzen effizienter schalten können als Leistungs-Bipolartransistoren und weniger komplexe Ansteuerschaltungen verwenden. Eine weitere Verbesserung bei DC-DC-Wandlern besteht darin, die Schwungraddiode durch eine synchrone Gleichrichtung mit einem Leistungs-FET zu ersetzen, dessen Einschaltwiderstand viel niedriger ist, wodurch die Schaltverluste verringert werden.
Die meisten DC-DC-Wandler sind so ausgelegt, dass sie sich unidirektional von Eingang zu Ausgang bewegen. Die Schaltregler-Topologien können jedoch so ausgelegt werden, dass sie sich bidirektional bewegen, indem alle Dioden durch eine unabhängig gesteuerte aktive Gleichrichtung ersetzt werden. Zum Beispiel beim regenerativen Bremsen von Fahrzeugen, bei denen die Räder während der Fahrt mit Strom versorgt werden, beim Bremsen jedoch mit den Rädern. Daher ist eine bidirektionale Umwandlung nützlich.
Magnetische Umwandlung
In diesen DC-DC-Wandlern wird die Energie periodisch gespeichert und aus einem Magnetfeld in einer Induktivität oder einem Transformator in einem Frequenzbereich von 300 kHz bis 10 MHz freigesetzt. Durch Einstellen des Arbeitszyklus der Ladespannung kann die auf eine Last übertragene Leistungsmenge leichter gesteuert werden, indem diese Steuerung auch auf den Eingangsstrom, den Ausgangsstrom oder zur Aufrechterhaltung einer konstanten Leistung angewendet werden kann. Der transformatorbasierte Wandler kann eine Isolation zwischen Eingang und Ausgang gewährleisten.
Im Allgemeinen bezieht sich der DC-DC-Wandler auf die folgenden erläuterten Schaltwandler. Diese Schaltungen sind das Herzstück des Schaltnetzteils. Im Folgenden werden die am häufigsten verwendeten Schaltungen erläutert.
Nicht isolierte Konverter
Nicht isolierte Wandler werden verwendet, wenn die Spannungsänderung gering ist. Die Eingangs- und Ausgangsanschlüsse haben in dieser Schaltung eine gemeinsame Masse. Im Folgenden sind die verschiedenen Arten von Konvertern in dieser Gruppe aufgeführt.
Der Nachteil ist, dass es keinen Schutz vor hohen elektrischen Spannungen bieten kann und mehr Rauschen aufweist.
Abwärtswandler (Buck)
Eine Abwärtsschaltung wird verwendet, um eine niedrigere Spannung als der Eingang zu erzeugen. Es wird auch ein Geld genannt. Die Polaritäten sind die gleichen wie im Eingang.
Abwärtswandler
Aufwärtswandler
Eine Aufwärtsschaltung wird verwendet, um eine höhere Spannung als die Eingangsspannung zu erzeugen. Es wird als Boost bezeichnet. Die Polaritäten sind die gleichen wie im Eingang.
Schnellumrechner
Buck-Boost-Konverter
Im Buck-Boost-Konverter kann die Ausgangsspannung erhöht oder verringert werden als die Eingangsspannung. Es funktioniert, um die Spannung entweder zu erhöhen oder zu bocken. Die übliche Verwendung dieses Konverters besteht darin, die Polarität umzukehren.
Dick: Dieser Konvertertyp ähnelt dem Buck-Boost-Konverter. Der Unterschied ist der Name, benannt nach Slobodan Cuk, dem Mann, der ihn geschaffen hat.
Ladungspumpe: Dieser Wandler wird verwendet, um die Spannung in Anwendungen mit geringer Leistung zu erhöhen oder zu verringern.
Isolierte Konverter
Diese Wandler haben eine Trennung zwischen Eingangs- und Ausgangsanschlüssen. Sie haben hohe Isolationsspannungseigenschaften. Sie können Geräusche und Störungen blockieren. Dies ermöglicht es ihnen, eine sauberere Gleichstromquelle zu erzeugen. Sie werden in zwei Typen eingeteilt.
Flyback-Konverter
Dieser Wandler funktioniert ähnlich wie der Buck-Boost-Wandler der nicht isolierenden Kategorie. Der Unterschied besteht darin, dass anstelle eines Induktors ein Transformator zum Speichern von Energie verwendet wird.
Flyback-Konverter
Vorwärtswandler
Dieser Wandler verwendet den Transformator, um die Energie in einem einzigen Schritt zwischen Eingang und Ausgang zu senden.
Funktionsweise des Gleichstromwandlers
Ein grundlegender DC-DC-Wandler nimmt den Strom auf und leitet ihn durch ein Schaltelement, das das DC-Signal in ein AC-Rechtecksignal umwandelt. Diese Welle durchläuft dann ein anderes Filter, das sie wieder in ein Gleichstromsignal mit der erforderlichen Spannung umwandelt.
Vorteile des Gleichstromwandlers
- Der Batterieraum kann durch Verringern oder Erhöhen der verfügbaren Eingangsspannung verringert werden.
- Ein Gerät kann durch Aufbocken oder Erhöhen der verfügbaren Spannung angesteuert werden. So wird die Beschädigung des Geräts oder ein Ausfall verhindert.
Ich hoffe, Sie haben das Thema klar verstanden - Verschiedene Gleichspannungsumwandlungsmethoden und ihre Typen. Wenn Sie Fragen zu diesem Thema oder zum haben elektrische und elektronische Projekte Hinterlasse die Kommentare unten.
