Tipus de convertidors CC-CC com el convertidor Buck i el convertidor Boost

Proveu El Nostre Instrument Per Eliminar Problemes





Un convertidor CC-CC és un dispositiu que accepta una tensió d'entrada de CC i proporciona una tensió de sortida de CC. El voltatge de sortida pot ser superior a l’entrada o viceversa. S'utilitzen per fer coincidir les càrregues amb la font d'alimentació. El circuit convertidor CC-CC més senzill consisteix en un commutador que controla la connexió i desconnexió de la càrrega a la font d'alimentació.

imatges



Un convertidor bàsic CC-CC consisteix en energia transferida de la càrrega als dispositius d’emmagatzematge d’energia, com ara inductors o condensadors, a través d’interruptors com un transistor o un díode. Es poden utilitzar com a reguladors de tensió lineals o com a reguladors de mode commutat. En un regulador de tensió lineal, la tensió base d’un transistor és conduïda per un circuit de control per obtenir les tensions de sortida desitjades. En un regulador de mode commutat, el transistor s'utilitza com a commutador. En un convertidor de baixada o en un convertidor de buck, quan l’interruptor està tancat, l’inductor permet que el corrent flueixi cap a la càrrega i, quan s’obre l’interruptor, l’inductor subministra l’energia emmagatzemada a la càrrega.


3 categories de convertidor de CC a CC



  • Convertidors de dòlars
  • Augmenta els convertidors
  • Convertidors Buck boost

Convertidors de dòlars: Els convertidors Buck s’utilitzen per convertir l’alta tensió d’entrada a baixa tensió de sortida. En aquest convertidor el corrent de sortida contínua dóna les ondulacions de tensió de sortida menys.

Convertidors Boost: Els convertidors d’impulsió s’utilitzen per convertir el voltatge d’entrada més baix a un voltatge de sortida més alt. En un convertidor step up o un convertidor d’augment, quan l’interruptor està tancat, la càrrega obté subministrament de tensió del condensador que es carrega a través del corrent que passa a través de l’inductor i quan l’interruptor està obert, la càrrega obté l’alimentació de l’etapa d’entrada i de l’inductor.

Convertidors Buck Boost: En el convertidor Buck Boost, la sortida es pot mantenir més alta o més baixa, cosa que depèn de la tensió de la font. Quan el voltatge de font és alt, el voltatge de sortida és baix i el de font és baix, el voltatge de sortida és alt.


Convertidors Boost

A continuació, es detallen breus detalls del convertidor d’augment

El convertidor Boost és un convertidor senzill. S'utilitza per convertir una tensió de CC de nivell inferior a nivell superior. Boost Converter també s’anomena convertidor de CC a CC. Els convertidors Boost (DC-DC) es van desenvolupar a principis dels anys seixanta. Aquests convertidors estan dissenyats mitjançant dispositius de commutació de semiconductors.

  • Sense utilitzar el convertidor Boost: En els dispositius de commutació de semiconductors, els circuits regulats linealment (circuits regulats de potència continua) accedeixen a la tensió des de la font d’entrada no regulada (font d’alimentació de CA) i per això hi ha una pèrdua de potència. La pèrdua de potència és proporcional a la caiguda de tensió.
  • Ús dels convertidors Boost: En els dispositius de commutació, els convertidors converteixen la tensió d'entrada de CA o CC no regulada a la tensió de sortida de CC regulada.

La majoria dels convertidors Boost s’utilitzen en dispositius SMPS. El SMPS amb accés d’alimentació d’entrada des de la xarxa de CA, la tensió d’entrada es rectifica i es filtra mitjançant un condensador i un rectificador.

Principi de funcionament dels convertidors Boost:

Els dissenyadors de circuits de potència elèctrica opten principalment pel convertidor de mode d’alimentació perquè el voltatge de sortida sempre és alt en comparació amb el voltatge de font.

  1. En aquest circuit, la fase de potència pot funcionar en dos modes: Mode de conducció contínua (CCM).
  2. Mode de conducció discontínua (DCM).

1. Mode de conducció contínua:

Boost Converter Mode de conducció contínua

Boost Converter Mode de conducció contínua

El mode de commutació contínua Boost Converter es construeix amb components determinats que són inductor, condensador i font de tensió d’entrada i un dispositiu de commutació. En aquest inductor actua com un element d’emmagatzematge de potència. El commutador del convertidor d’impulsió està controlat pel PWM (modulador d’amplada de pols). Quan l’interruptor està ON, l’energia es desenvolupa a l’inductor i s’envia més energia a la sortida. És possible convertir condensadors d'alta tensió de la font d'entrada de baixa tensió. El voltatge d’entrada sempre és superior al voltatge de sortida. En el mode de conducció contínua, el corrent augmenta respecte a la tensió d'entrada.

2. Mode de conducció discontínua:

Boost Converter Mode de descontinuïtat

Boost Converter Mode de descontinuïtat

El circuit de manera de conducció discontínua es construeix amb inductor, condensador, dispositiu de commutació i font de tensió d'entrada . L’inductor és un element d’emmagatzematge d’energia igual que el mode de conducció contínua. En mode discontinu, quan l’interruptor està ACTIVAT, l’energia es lliura a l’inductor. I si l’interruptor està DESACTIVAT algun període de temps, el corrent d’inductor arriba a zero quan el proper cicle de commutació està activat. El condensador de sortida s'està carregant i descarregant respecte a la tensió d'entrada. El voltatge de sortida és inferior al comparat amb el mode continu.

Avantatges:

  • Dóna un alt voltatge de sortida
  • Cicles de treball baixos
  • Menor voltatge a MOSFET
  • Tensió de sortida amb baixa distorsió
  • La bona qualitat de les ones es forma fins i tot amb la freqüència de la línia

Aplicacions:

  • Aplicacions per a automoció
  • Aplicacions d'amplificadors de potència
  • Aplicacions de control adaptatiu
  • Sistemes d’alimentació amb bateria
  • Electrònica de consum
  • Aplicacions de comunicació Circuits de càrrega de bateries
  • En escalfadors i soldadores
  • Unitats de motor de corrent continu
  • Circuits de correcció del factor de potència
  • Sistemes d’arquitectura de potència distribuïda

Exemple de treball dels convertidors DC-DC

Presentem aquí un senzill circuit convertidor CC-CC per alimentar diversos circuits operats en CC. Pot proporcionar una font d'alimentació de CC de fins a 18 volts de corrent continu. Simplement podeu seleccionar el voltatge de sortida canviant el valor del díode Zener ZD. El circuit té regulació de corrent i tensió.

Components del circuit:

  • Un LED
  • Una bateria de 18V
  • Diodo Zener que s’utilitza com a regulador de tensió
  • Un transistor que funciona com a interruptor.

Funcionament del sistema:

Circuit convertidor CC-CCLa tensió d'entrada del circuit s'obté a partir d'una font d'alimentació basada en transformadors de 18 volts i 500 mA. També podeu utilitzar el voltatge d’entrada d’una bateria. Els 18 volts de CC de la font d'alimentació es donen al col·lector i a la base del transistor de potència mitjana BD139 (T1). La resistència R1 limita el corrent base de T1 de manera que la tensió de sortida estarà regulada.

El díode Zener ZD regula la tensió de sortida. Seleccioneu el valor adequat de Zener per fixar el voltatge de sortida. Per exemple, si el díode Zener és de 12 volts, el circuit dóna 12 volts de CC a la sortida. El díode D1 s’utilitza com a protector de polaritat. El LED proporciona estat d’encesa. Aquí hem utilitzat un convertidor CC-CC en mode lineal on es controla la tensió base al transistor per obtenir la sortida desitjada, depenent de la tensió del díode Zener.

Espero que hagueu entès clarament el tema dels tipus de convertidors DC-DC i els tipus que hi ha. Si teniu cap pregunta sobre aquest tema o sobre projectes elèctrics i electrònics, deixeu els comentaris a continuació.