Các loại Bộ chuyển đổi DC-DC như Bộ chuyển đổi Buck và Bộ chuyển đổi Boost

Bộ chuyển đổi DC-DC là một thiết bị chấp nhận điện áp đầu vào DC và cung cấp điện áp đầu ra DC. Điện áp đầu ra có thể lớn hơn đầu vào hoặc ngược lại. Chúng được sử dụng để phù hợp với tải với nguồn điện. Mạch chuyển đổi DC-DC đơn giản nhất bao gồm một công tắc điều khiển kết nối và ngắt kết nối tải với nguồn điện.

Bộ chuyển đổi DC-DC cơ bản bao gồm năng lượng được truyền từ tải đến các thiết bị lưu trữ năng lượng như cuộn cảm hoặc tụ điện thông qua các công tắc như bóng bán dẫn hoặc điốt. Chúng có thể được sử dụng như bộ điều chỉnh điện áp tuyến tính hoặc bộ điều chỉnh chế độ chuyển mạch. Trong bộ điều chỉnh điện áp tuyến tính, điện áp cơ bản của bóng bán dẫn được điều khiển bởi một mạch điều khiển để có được điện áp đầu ra mong muốn. Trong bộ điều chỉnh chế độ chuyển mạch, bóng bán dẫn được sử dụng như một công tắc. Trong bộ chuyển đổi bước xuống hoặc bộ chuyển đổi buck, khi đóng công tắc, cuộn cảm cho phép dòng điện chạy đến tải và khi công tắc mở, cuộn cảm cung cấp năng lượng dự trữ cho tải.

3 loại Bộ chuyển đổi DC sang DC

• Bộ chuyển đổi Buck
• Bộ chuyển đổi tăng cường
• Bộ chuyển đổi Buck boost

Bộ chuyển đổi Buck: Bộ chuyển đổi buck được sử dụng để chuyển đổi điện áp đầu vào cao thành điện áp đầu ra thấp. Trong bộ chuyển đổi này, dòng điện đầu ra liên tục tạo ra gợn sóng điện áp đầu ra ít hơn.

Bộ chuyển đổi Tăng cường: Bộ chuyển đổi tăng cường được sử dụng để chuyển đổi điện áp đầu vào thấp hơn thành điện áp đầu ra cao hơn. Trong một công cụ chuyển đổi một bước hoặc một bộ chuyển đổi tăng cường, khi công tắc đóng, tải nhận được điện áp cung cấp từ tụ điện nạp điện qua dòng điện đi qua cuộn cảm và khi công tắc mở, tải nhận được nguồn cung cấp từ tầng đầu vào và cuộn cảm.

Bộ chuyển đổi Buck Boost: Trong bộ chuyển đổi tăng cường buck, đầu ra có thể được duy trì cao hơn hoặc thấp hơn, điều này phụ thuộc vào điện áp nguồn. Khi điện áp nguồn cao thì điện áp đầu ra thấp và điện áp nguồn thấp thì điện áp đầu ra cao.

Tăng cường chuyển đổi

Dưới đây là chi tiết ngắn gọn về bộ chuyển đổi tăng cường được thảo luận bên dưới

Boost Converter là một công cụ chuyển đổi đơn giản. Nó được sử dụng để chuyển đổi điện áp một chiều từ mức thấp hơn lên mức cao hơn. Boost Converter còn được gọi là bộ chuyển đổi DC sang DC. Bộ chuyển đổi Boost (Bộ chuyển đổi DC-DC) được phát triển vào đầu những năm 1960. Các bộ chuyển đổi này được thiết kế sử dụng các thiết bị chuyển mạch bán dẫn.

• Nếu không sử dụng Bộ chuyển đổi Tăng cường: Trong các thiết bị chuyển mạch bán dẫn, các mạch điều chỉnh tuyến tính (mạch điều chỉnh nguồn DC) truy cập điện áp từ nguồn đầu vào không được điều chỉnh (nguồn AC) và do đó có tổn thất điện năng. Công suất hao phí tỷ lệ với sụt áp.
• Sử dụng Bộ chuyển đổi Tăng cường: Trong các thiết bị chuyển mạch, bộ chuyển đổi chuyển đổi điện áp đầu vào AC hoặc DC không điều chỉnh thành điện áp đầu ra DC được điều chỉnh.

Hầu hết các bộ chuyển đổi Boost được sử dụng trong các thiết bị SMPS. SMPS với quyền truy cập nguồn cung cấp đầu vào từ nguồn AC, điện áp đầu vào được chỉnh lưu và lọc bằng cách sử dụng tụ điện và bộ chỉnh lưu.

Nguyên tắc làm việc của Bộ chuyển đổi Boost:

Các nhà thiết kế mạch nguồn điện hầu hết chọn bộ chuyển đổi chế độ tăng cường vì điện áp đầu ra luôn cao khi so sánh với điện áp nguồn.

1. Trong giai đoạn nguồn mạch này có thể hoạt động ở hai chế độ Chế độ dẫn điện liên tục (CCM).
2. Chế độ dẫn điện không liên tục (DCM).

1. Chế độ dẫn liên tục:

Chế độ dẫn liên tục Boost Converter

Chế độ chuyển mạch liên tục Boost Converter được xây dựng với các thành phần nhất định là cuộn cảm, tụ điện và nguồn điện áp đầu vào và một thiết bị chuyển mạch. Trong cuộn cảm này hoạt động như một phần tử lưu trữ điện năng. Công tắc bộ chuyển đổi khuếch đại được điều khiển bởi PWM (bộ điều biến độ rộng xung). Khi công tắc BẬT, năng lượng được phát triển trong cuộn cảm và nhiều năng lượng hơn được phân phối đến đầu ra. Có thể chuyển đổi tụ điện cao thế từ nguồn đầu vào điện áp thấp. Điện áp đầu vào luôn lớn hơn điện áp đầu ra. Trong chế độ dẫn liên tục, dòng điện được tăng lên so với điện áp đầu vào.

2. Chế độ dẫn điện không liên tục:

Boost Converter Chế độ điều kiện không liên tục

Mạch chế độ dẫn không liên tục được xây dựng với cuộn cảm, tụ điện, thiết bị chuyển mạch và nguồn điện áp đầu vào . Cuộn cảm là một phần tử lưu trữ điện năng giống như chế độ dẫn điện liên tục. Ở chế độ không liên tục, khi công tắc BẬT, năng lượng sẽ được chuyển đến cuộn cảm. Và nếu công tắc TẮT một khoảng thời gian nào đó, dòng điện dẫn đạt đến 0 khi chu kỳ chuyển mạch tiếp theo được bật. Tụ điện đầu ra đang sạc và phóng điện đối với điện áp đầu vào. Điện áp đầu ra nhỏ hơn so với chế độ liên tục.

Ưu điểm:

• Cung cấp điện áp đầu ra cao
• Chu kỳ hoạt động thấp
• Hạ áp trên MOSFET
• Điện áp đầu ra với độ méo thấp
• Chất lượng tốt của các dạng sóng ngay cả tần số dòng

Các ứng dụng:

• Ứng dụng ô tô
• Các ứng dụng khuếch đại công suất
• Ứng dụng điều khiển thích ứng
• Hệ thống năng lượng pin
• Điện tử dân dụng
• Ứng dụng giao tiếp Mạch sạc pin
• Trong lò sưởi và máy hàn
• Bộ truyền động động cơ DC
• Mạch hiệu chỉnh hệ số công suất
• Hệ thống kiến ​​trúc nguồn phân tán

Ví dụ làm việc của bộ chuyển đổi DC-DC

Ở đây trình bày một mạch chuyển đổi DC-DC đơn giản để cấp nguồn cho các mạch hoạt động DC khác nhau. Nó có thể cung cấp nguồn điện DC lên đến 18 volt DC. Bạn chỉ cần chọn điện áp đầu ra bằng cách thay đổi giá trị ZD của diode Zener. Đoạn mạch có cả hiệu điện thế và cường độ dòng điện.

Thành phần mạch:

• Đèn LED
• Pin 18V
• Điốt Zener được sử dụng như một bộ điều chỉnh điện áp
• Một bóng bán dẫn hoạt động như một công tắc.

Hệ thống làm việc:

Điện áp đầu vào cho mạch được lấy từ nguồn điện dựa trên máy biến áp 500 mA 18 volt. Bạn cũng có thể sử dụng điện áp đầu vào từ pin. 18 volt DC từ nguồn điện được cấp cho bộ thu và đế của bóng bán dẫn công suất trung bình BD139 (T1). Điện trở R1 giới hạn dòng cơ bản của T1 để điện áp đầu ra sẽ được điều chỉnh hiện tại.

Diode Zener ZD điều chỉnh điện áp đầu ra. Chọn giá trị thích hợp của Zener để cố định điện áp đầu ra. Ví dụ, nếu diode Zener là một diode 12 volt, mạch cung cấp 12 volt DC ở đầu ra. Diode D1 được sử dụng như một bộ bảo vệ phân cực.LED cung cấp trạng thái bật nguồn. Ở đây chúng tôi đã sử dụng bộ chuyển đổi DC-DC ở chế độ tuyến tính trong đó điện áp cơ bản đến bóng bán dẫn được điều khiển để có được đầu ra mong muốn, tùy thuộc vào điện áp điốt Zener.

Tôi hy vọng bạn đã hiểu rõ chủ đề về các loại bộ chuyển đổi DC-DC và các loại. Nếu bạn có bất kỳ thắc mắc nào về chủ đề này hoặc về các dự án điện và điện tử, hãy để lại bình luận bên dưới.