Convertor DC-DC
Un convertor DC-DC , în ingineria electronică , este un circuit care convertește o sursă de curent continuu de la o tensiune la alta. Constituie o clasă de convertoare de putere.
Utilizare
Convertoarele DC-DC sunt importante în dispozitivele electronice mobile, cum ar fi telefoanele mobile și computerele laptop , care sunt alimentate de la baterii . Astfel de instrumente electronice conțin adesea mai multe subcircuite, în care fiecare are nevoie de un nivel de tensiune diferit de cel furnizat de baterie (de obicei mai mare sau mai mic decât tensiunea bateriei și, uneori, chiar și tensiuni negative). De asemenea, tensiunea bateriei scade odată cu alimentarea cu energie . Convertoarele DC-DC oferă o metodă de generare a mai multor niveluri de tensiune controlate de la o baterie cu tensiune variabilă, economisind astfel spațiu și evitând nevoia ca multe baterii să furnizeze energie diferitelor părți ale instrumentului. Există 2 tipuri de convertoare: liniare și de comutare.
Liniar
Convertoarele liniare (regulatoare de stabilizare) sunt circuite care utilizează o referință internă (de exemplu, o bandgap) și reglează tensiunea de ieșire printr-un feedback intern. Fiind circuite liniare, tensiunea de ieșire este întotdeauna mai mică decât tensiunea de intrare. Cantitatea Vin-Vout se numește „drop-out”, iar drop-out-ul minim limitează tensiunea minimă de intrare care permite circuitului să funcționeze și să mențină ieșirea reglată. Convertoarele (regulatoare de stabilizare) LDO, Low Drop Out, utilizează un tranzistor cu tensiune de joncțiune scăzută sau alte tehnici pentru a putea funcționa chiar și cu tensiune de intrare foarte apropiată de tensiunea de ieșire (caz de disipare minimă a căldurii cu același curent furnizat).
Convertoarele liniare au avantaje față de regulatoarele de comutare:
- garantează o ieșire mult mai puțin zgomotoasă,
- garantează o precizie a tensiunii de ieșire de câteva procente, în general mai bună decât comutarea,
- cele monolitice sunt mici circuite integrate care nu necesită componente externe în afară de condensatoarele by-pass (în plus, acestea sunt adesea în pachete cu 3 pini, Vin, Vout și GND).
În general, acestea sunt mai puțin flexibile decât regulatoarele de comutare și au unele dezavantaje:
- puterea disipată de circuit depinde de tensiunea de intrare, în special de: ,
- eficiența depinde și de , deoarece această diferență de tensiune este "pierdută" pe integrat,
- abandonul minim depinde de temperatură și curentul de ieșire.
Este important să se ia în considerare faptul că, dacă circuitul este pus să funcționeze la scăzută, eficiența poate fi comparabilă sau mai bună decât regulatoarele de comutare.
Comutați metoda de conversie
Sunt disponibile convertizoare electronice de comutare DC-DC pentru a converti un nivel de tensiune la altul. Aceste circuite, foarte asemănătoare cu sursele de alimentare de comutare , efectuează de obicei conversia aplicând tensiune continuă continuă pe un inductor pentru o perioadă de timp (de obicei într-un interval de frecvență de la 100 kHz la 5 MHz), în care curge un curent electric, astfel încât stocarea energiei magnetice: când tensiunea este eliminată, energia stocată este transferată ca tensiune de ieșire a convertorului într-un mod controlat. Acționând asupra raportului pornit / perioadă, numit și ciclu de funcționare, tensiunea de ieșire rămâne reglată chiar dacă curentul de intrare se schimbă. Această metodă de conversie este foarte eficientă (între 80% și 95%) spre deosebire de metoda liniară care disipă puterea. Datorită eficienței ridicate, durata de viață a bateriei dispozitivelor portabile este crescută. Un dezavantaj al convertizorului de comutare este zgomotul electric generat la frecvențe înalte, care în orice caz poate fi limitat cu filtre speciale.
Convertoarele DC-DC izolate se bazează pe același principiu de funcționare, dar păstrează intrarea și ieșirea izolate electric printr-un transformator de izolare. Acest lucru permite să existe tensiuni diferite între intrare și ieșire, chiar și considerabile, în ordinea a sute sau mii de volți. Acestea pot fi excepții de la definiția convertoarelor DC-DC, deoarece tensiunea lor de ieșire este adesea (dar nu întotdeauna) aceeași cu tensiunea de intrare.
Un convertor DC-DC cu ieșire de curent acceptă o putere de intrare continuă și produce un curent constant la ieșire, în timp ce tensiunea de ieșire depinde de impedanța sarcinii.
Diferitele topologii ale convertoarelor DC-DC pot genera diverse combinații de tensiuni. Unele nume de convertoare în funcție de topologie sunt:
- dolar
- impuls
- buck-boost
- invertor
- redirecţiona
- zbura înapoi
- push-pull
- jumătate de pod
- pod plin
- Ćuk
- SEPIC
În general, termenul "convertor DC-DC" se referă la unul dintre acești convertoare de comutare.
Convertoarele de comutare DC-DC sunt disponibile cu o mare varietate de intrări și ieșiri de tensiune fixă sau variabilă.
Convertoarele DC-DC sunt acum disponibile ca circuite integrate care necesită puține componente externe pentru a construi un convertor complet. Convertoarele DC-DC sunt de asemenea disponibile ca circuite hibride complete, gata de utilizat.
Electrochimie
O altă utilizare a convertoarelor DC-DC în intervalul de putere de la kW la câțiva MW este reprezentată în bateriile de flux, cum ar fi bateriile redox vanadiu , chiar dacă aceste tehnici nu au fost aplicate comercial.
Elemente conexe
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre convertorul DC-DC
linkuri externe
- ( EN ) O descriere generală a convertoarelor DC-DC. , pe powerdesigners.com . Adus la 17 decembrie 2005 (arhivat din original la 17 decembrie 2005) .
- ( RO ) Tutorial convertor DC-DC , pe maxim-ic.com .
- ( RO ) Un ghid pentru începători pentru comutarea regulatoarelor. , pe dimensionengineering.com .
- ( EN ) Power Electronics Books , pe smpstech.com . Adus la 21 martie 2007 (arhivat din original la 8 februarie 2009) .
| Controlul autorității | GND ( DE ) 4308858-2 |
|---|
