Alalisvoolu pingemuundurid

Elektrienergia muundamisest rääkides võib meenutada erinevaid trafosid, generaatoreid, erinevate kodumasinate toiteallikaid, elektroonikavidinate laadijaid, keevitusinvertereid ja isegi tuumaelektrijaamu. Kõikidel juhtudel toimub elektrienergia muundamine ühel või teisel kujul. Võib öelda, et igapäevaelus ümbritsevad meid erinevat tüüpi elektrimuundurid ja nende täielikku puudumist tänapäeva maailmas on raske ette kujutada.

DC/DC muundurid on viimase kahekümne aasta jooksul eriti levinud. Selle põhjuseks on pooljuhtide tööstuse ja üldse elektroonika kiire areng.

Kõrgsageduslikud impulssmuundurid on turult peaaegu välja tõrjunud madalsageduslikud trafotoiteallikad, mida praegu leidub vaid vanades televiisorites ja muudes antiikseadmetes või mõnes moodsas helivõimendis.

Kõrgsageduslik trafo (või drossel) on palju väiksema suurusega kui madalsageduslik raudtrafo, mis on mõeldud töötama 50-60 Hz võrgust, mistõttu on lülitustoiteallikad nii kompaktsed.Nii või teisiti sisaldavad DC / DC muundurid oma konstruktsioonis ikkagi trafot (või drosselit), kuid see pole üldse nii raske ja mürarikas trafo.

Kaasaegsete alalis-alalisvoolu muundurite (nimelt nn alalis-alalisvoolu pingemuundurite) valik on üsna lai. Vaatame lähemalt, mis on DC-DC muundurid.

1. Miniatuurne reguleeritav muundur

Selle väikese 43 mm x 21 mm muunduri ja sarnaste mudelite hind on Hiina turgudel 1 dollar või rohkem. Selles eksemplaris töötab LM2596 kiip ja selle väljundparameetreid saab reguleerida. Sisendile rakendatakse alalispinge vahemikus 4,5 kuni 40 volti ja väljundis saadakse alalispinge 1,3 kuni 35 volti.

Maksimaalne vool, mida sellelt muundurilt saab, on 3 amprit, kuid sel juhul on vaja jahutusradiaatorit, kui muundurit kasutatakse ilma jahutusradiaatorita, ei tohiks keskmine vool ületada 2 amprit. Sellise muunduri efektiivsus võib ulatuda 92% -ni.

See muundur on kokku pandud vastavalt buck-muunduri topoloogiale ja kõik selle põhikomponendid on tahvlil nähtavad: sisend- ja väljundkondensaatorid, lämbumine, Schottky diood, reguleeriv takisti ja mikrolülitus ise pakendis TO-263-5. Ülaltoodud skeem ei näita trimmitakistit, kuid see on plaadil olemas.

Ilma selle takistita ei anna vooluahel väljundis rohkem kui 5 volti, aga kui tagasisidet ei eemaldata otse filtri väljundkondensaatorist, vaid läbi pingejaguri, mis just selle reguleerimistakisti abil siia kokku pandud, võib oluliselt laiendada selle plaadi väljundpinge vahemikku.

Nende muundurite ulatust piirab ainult arendaja kujutlusvõime. Siin saate toita LED-e ja laadida erinevaid kaasaskantavaid seadmeid ja palju muud.

Samuti on seda tüüpi võimendusmuundurid, mis on valmistatud vastavalt kasvava (võimendus) muunduri topoloogiale.

Ülaltoodud pildil (punane tahvel) on reguleeritav võimendusmuundur maksimaalse võimsusega kuni 150 vatti (vajalik on lisajahutus), mille sisendit saab toita 10-30 volti ja väljundis 12-35 volti.

Nagu eelmises näites, on sellel muunduril väljundis reguleeriv takisti, mis vastutab väljundpinge soovitud väärtuse saamise eest. Juhtkiip asub plaadi tagaküljel. Tahvli enda mõõdud 65mm x 35mm. Sellise muunduri hind on eelmisest näitest 3 korda kõrgem.

2. Veekindel toiteallikas

Sellel toiteallikal on vastupidav, veekindel, epoksiidiga täidetud survevalatud korpus, mis võimaldab seda kasutada nii transportimisel kui ka muudes seadmetes, kus on vaja töökindlust ja ohutust. Inverteril on ülepinge-, ülepinge-, lühise- ja ülekoormuskaitse.

Erinevate mudelite sisendpingevahemik on väga lai ja antud näites 9-24 volti, väljundiks aga 24 volti maksimaalse voolutugevusega 5 amprit (antud näites). Fotol oleva karbi suurus 75mm x 75mm, kõrgus 31mm. Selliste muundurite hind on olenevalt võimsusest umbes 10 - 50 dollarit.

Seda tüüpi muundurid on toodetud võimsusele 15–360 vatti, sisendpingele kuni 60 volti ja väljundpingele 5–48 volti. Samuti on need paljudel turgudel üsna levinud.

3. Lülitage alalisvoolu toide korpusele

Tavaliselt on need toiteallikad valmistatud vastavalt tagasilöögi-, tõuke- või poolsildlülitusahelale. Need on saadaval sisendpingetele 19–72 volti ja üle selle ning väljund on tavaliselt 5–24 volti. Seda tüüpi muundurite võimsus võib ulatuda 1000 vatti. Korpuse mõõtmed alates 78 mm x 51 mm x 28 mm kuni 295 mm x 127 mm x 41 mm.

Need toiteallikad on saadaval paljudelt tootjatelt ja võivad maksta kuni mitusada dollarit. Üsna sageli kasutatakse selliseid seadmeid LED-ribade toiteks. Neil on võimalus väljundpinget peenhäälestada ja neil on ülekoormuskaitse.

Turul on sarnaseid otse vahelduvvooluvõrgust toitega muundurite mudeleid, nn AC-DC muundureid, kuid seal aga alaldatakse esmalt võrgupinge, filtreeritakse ehk muudetakse konstantseks ja alles pärast selle teisendamist tavalise kõrgsagedusliku muundamise ja alaldamisega konstantseks pingeks muul tasemel, st madalamal, kasutatakse uuesti alalis-alalisvoolu muunduri moodulit.

Erinevalt teistest muunduritest on vahelduvvooluvõrgust toidetavatel muunduritel tingimata kõrgsagedusliku impulsstrafo sekundaarmähise galvaaniline isolatsioon primaarmähist... Reeglina on sellistes seadmetes tagasisideahel isoleeritud kasutades optronid… Ausalt öeldes tuleb märkida, et seda tüüpi väikese võimsusega seadmed on saadaval ka raamita.

4. DC-DC muundur PCB paigaldamiseks

Nende miniatuursete toiteallikate võimsus on vahemikus 0,25 kuni 100 vatti. Need võimaldavad kasutada erinevaid sisendpingeid: 3–3,6 V, 4,5–9 V, 9–18 V, 13–16,6 V, 9–36 V, 18–36 V, 18–72 V, 36–72 V ja 36–75 V.Sõltuvalt tootjast võivad toitepinge vahemikud erineda. Mõned muundurid võimaldavad reguleerida väljundpinget ja panna seade ooterežiimi. Plokkide standardne väljundpinge vahemik: 5V, 12V, 15V.

PCB paigaldamiseks mõeldud alalis-alalisvoolu muundurid on elektriliselt isoleeritud (1500 V) ja maksimaalne lubatud temperatuur võib ulatuda 90 kraadini Celsiuse järgi. Arendajate jaoks pakuvad suurimat huvi muundurid, mille võimsus on 3 vatti. Selliste muundurite maksumus varieerub ühikutest kümnete dollariteni.

Kõik kaasaegsed tööstuslikud kommutatsiooniga alalis-alalisvoolu muundurid töösagedus on üle 50 kHz ja ulatub 300 kHz. See väide kehtib impulsstrafode ja ferriiddrosselite kohta, kuna kirjeldatud muundurites kasutatavate trafode ja drosselite puhul kasutatakse kõikjal ferriitsüdamike.

Tööstuslikul spetsiaalsel muunduri lülitus-IC-del on väga sageli rangelt seatud sagedus, mis on alati üle 50 kHz. Kui kasutatakse PWM-kontrollerit, siis vastava sageduse määravad välised komponendid.