Преобразователь постоянного тока: Схема преобразования постоянного тока в переменный. Преобразователь постоянного тока в переменный. — БилдоМан

Содержание

Схема преобразования постоянного тока в переменный. Преобразователь постоянного тока в переменный.

Преобразователем напряжения называется устройство, которое изменяет вольтаж цепи. Это электронный прибор, который используется для изменения величины входного напряжения устройства. Преобразователи напряжениямогут повышать или понижать входное напряжение, в том числе менять величину и частоту первоначального напряжения.

Необходимость применения данного устройства преимущественно возникает в случаях, когда необходимо использовать какой-либо электрический прибор в местах, где невозможно использовать имеющиеся стандарты или возможности электроснабжения. Преобразователи могут использоваться в виде отдельного устройства либо входить в состав систем бесперебойного питания и источников электрической энергии. Они широко применяются во многих областях промышленности, в быту и других отраслях.

Устройство

Для преобразования одного уровня напряжения в иное часто используют импульсные преобразователи напряжения с применением индуктивных накопителей энергии.

Согласно этому известно три типа схем преобразователей:

1.Инвертирующие.
2.Повышающие.
3.Понижающие.

Общими для указанных видов преобразователей являются пять элементов:

1.Ключевой коммутирующий элемент.
2.Источник питания.
3.Индуктивный накопитель энергии (дроссель, катушка индуктивности).
4.Конденсатор фильтра, который включен параллельно сопротивлению нагрузки.
5.Блокировочный диод.

Включение указанных пяти элементов в разных сочетаниях дает возможность создать любой из перечисленных типов импульсных преобразователей.

Регулирование уровня выходящего напряжения преобразователя обеспечивается изменением ширины импульсов, которые управляют работой ключевого коммутирующего элемента. Стабилизация выходного напряжения создается методом обратной связи: изменение выходного напряжения создает автоматическое изменение ширины импульсов.

Типичным представителем преобразователя напряжения также является трансформатор. Он преобразует переменное напряжение одного значения в переменное напряжение иного значения. Данное свойство трансформатора широко применяется в радиоэлектронике и электротехнике. Устройство трансформатора включает следующие элементы:

1.Магнитопровод.
2.Первичная и вторичная обмотка.
3.Каркас для обмоток.

4.Изоляция.
5.Система охлаждения.
6.Иные элементы (для доступа к выводам обмоток, монтажа, защиты трансформатора и так далее).

Напряжение, которое будет выдавать трансформатор на вторичной обмотке, будет зависеть от витков, которые имеются на первичной и вторичной обмотке.

Существуют и иные виды преобразователей напряжения, которые имеют иную конструкцию. Их устройство в большинстве случаев выполнено на полупроводниковых элементах, так как они обеспечивают значительный коэффициент полезного действия.

Принцип действия

Преобразователь напряжение вырабатывает напряжение питания необходимой величины из иного питающего напряжения, к примеру, для питания определенной аппаратуры от аккумулятора.

Одним из главных требований, которые предъявляются к преобразователю, является обеспечение максимального коэффициента полезного действия.

Преобразование переменного напряжения легко можно выполнить при помощи трансформатора, вследствие чего подобные преобразователи постоянного напряжения часто создаются на базе промежуточного преобразования постоянного напряжения в переменное.

1.Мощный генератор переменного напряжения, который питается от источника исходного постоянного напряжения, соединяется с первичной обмоткой трансформатора.
2.Переменное напряжение необходимой величины снимается с вторичной обмотки, которое потом выпрямляется.

3.В случае необходимости постоянное выходное напряжение выпрямителя стабилизируется при помощи стабилизатора, который включен на выходе выпрямителя, либо с помощью управления параметрами переменного напряжения, которое вырабатывается генератором.
4.Для получения высокого кпд в преобразователях напряжения используются генераторы, которые работают в ключевом режиме и вырабатывают напряжение с использованием логических схем.

5.Выходные транзисторы генератора, которые коммутируют напряжение на первичной обмотке, переходят из закрытого состояния (ток не течет через транзистор) в состояние насыщения, где на транзисторе падает напряжение.
6.В преобразователях напряжения высоковольтных источников питания в большинстве случаев применяется эдс самоиндукции, которая создается на индуктивности в случаях резкого прерывания тока. В качестве прерывателя тока работает транзистор, а первичная обмотка повышающего трансформатора выступает индуктивностью. Выходное напряжение создается на вторичной обмотке и выпрямляется. Подобные схемы способны вырабатывать напряжение до нескольких десятков кВ. Их часто применяют для питания электронно-лучевых трубок, кинескопов и так далее. При этом обеспечивается кпд выше 80%.

В иды

Преобразователи можно классифицировать по ряду направлений.

Преобразователи напряжения постоянного тока;

1) регуляторы напряжения;
2) преобразователи уровня напряжения;
3) линейный стабилизатор напряжения.

Преобразователи переменного тока в постоянный;

1) импульсные стабилизаторы напряжения;
2) блоки питания;
3) выпрямители.

Преобразователи постоянного тока в переменный: инверторы.

Преобразователи переменного напряжения;

1) трансформаторы переменной частоты;
2) преобразователи частоты и формы напряжения;
3) регуляторы напряжения;
4) преобразователи напряжения;
5) трансформаторы разного рода.

Преобразователи напряжения в электронике в соответствии с конструкцией также делятся на следующие типы:

1.На пьезоэлектрических трансформаторах.
2.Автогенераторные.
3.Трансформаторные с импульсным возбуждением.
4.Импульсные источники питания.
5.Импульсные преобразователи.
6.Мультиплексорные.
7.С коммутируемыми конденсаторами.
8.Бестрансформаторные конденсаторные.

Особенности

1.При отсутствии ограничений по объему и массе, а также при высоком значении питающего напряжения преобразователи рационально использовать на тиристорах.
2.Полупроводниковые преобразователи на тиристорах и транзисторах могу быть регулируемыми и нерегулируемыми. При этом регулируемые преобразователи могут применяться как стабилизаторы переменного и постоянного напряжения.

3.По способу возбуждения колебаний в устройстве могут быть схемы с независимым возбуждением и самовозбуждением. Схемы с независимым возбуждением выполняются из усилителя мощности и задающего генератора. Импульсы с выхода генератора направляются на вход усилителя мощности, что позволяет управлять им. Схемы с самовозбуждением – это импульсные автогенераторы.

Применение

1.Для распределения и передачи электрической энергии. На электростанциях генераторы переменного тока обычно вырабатывается энергия напряжением 6-24 кВ. Для передачи энергии на дальние расстояния выгодно использовать большее напряжение. Вследствие этого на каждой электростанции ставят трансформаторы, повышающие напряжение.

2.Для различных технологических целей: электротермических установок (электропечные трансформаторы), сварки (сварочные трансформаторы) и так далее.

3.Для питания различных цепей;

1) автоматики в телемеханике, устройств связи, электробытовых приборов;
2) радио- и телевизионной аппаратуры.

Для разделения электрических цепей данных устройств, в том числе согласования напряжений и так далее. Трансформаторы, применяемые в данных устройствах, в большинстве случаев имеют малую мощность и невысокое напряжение.

4.Преобразователи напряжения практически всех типов широко применяются в быту. Блоки питания многих бытовых приборов, сложных электронных устройств, инверторные блоки широко используются для обеспечения требуемого напряжения и обеспечения автономного энергоснабжения. К примеру, это может быть инвертор, который может быть использован для аварийного или резервного источника питания бытовых приборов (телевизор, электроинструмент, кухонная техника и так далее), потребляющих переменный ток напряжением 220 Вольт.
5.Наиболее дорогими и востребованными в медицине, энергетике, военной сфере, науке и промышленности являются преобразователи, которые имеют выходное переменное напряжение с чистой формой синусоиды.

Подобная форма пригодна для работы устройств и приборов, которые имеют повышенную чувствительность к сигналу. К ним можно отнести измерительную и медицинскую аппаратуру, электрические насосы, газовые котлы и холодильники, то есть оборудование, в составе которых имеются электромоторы. Преобразователи часто необходимы и для продления времени службы оборудования.

Достоинства и недостатки

К достоинствам преобразователей напряжения можно отнести:

1.Обеспечение контроля входного и выходного режима тока. Эти устройства трансформируют переменный ток в постоянный, служат в качестве распределителей напряжения постоянного тока и трансформаторов. Поэтому их часто можно встретить в производстве и быту.

2.Конструкция большинства современных преобразователей напряжения имеет возможность переключения между разным входным и выходным напряжением, в том числе предполагает выполнение подстройки выходного напряжения. Это позволяет подбирать преобразователь напряжения под конкретный прибор или подключаемую нагрузку.

3.Компактность и легкость бытовых преобразователей напряжения, к примеру, автомобильных преобразователей. Они миниатюрны и не занимают много места.
4.Экономичность. КПД преобразователей напряжения достигает 90%, благодаря чему существенно экономится энергия.
5.Удобство и универсальность. Преобразователи позволяют подключать быстро и легко любой электроприбор.
6.Возможность передачи электроэнергии на дальние расстояния благодаря повышению напряжения и так далее.
7.Обеспечение надежной работы критических узлов: охранных систем, освещения, насосов, котлов отопления, научного и военного оборудования и так далее.

К недостаткам преобразователей напряжения можно отнести:

1.Восприимчивость преобразователей напряжения к повышенной влажности (кроме преобразователей, специально созданных для работы на водном транспорте).
2.Занимают некоторое место.
3.Сравнительно высокая цена.

Отключение электроэнергии в наших домах, увы, становится традицией. Неужели ребенку придется делать уроки при свече? Или как раз интересный фильм по телевизору, вот бы досмотреть. Все это поправимо, если у вас есть автомобильный аккумулятор. К нему можно собрать устройство, называемое преобразователем постоянного напряжения в переменное (ипи по западной терминологии DC-AC преобразователь).

На рис.1 и 2 показаны две основные схемы таких преобразователей. В схеме на рис.1 используются четыре мощных транзистора VT1…VT4, работающих в ключевом режиме. В одном полупериоде напряжения 50 Гц открыты транзисторы VT1 и VT4. Ток от аккумулятора GB1 протекает через транзистор VT1, первичную обмотку трансформатора T1 (слева направо по схеме) и транзистор VT4. Во втором полупериоде открыты транзисторы VT2 и VT3, ток от аккумулятора GB1 идет через транзистор VT3, первичную обмотку трансформатора TV1 (справа налево по схеме) и транзистор VT2. В результате ток в обмотке трансформатора TV1 получается переменным, и во вторичной обмотке напряжение повышается до 220 6. При использовании 12-вопьтового аккумулятора коэффициент К= 220/12=18,3.

Генератор импульсов с частотой 50 Гц можно построить на транзисторах, логических микросхемах и любой другой элементной базе На рис.1 показан генератор импульсов на интегральном таймере КР1006ВИ1 (микросхема DA1). С выхода DA1 импульсы частотой 50 Гц проходят через два инвертора на транзисторах VT7, VT8. От первого из них импульсы поступают через усилитель тока VT5 на пару VT2, VT3, со второго — через усилитель тока VT6 на пару VT1, VT4. Если в качестве VT1…VT4 использовать транзисторы с высоким коэффициентом передачи тока («супербета»), например, типа КТ827Б или мощные полевые транзисторы, например, КП912А, то усилители тока VT5, VT6 можно не ставить.

В схеме на рис.2 используются только два мощных транзистора VT1 и VT2, но зато первичная обмотка трансформатора имеет вдвое больше витков и среднюю точку. Генератор импульсов в этой схеме тот же самый, базы транзисторов VT1 и VT2 подключаются к точкам А и Б схемы генератора импульсов на рис. 1.

Время работы преобразователя определяется емкостью аккумулятора и мощностью нагрузки. Если допустить разряд аккумулятора на 80 % (такой разряд допускают свинцовые аккумуляторы), то выражение для времени работы преобразователя имеет вид:

Т(ч) = (0,7WU)/P, где W — емкость аккумулятора, Ач; U — номинальное напряжение аккумулятора, В; Р — мощность нагрузки, Вт. В этом выражении учтен также КПД преобразователя, составляющий 0,85…0,9.

Тогда, например, при использовании автомобильного аккумулятора емкостью 55 Ач с номинальным напряжением 12 В при нагрузке на лампочку накаливания мощностью 40 Вт время работы составит 10…12 ч, а при нагрузке на телевизионный приемник мощностью 150 Вт 2,5—3ч.

Приведем данные трансформатора Т1 для двух случаев: для максимальной нагрузки 40 Вт и для максимальной нагрузки 150 Вт.

В таблице: S — площадь сечения магнитопровода; W1, W2 — количество витков первичной и вторичной обмоток; D1, D2 — диаметры проводов первичной и вторичной обмоток.

Можно использовать готовый силовой трансформатор, сетевую обмотку его не трогать, а домотать первичную обмотку. В этом случае после намотки нужно включить в сеть сетевую обмотку и убедиться, что напряжение на первичной обмотке равно 12 В.

Если использовать в качестве мощных транзисторов VT1…VT4 в схеме на рис.1 или VT1, VT2 в схеме на рис.2 КТ819А, то следует помнить следующее. Максимальный рабочий ток этих транзисторов 15 А, поэтому если рассчитывать на мощность преобразователя свыше 150 Вт, то необходимо ставить либо транзисторы с максимальным током свыше 15 А (например, КТ879А), либо включать параллельно по два транзистора. При максимальном рабочем токе 15 А мощность рассеяния на каждом транзисторе составит примерно 5 Вт, тогда как без радиатора максимальная рассеиваемая мощность — 3 Вт. Поэтому на этих транзисторах необходимо ставить небольшие радиаторы в виде металлической пластины площадью 15-20 см.

Выходное напряжение преобразователя имеет форму разнополярных импульсов амплитудой 220 В. Такое напряжение вполне подходит для питания различной радиоаппаратуры, не говоря уже об электрических лампочках. Однако однофазные электромоторы с напряжением такой формы работают плохо. Поэтому включать в такой преобразователь пылесос или магнитофон не стоит. Выход из положения можно найти, намотав на трансформаторе Т1 дополнительную обмотку и нагрузив ее на конденсатор Ср (на рис.2 показан пунктиром). Этот конденсатор выбран такой величины, чтобы образовался контур, настроенный на частоту 50 Гц. При мощности преобразователя 150 Вт емкость такого конденсатора можно вычислить по формуле С = 0,25 / U2, где U -напряжение, образующееся на дополнительной обмотке, например, при U = 100 В, С = 25 мкФ. При этом конденсатор должен работать на переменном напряжении (можно использовать металлобумажные конденсаторы К42У или подобные) и иметь рабочее напряжение не меньше 2U. Такой контур забирает на себя часть мощности преобразователя. Эта часть мощности зависит от добротности конденсатора. Так, для металлобумажных конденсаторов тангенс угла диэлектрических потерь составляет 0,02. ..0,05, поэтому КПД преобразователя снижается примерно на 2…5%.

Во избежание выхода из строя аккумуляторной батареи преобразователь не мешает оборудовать сигнализатором разряда. Простая схема такого сигнализатора показана на рис.3. Транзистор VT1 является пороговым элементом. Пока напряжение аккумуляторной батареи в норме транзистор VT1 открыт и напряжение на его коллекторе ниже порогового напряжения микросхемы DD1.1, поэтому генератор сигнала звуковой частоты на этой микросхеме не работает. Когда напряжение батареи опускается до критического значения, транзистор VT1 запирается (точка запирания устанавливается переменным резистором R2), начинает работать генератор на микросхеме DD1 и акустический элемент НА1 начинает «пищать». Вместо пьезоэлемента можно применить динамический громкоговоритель малой мощности.

После использования преобразователя аккумулятор необходимо зарядить. Для зарядного устройства можно использовать тот же трансформатор Т1, но количества витков в первичной обмотке недостаточно, так как она рассчитана на 12 В, а нужно, по крайней мере, 17 В. Поэтому при изготовлении трансформатора следует предусмотреть дополнительную обмотку для зарядного устройства. Естественно, при зарядке аккумулятора схему преобразователя необходимо отключить.

В. Д. Панченко, г.Киев

Остановимся сначала на выпрямительных измерительных преобразователях. Они предназначаются для выпрямления (детектирования) переменного тока, превращая его в пульсирующий ток, среднее значение которого представляет собой выходную величину и может быть пропорционально пиковому (амплитудному), среднеквадратическому или средневыпрямленному значениям входной величины. В соответствии с этим сами преобразователи классифицируются следующим образом: по параметру переменного напряжения U x~ , которому соответствует напряжение выходной цепи детектора: преобразователь пикового значения, преобразователи среднеквадратического и средневыпрямленного значений напряжения; по схеме входа: преобразователи с открытым и закрытым входом по постоянному напряжению; по характеристике преобразования: линейные и квадратичные преобразователи.

Преобразователь пикового значения — это преобразователь, выходное напряжение которого непосредственно соответствует U max или U min (U в или U н). Преобразователь пикового значения относится к линейным, и может иметь открытый (рисунок 2.1, а) или закрытый (рисунок 2.1, б) вход по постоянному напряжению.

Принцип работы преобразователей пикового значения напряжения заключается в заряде конденсатора C через диод V до максимального (пикового) значения U x~ , которое затем запоминается, если постоянная времени разряда конденсатора C (через резистор R) значительно превышает постоянную времени заряда. Полярность включения диода V определяет соответствие выходного напряжения U x= либо U max (U в), либо U min (U н), а возможные пульсации U x= сглаживаются цепочкой R ф, C ф. Если детектор имеет открытый вход, U x= определяется суммой`U и U в (U н), т.е. соответствует U max (U min). При закрытом входе U x= соответствует U в (U н). Если же U x~ не содержит постоянной составляющей, то схемы, изображенные на рис. 2.1,а,б, идентичны, а U x= соответствует U m . В некоторых случаях применяют двухполупериодные пиковые детекторы с удвоением напряжения, позволяющие прямо измерять значение размаха напряжения.

Рисунок 2.1 Схемы преобразователя пикового значения напряжения:

а) — с открытым входом; б) — с закрытым входом.

Существенным достоинством преобразователей пикового значения напряжения являются большое входное сопротивление (равное R/2 для схемы на рисунок 2.1, а и R/3 — для схемы на рисунок 2.1, б) и наилучшие по сравнению с другими типами преобразователей частотные свойства.

Преобразователь среднеквадратического значения — это преобразователь переменного напряжения в постоянный ток (напряжение), пропорциональный U 2 ск. Характеристика преобразования в этом случае должна быть квадратичной, а при наличии постоянной составляющей необходим детектор с открытым входом.

Преобразователь среднеквадратического значения позволяет осуществить преобразование в постоянное напряжение среднеквадратического значения переменных напряжений несинусоидальной формы, поскольку

, гдеU 2 — среднеквадратическое значение напряжения несинусоидальной формы, U k — среднеквадратическое значение гармонических составляющих.

В качестве нелинейного элемента преобразователя, имеющего квадратичную вольтамперную характеристику (ВАХ), можно, например, использовать начальный участок ВАХ полупроводникового диода. Однако участок этот имеет очень малую протяженность, а полупроводниковые приборы имеют большой разброс параметров на этом участке характеристики. Поэтому такие преобразователи строятся на основе диодной цепочки. Такая цепочка позволяет получить ВАХ в результате кусочно-линейной аппроксимации параболической кривой. Схема квадратичного преобразователя с диодной цепочкой показана на рисунке 2.2.

Входное напряжение u вх подводится к широкополосному трансформатору Т1. С помощью диодов V1 и V2 во вторичной обмотке осуществляется двухполупериодное выпрямление. Выпрямленное напряжение воздействует на цепь, состоящую из диодной цепочки V1…V8, делителей напряжения R3…R14 и резистора нагрузки R15. Падение напряжения на нагрузке через фильтр нижних ч

астот Z1 подается на выход преобразователя.

Рисунок 2. 2 Структурная схема преобразователя

среднеквадратического значения на основе диодной цепочки.

Выходное напряжение пропорционально среднему значению тока диодной цепочки. Диодная цепочка имеет близкую к параболической вольтамперную характеристику. Поэтому среднее значение выходного напряжения оказывается пропорциональным квадрату среднеквадратического значения входного напряжения.

Как получается квадратичная вольтамперная характеристика? Делители напряжения R3 … R14 подключены к общему стабилизированному источнику напряжения Е. Делители подобраны так, что напряжения смещения U i , подаваемые на диоды, удовлетворяют соотношению U 1 U 2 , в цепи преобразователя будет протекать ток i  = i o + i 1 + i 2 . Крутизна ВАХ будет увеличиваться с ростом U. Выбирая соответствующим образом сопротивления делителей, можно получить ВАХ в виде ломанной линии, приближающейся к квадратичной параболе. Таким образом, квадратичная характеристика синтезируется из начальных участков характеристик ряда диодных ячеек.

Коэффициент преобразования такого преобразователя по току К» v = I/U 2 , где I — среднее значение тока на выходе преобразователя, U — среднеквадратическое значение входного напряжения.

В современных приборах применяются в основном квадратичные детекторы с термопреобразователями, аналогичными преобразователям термоэлектрических амперметров. Такой преобразователь представляет собой сочетание одной или нескольких термопар и нагревателя. Основным недостатком их является квадратичный характер функции преобразования. Этот недостаток устраняется применением дифференциальной схемы включения двух (или более) термопреобразователей, как показано на рис унке 2.3.

При подаче на термопреобразователь ТП 1 измеряемого напряжения U x~ выходное напряжение ТП 1 U 1 = k T U 2 ск.

Кроме термопреобразователя ТП 1 , в схеме имеется второй термопреобразователь ТП 2 , включенный встречно с ТП 1 . На ТП 2 подается напряжение обратной связи, поэтому его выходное напряжение U 2 = k T U 2 3 .

Таким образом на входе УПТ имеет место результирующее напряжение

U 1 — U 2 = k T (U 2 ск — U 2 3), (2.1)

чему соответствует

U 3 = k УПТ k T (U 2 ск — U 2 3). (2.2)

Если параметры схемы выбрать так, чтобы

k УПТ k T U 2 3 >>U 3 , (2.3)

о тогда окончательно U 3  U ск, т.е. функция преобразования будет равномерной.

Рисунок 2.3 Структурная схема преобразователя

среднеквадратического значения напряжения

Преобразователь средневыпрямленного значения — это преобразователь переменного напряжения в постоянный ток, пропорциональный U св. Вольтамперная характеристка такого преобразователя должна иметь линейный участок в пределах диапазона входных напряжений. Примером подобного преобразователя может служить двухполупериодный полупроводниковый выпрямитель с фильтром нижних частот. Наиболее распространенными являются мостовые схемы (рис. 2.4). В схеме рис. 2.4,а ток через диагональ моста протекает в одном и том же направлении в течение обоих полупериодов переменного напряжения. В положительный полупериод ток протекает по цепи: верхний входной зажим — диод V1 — диагональ моста — диод V4 — нижний входной зажим; в отрицательный: нижний зажим — диод V3 — диагональ моста — диод V2 — верхний входной зажим.

Направление тока соответствует проводящему направлению указанных диодов. Характеристики реальных диодов не имеют строго линейного участка, как это требуется условиями преобразования. Ток, протекающий через диод при положительном значении входного напряжения

, (2.5)

где R v (U) — сопротивление открытого диода, зависящее от приложенного напряжения, R — сопротивление нагрузки.

Начальный участок характеристики близок к квадратичному. Поэтому будет иметь место погрешность, которая будет тем меньше, чем ближе к линейной будет характеристика диода.

Рисунок 2.4 Структурная схема преобразователя

средневыпрямленного значения напряжения.

Для улучшения линейности вольт-амперной характеристики в диагональ моста последовательно с резистором R включают резистор R доб, сопротивление которого намного больше сопротивления открытого диода R v (U).

В этом случае

. (2.6)

Зависимость прямого тока от напряжения будет близка к линейной. Уменьшение чувствительности, обусловленное включением R доб, можно компенсировать введением дополнительного усиления.

Схема, представленная на рисунке 2.4,б, отличается от предыдущей тем, что вместо диодов V3 и V4 включены резисторы R1 и R2. В положительный полупериод напряжения ток протекает через диод V1 и резистор R1. Через резистор R2 в этот полупериод ток не протекает, на его зажимах напряжение равно нулю. В отрицательный полупериод напряжения ток протекает через диод V2 и резистор R2.

Уравнение преобразования для рассмотренных схем можно выразить следующим образом:

Для схемы (рисунок 2.4,а)

U o = К v св U св =

, при R v1 = R v2 = R v3 = R v4 = R v (2.7)

Если R >> R v , то U = U св;

Для схемы (рисунок 2.4,б)

U o = К v св U св =

, при R v1 = R v2 = R v ; R1 = R2 = R, (2.8)

Если R >> R v , то U = U св.

Погрешность преобразования обусловлена, главным образом, нелинейностью вольтамперной характеристики диода и влиянием прямого сопротивления диода на ток, протекающий через выпрямительный мост.

Необходимо, однако, добавить, что линейность характеристики таких детекторов будет тем лучше, чем больше U x~ (при малых U x~ детектор становится квадратичным). Поэтому детекторы средневыпрямленного значения, как правило, применяют в вольтметрах второй модификации .

Преобразователь переменного тока в постоянный может найти применение для питания потребителей постоянного тока, в частности, в системах электроснабжения электрифицированных железных дорог. Предложенный преобразователь содержит трехфазный трансформатор (1) с двумя вторичными обмотками, каждая из которых содержит по две обмотки, одну, выполненную по схеме звезды, вторую — по схеме обратной звезды, соединенных нулевыми точками в шестифазную звезду, и двенадцать вентилей (2…13). Числа витков фазных обмоток, составляющих обратные звезды (или звезды), и числа витков фазных обмоток, составляющих звезды (или обратные звезды), находятся в соотношении. Каждый из шести вентилей (3, 5, 7, 9, 11, 13) соединяет пару противофазных выводов фазных обмоток двух шестифазных звезд. В данном случае аноды вентилей (3, 7, 11, 9, 13, 5) подключены соответственно к выводам фаз а, в, с, х, у, z одной шестифазной звезды, а катоды соответственно к выводам фаз х′, у′, z′, а′, в′, с′ второй шестифазной звезды. Группы вентилей (2, 6, 10) и (8, 12, 4) образуют соответственно анодную и катодную вентильные звезды; катоды вентилей анодной звезды соединены соответственно с фазами х, у, z одной шестифазной звезды, а аноды катодной звезды, соответственно, с фазами х′, у′, z′ другой шестифазной звезды. Общие точки анодной и катодной вентильных звезд образуют выходные выводы устройства соответственно (14) и (15), к которым присоединена нагрузка (16). Предложенный преобразователь переменного тока в постоянный обеспечивает технический результат — более высокое качество преобразования. 4 ил.

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может найти применение для питания потребителей постоянного тока, в частности, в системах электроснабжения электрифицированных железных дорог.

Известен преобразователь переменного тока в постоянный, обеспечивающий двенадцатипульсное выпрямленное напряжение, содержащий 12 вентилей, образующих две мостовые схемы и трансформатор, вторичная обмотка которого, поделенная в каждой фазе на три секции, соединена в двухсторонний встречно-встречный неравносторонний зигзаг — трехлучевую звезду (А.с. SU №1282291, МПК Н02М 7/162. Мостовой преобразователь электроэнергии / A.M.Репин. Бюл. №1, 1987).

Данный преобразователь имеет невысокие энергетические показатели, что обусловлено параметрической несимметрией цепей протекания тока нагрузки при формировании смежных пульсаций. Наличие частей обмоток с тремя численными значениями витков этих частей усложняет технологию равномерного размещения частей на стержнях трансформатора, а в ряде случаев приводит к конструктивной несимметрии результирующих напряжений вторичных обмоток, что снижает качество преобразования электроэнергии.

Известен преобразователь переменного тока в постоянный, обеспечивающий двенадцатипульсное выпрямленное напряжение, содержащий трехфазный трансформатор с вторичной обмоткой, части которой образуют правильный замкнутый шестиугольник, к трем, чередующимся через одну, вершинам которого подключены дополнительные обмотки встречно с соответствующей им парой смежных по фазе основных частей и шестиячейковый вентильный мост (А. с. SU №1347133, МПК Н02М 7/08. Мостовой источник постоянного напряжения (его варианты) / A.M.Репин. Бюл. №39, 1987).

Данный преобразователь также подвержен снижению энергетических показателей, обусловленному параметрической несимметрией цепей тока при формирования смежных пульсаций. Кроме того, большое различие количества витков частей обмоток усложняет технологию равномерного размещения их на стержнях трансформатора, а в ряде случаев приводит к конструктивной несимметрии напряжений обмоток, снижающей качество преобразования параметров электроэнергии.

Наиболее близким к изобретению, принятым за прототип, является преобразователь переменного тока в постоянный (Репин A.M. Новые базовые технические решения и классификация вентильных преобразователей энергии // Вопросы радиоэлектроники. Серия ОВР, 1985. — Вып.6. — С.71, рис.10, з), обеспечивающий двенадцатипульсное выпрямление и содержащий двенадцать вентилей, соединенных в два трехфазных вентильных моста, образующих шестифазный вентильный мост из шести вентильных ячеек с двумя последовательно согласно соединенными вентилями в каждой, и трехфазный трансформатор с вторичной обмоткой, выполненной по схеме несимметричной шестифазной звезды, состоящей из симметричных обратных друг другу звезд, соединенных нулевыми точками, с отношением чисел витков фазных обмоток обратных друг другу звезд, равным , входы переменного тока шестифазного вентильного моста, образованные точками соединения вентилей в ячейках, соединены с фазными выводами шестифазной звезды, а выводы постоянного тока шестифазного моста, каждый из которых образован общими точками соединения одноименных электродов двух вентильных звезд (анодных звезд для одного вывода и катодных — для другого) образуют выходные выводы устройства.

Недостатком данного преобразователя является относительно невысокое качество преобразования, снижение которого обусловлено параметрической несимметрией цепей протекания тока нагрузки в смежных циклах образования пульсаций выпрямленного напряжения, приводящей к появлению неканонических гармоник в спектре выпрямленного напряжения.

Задача изобретения — создание преобразователя переменного тока в постоянный, имеющего более высокое качество преобразования.

Указанная задача достигается тем, что в преобразователе переменного тока в постоянный, содержащем двенадцать вентилей, образующих две вентильные группы, каждая из которых содержит по три вентильных ячейки из двух последовательно согласно соединенных вентилей, а одноименные свободные электроды половины вентилей первой вентильной группы и свободные электроды другого наименования, принадлежащие половине вентилей второй группы, соединены, образуя при этом анодную и катодную вентильные звезды, общие точки соединения электродов вентилей в которых образуют выходные выводы устройства, и трехфазный трансформатор с вторичной обмоткой, выполненной по схеме несимметричной шестифазной звезды, состоящей из симметричных обратных друг другу звезд, соединенных нулевыми точками, а отношение чисел витков фазных обмоток обратных друг другу звезд равно , причем каждый вывод фазной обмотки звезды (обратной звезды), имеющей большее число витков, присоединен к незадействованной точке соединения вентилей ячейки, принадлежащей первой вентильной группе, трансформатор преобразователя снабжен дополнительной аналогичной вторичной обмоткой, каждый вывод фазной обмотки звезды (обратной звезды) которой, имеющей большее число витков, соединен с незадействованной точкой соединения вентилей ячейки, принадлежащей второй вентильной группе, причем каждый свободный вывод фазной обмотки, принадлежащей одной шестифазной звезде, соединен со свободным электродом одного из вентилей вентильных групп, второй электрод которого соединен с противофазным данному выводу выводом фазной обмотки, принадлежащей другой шестифазной звезде.

На Фиг.1 приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого преобразователя; на фиг.2 — векторные диаграммы напряжений, представленные в виде амплитудно-фазовых портретов напряжений фазных обмоток, и развернутые векторные диаграммы, поясняющие принцип формирования векторов результирующих напряжений; на фиг.3 — схема работы вторичных обмоток и вентилей преобразователя; на фиг.4 — временные диаграммы выпрямленного напряжения, обратных напряжений и токов вентилей.

Преобразователь (фиг.1) содержит трехфазный трансформатор 1 с двумя вторичными обмотками, каждая из которых содержит по две обмотки, одну, выполненную по схеме звезды, вторую — по схеме обратной звезды, соединенных нулевыми точками в шестифазную звезду, и двенадцать вентилей 2…13. Числа витков фазных обмоток, составляющих обратные звезды, и числа витков фазных обмоток, составляющих звезды, находятся в соотношении . Каждый из шести вентилей 3, 5, 7, 9, 11, 13 соединяет пару противофазных выводов фазных обмоток двух шестифазных звезд. В данном случае аноды вентилей 3, 7, 11, 9, 13, 5 подключены соответственно к выводам фаз а, в, с, х, у, z одной шестифазной звезды, а катоды соответственно к выводам фаз х′, у′, z′, а′, в′, с′ второй шестифазной звезды. Группы вентилей 2, 6, 10 и 8, 12, 4 образуют соответственно анодную и катодную вентильные звезды; катоды вентилей анодной звезды соединены соответственно с фазами х, у, z одной шестифазной звезды, а аноды катодной звезды соответственно с фазами х′, у′, z′ другой шестифазной звезды. Общие точки анодной и катодной вентильных звезд образуют выходные выводы устройства соответственно 14 и 15, к которым присоединена нагрузка 16.

Принцип работы преобразователя (фиг.1) иллюстрируется векторными диаграммами напряжений, представленными в виде амплитудно-фазовых портретов напряжений фазных обмоток (фиг.2, а)), составляющих две несимметричные (по амплитудам фазных напряжений) шестифазные системы напряжений вторичных обмоток, и развернутой на фазовой плоскости совмещенной векторной диаграммой, показывающей принцип формирования результирующих напряжений, представленных векторами S1…S12 (фиг. 2, б)). В каждой вторичной обмотке, состоящей из гальванически связанных между собой нулевыми точками прямой и обратной звезд, отношение чисел витков фазных обмоток, составляющих (в данном случае) обратные звезды, к числам витков фазных обмоток, составляющих звезды, равно . При таком соотношении чисел витков обеспечивается равенство результирующих напряжений по амплитуде и фазовых сдвигов между ними в 30 эл. градусов.

Формирование двенадцатипульсного выпрямленного напряжения на нагрузке поясняется векторными диаграммами, которые на фиг.2 совмещены с текущими композициями соединения фазовых портретов напряжений вторичных обмоток. Так, первый вектор результирующего напряжения S1 является суммой коллинеарных векторов фазных напряжений вторичных обмоток фаз х, а, х′ и отстающего на 60 эл. град. вектора фазного напряжения фазы z′ трансформатора. В формировании вектора S12 вместо вектора напряжения фазы z′ участвует опережающий вектор напряжения фазы у′. Таким образом, можно убедиться, что данная и каждая последующая пара векторов результирующих напряжений формируется равными по модулю векторами фазных напряжений. За период формируется двенадцать одинаковых результирующих напряжений, образующих двенадцатифазную систему результирующих выпрямляемых напряжений. Обе шестифазные системы напряжений при этом синфазны друг относительно друга. Как пример, на фиг.2, в) приведен другой, из множества возможных, вариант исполнения вентильных обмоток, основу которого составляет правильный шестигранник.

Схема работы обмоток и вентилей (фиг.3), полученная из анализа диаграмм на фиг.2, б), позволяет определить, что все фазные обмотки, образующие обратные звезды, проводят ток 180 эл. град. за период сетевого напряжения, а обмотки, образующие прямые звезды — 60 эл. град. (без учета коммутации). Вентили анодной и катодной вентильных звезд имеют угол проводимости 120 эл. град. Остальные вентили имеют угол проводимости 60 эл. град. Ток нагрузки в интервале пульсации обтекает три вентиля. Порядок вступления вентилей 2…13 в работу отражен в их нумерации на схеме фиг.1.

Исходя из геометрического построения диаграмм векторов результирующих напряжений (фиг. 2) определено максимальное значение выпрямленного напряжения при идеальной коммутации и соответственно его среднее значение. Приняв за относительную единицу (о.е.) амплитуду напряжения на вторичной фазной обмотке, имеющей наибольшее число витков, в соответствии с векторными диаграммами на фиг.2 получено среднее значение выпрямленного напряжения U do =3,308 о.е.

По результатам анализа работы вторичных обмоток (фиг.3) определена мощность вторичных обмоток трансформатора преобразователя, составившая 1,29 P d (P d — мощность нагрузки). Расчетная типовая мощность трансформатора предлагаемого преобразователя равна 1,15 P d , но этот показатель при исполнении обмоток по схеме шестифазной звезды возрастает на 5-6% из-за необходимости компенсации переменного потока намагничивания. Однако при выполнении обмоток по схемам замкнутого типа данный показатель улучшается. Например, при выполнении обмоток по варианту, приведенному на диаграммах Фиг.2,в), типовая мощность трансформатора равна 1,083 Р d , но технология его изготовления усложняется

На Фиг. 4, а) показана временная диаграмма выпрямленного напряжения, полученная при схемотехническом моделировании и подтверждающая двенадцатипульсный режим работы преобразователя. Моделирование показало, что при нарушении принятого соотношения между числами витков разновеликих вентильных обмоток более чем на 15%, например, при соотношении

значительного искажения кривой выпрямленного напряжения от канонической формы не происходит. Отсутствие амплитудной несимметрии в пульсациях выпрямленного напряжения в этом случае обусловлено принятой для преобразователя топологией цепей формирования результирующих напряжений (фиг.2). Наблюдается лишь незначительное рассогласование фазовых сдвигов между результирующими напряжениями (максимумами пульсаций). На фиг.4, б) приведены диаграммы кривых тока и обратного напряжения для одного из вентилей катодной группы (вентиль 8), а на фиг.4, в) — аналогичные диаграммы для вентиля группы, соединяющей шестифазные звезды (вентиль 5). При сравнении последних временных диаграмм (или из анализа векторных диаграмм) видно, что максимальные обратные напряжения вентилей анодной и катодной групп составляют 0,524 от среднего значения выпрямленного напряжения, а к остальным вентилям приложено напряжение в 1,0472 раза превышающее среднее значение выпрямленного напряжения.

Весьма существенен тот факт, что, даже с учетом применения разных по площади сечения проводов при выполнении фазных обмоток звезд и обратных звезд, активные сопротивления цепей тока при формировании всех результирующих напряжений равны, а реактивные сопротивления при однотипности размещения обмоток по стержням трансформатора также будут равны (без учета поправки, связанной с применением плоского стержневого магнитопровода). Технологичности выполнения обмоток, лучшему потокосцеплению и минимизации индуктивности рассеяния способствует относительно небольшая разность чисел витков фазных обмоток, принадлежащих звездам и обратным звездам. Все это позволяет уменьшить параметрическую несимметрию и, кроме того, в ряде случаев (при различных мощностях преобразователя и (или) разных уровнях выпрямленного напряжения) появляется возможность более точного выполнения принятого расчетного соотношения между числами витков обмоток при их целочисленном исполнении. Таким образом, качество преобразования улучшается.

Данный преобразователь можно строить на основе двух однотипных трансформаторов, а дополнив его аналогичным преобразователем с первичной обмоткой в трансформаторе, осуществляющей сдвиг линейных напряжений вторичных обмоток в 30 эл. град. относительно линейных напряжений вторичных обмоток исходного трансформатора, можно удвоить кратность частоты пульсаций выпрямленного напряжения.

Таким образом, предлагаемый преобразователь переменного тока в постоянный имеет более высокое качество преобразования, чем прототип.

Преобразователь переменного тока в постоянный, содержащий двенадцать вентилей, образующих две вентильные группы, каждая из которых содержит по три вентильных ячейки из двух последовательно согласно соединенных вентилей, а одноименные свободные электроды половины вентилей первой вентильной группы и свободные электроды другого наименования, принадлежащие половине вентилей второй группы соединены, образуя при этом анодную и катодную вентильные звезды, общие точки соединения электродов вентилей в которых образуют выходные выводы устройства, и трехфазный трансформатор с вторичной обмоткой, выполненной по схеме несимметричной шестифазной звезды, состоящей из симметричных обратных друг другу звезд, соединенных нулевыми точками, а отношение чисел витков фазных обмоток обратных друг другу звезд равно , причем каждый фазный вывод обмотки звезды (обратной звезды), имеющей большее число витков, присоединен к незадействованной точке соединения вентилей ячейки, принадлежащей первой вентильной группе, отличающийся тем, что трансформатор преобразователя снабжен дополнительной аналогичной вторичной обмоткой, каждый вывод фазной обмотки звезды (обратной звезды) которой, имеющей большее число витков, соединен с незадействованной точкой соединения вентилей ячейки, принадлежащей второй вентильной группе, причем каждый свободный вывод фазной обмотки, принадлежащей одной шестифазной звезде, соединен со свободным электродом одного из вентилей вентильных групп, второй электрод которого соединен с противофазным данному выводу выводом фазной обмотки, принадлежащей другой шестифазной звезде.

Изобретение относится к устройству для выработки постоянного напряжения из переменного напряжения с параллельно включенными диодными мостами, преимущественно, для энергопитания железных дорог

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при создании регулируемых электроприводов постоянного тока для станков для повышения их быстродействия, а также на преобразовательных подстанциях для питания электрифицированных железных дорог в электрометаллургической и химической отраслях промышленности для уменьшения величины пульсаций выпрямленного напряжения и уменьшения содержания высших гармонических составляющих в кривой переменного тока

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при создании регулируемых электроприводов постоянного тока, не предъявляющих повышенных требований к быстродействию, а также для питания различных электротехнических установок, не предъявляющих повышенных требований к пульсации выпрямленного напряжения

Преобразователь – это электротехническое устройство, преобразующее электроэнергию одних параметров или в электроэнергию с другими значениями параметров или показателей качества. Параметрами электрической энергии могут являться род тока и напряжения, их частота, число фаз, фаза напряжения.

По степени управляемости преобразователи электрической энергии подразделяются на неуправляемые и управляемые . В управляемых преобразователях выходные переменные: напряжение, ток, частота — могут регулироваться.

По элементной базе преобразователи электроэнергии подразделяются на электромашинные (вращающиеся) и полупроводниковые (статические) . Электромашинные преобразователи реализуются на основе применения электрических машин и в настоящее время находят относительно редкое применение в электроприводах. Полупроводниковые преобразователи могут быть диодными, тиристорными и транзисторными.

По характеру преобразования электроэнергии силовые преобразователи подразделяются на выпрямители, инверторы, преобразователи частоты, регуляторы напряжения переменного и постоянного тока, преобразователи числа фаз напряжения переменного тока.

В современных автоматизированных электроприводах применяются главным образом полупроводниковые тиристорные и транзисторные преобразователи постоянного и переменного тока.

Достоинствами полупроводниковых преобразователей являются широкие функциональные возможности управления процессом преобразования электроэнергии, высокие быстродействие и КПД, большие сроки службы, удобство и простота обслуживания при эксплуатации, широкие возможности по реализации защит, сигнализации, диагностирования и тестирования как самого электрического привода, так и технологического оборудования.

Вместе с тем, для полупроводниковых преобразователей характерны и определенные недостатки. К ним относятся: высокая чувствительность полупроводниковых приборов к перегрузкам по току, напряжению и скорости их изменения, низкая помехозащищенность, искажение синусоидальной формы тока и напряжения сети.

Выпрямителем называется преобразователь напряжения переменного тока в напряжение постоянного (выпрямленного) тока.

Неуправляемые выпрямители не обеспечивают регулирование напряжения на нагрузке и выполняются на полупроводниковых неуправляемых приборах односторонней проводимости — .

Управляемые выпрямители выполняются на управляемых диодах — тиристорах и позволяют регулировать свое выходное напряжение за счет соответствующего управления .

Управляемый выпрямитель

Выпрямители могут быть нереверсивными и реверсивными. Реверсивные выпрямители позволяют изменять полярность выпрямленного напряжения на своей нагрузке, а нереверсивные — нет. По числу фаз питающего входного напряжения переменного тока выпрямители подразделяются на однофазные и трехфазные, а по схеме силовой части — на мостовые и с нулевым выводом.

Называется преобразователь напряжения постоянного тока в напряжение переменного тока. Эти преобразователи используются в составе преобразователей частоты в случае питания электропривода от сети переменного тока или в виде самостоятельного преобразователя при питании электропривода от источника постоянного напряжения.

В схемах электроприводов наибольшее применение нашли автономные инверторы напряжения и тока, реализуемые на тиристорах или транзисторах.

Автономные инверторы напряжения (АИН) имеют жесткую внешнюю характеристику, представляющую собой зависимость выходного напряжения от тока нагрузки, вследствие чего при изменении тока нагрузки их выходное напряжение практически не изменяется. Тем самым инвертор напряжения по отношению к нагрузке ведет себя как .

Автономные инверторы тока (АИТ) имеют «мягкую» внешнюю характеристику и обладают свойствами источника тока. Тем самым инвертор тока по отношению к нагрузке ведет себя как источник тока.

Преобразователем частоты (ПЧ) называется преобразователь напряжения переменного тока стандартных частоты и напряжения в напряжение переменного тока регулируемой частоты. Полупроводниковые преобразователи частоты подразделяются на две группы: преобразователи частоты с непосредственной связью и преобразователи частоты с промежуточным звеном постоянного тока.

Преобразователи частоты с непосредственной связью позволяют изменять частоту напряжения на нагрузке только в сторону ее уменьшения по сравнению с частотой напряжения источника питания. Преобразователи частоты с промежуточным звеном постоянного тока не имеют подобного ограничения и находят более широкое применение в электроприводе.

Промышленный преобразователь частоты для управления электроприводом

Регулятором напряжения переменного тока называется преобразователь напряжения переменного тока стандартных частоты и напряжения в регулируемое напряжение переменного тока той же частоты. Они могут быть одно- и трехфазными и используют в своей силовой части, как правило, однооперационные тиристоры.

Регулятором напряжения постоянного тока называется преобразователь нерегулируемого напряжения источника постоянною тока в регулируемое напряжение на нагрузке. В таких преобразователях используются силовые полупроводниковые управляемые ключи, работающие в импульсном режиме, а регулирование напряжения в них происходит за счет модуляции напряжения источника питания.

Наибольшее распространение получил , при котором изменяется длительность импульсов напряжения при неизменной частоте их следования.

Преобразователь переменного / постоянного тока

Преобразователи тока — устройства, позволяющие преобразовывать постоянный и переменный ток в переменный или постоянный с нужным напряжением. Выделяют инверторы и выпрямители. Первые необходимы для преобразования постоянного тока в переменный, вторые, наоборот, для преобразования переменного тока в постоянный.

Такое устройство, как преобразователь тока, служит для обеспечения бесперебойного питания в бытовых условиях, кроме того они используются на производстве, в блоках питания и пр.

Назначение преобразователя переменного тока в постоянный

Выпрямитель или выпрямительное устройство, называемый еще преобразователь переменного тока в постоянный, может применяться и как самостоятельное устройство, и как элемент системы электрического питания. Такие преобразователи переменного тока, благодаря своим характеристикам и достоинствам, широко применяются на разных мощностях — малых и средних. Так, выпрямители часто используют в системах сигнализации и видеонаблюдения. Кроме того, такой преобразователь переменного напряжения используется и для заряда батарей (стартерных) в турбинах газовых и двигателях дизельных и пр.

Назначение преобразователя постоянного тока в переменный

Широкое распространение в быту получил преобразователь постоянного тока в переменный. Он используется для обеспечения домов, отдельных систем, бытовой техники бесперебойным питанием. Отметим, что сами инверторы питаются от промышленных аккумуляторных батарей.

Если ваши домашние приборы (бытовая техника и прочее) подключены к общей сети с помощью таких преобразователей постоянного напряжения в переменное, то при отключениях электроэнергии вся техника в доме будет питаться от аккумуляторных батарей. Когда же подача энергии будет восстановлена, преобразователи постоянного тока переключатся на заряд батарей.

Это устройство используется и когда вам приходится страдать от перепадов напряжения в сети: скачки, падения, полное отсутствие. В таких обстоятельствах инвертор всю нагрузку переключает на себя, защищая вашу технику.

Примеры использования преобразователей постоянного/переменного тока

Часто инверторы, преобразователи постоянного в переменный ток используются в автомобилях. Они служат для подключения к сети зарядных устройств для мобильных телефонов, ноутбуков, портативных телевизоров и прочего. Их также применяют при обустройстве сети в коттеджах и загородных домах в районах, где существуют проблемы с электроснабжением. Могут использоваться и в обычных квартирах, офисах, на производстве и др.

Статьи по теме

О DC-DC преобразователях

Преобразователь постоянного тока в постоянный — это электронная схема или электромеханическое устройство, которое преобразует источник постоянного тока с одного уровня напряжения на другой.

Для питания различной электронной аппаратуры весьма широко используются DC/DC преобразователи. Применяются они в устройствах вычислительной техники, устройствах связи, различных схемах управления и автоматики и др.

Трансформаторные блоки питания

В традиционных трансформаторных блоках питания напряжение питающей сети с помощью трансформатора преобразуется, чаще всего понижается, до нужного значения. Пониженное напряжение выпрямляется диодным мостом и сглаживается конденсаторным фильтром. В случае необходимости после выпрямителя ставится полупроводниковый стабилизатор.

Трансформаторные блоки питания, как правило, оснащаются линейными стабилизаторами. Достоинств у таких стабилизаторов не менее двух: это маленькая стоимость и незначительное количество деталей в обвязке. Но эти достоинства съедает низкий КПД, поскольку значительная часть входного напряжения используется на нагрев регулирующего транзистора, что совершенно неприемлемо для питания переносных электронных устройств.

DC/DC преобразователи

Если питание аппаратуры осуществляется от гальванических элементов или аккумуляторов, то преобразование напряжения до нужного уровня возможно лишь с помощью DC/DC преобразователей.

Идея достаточно проста: постоянное напряжение преобразуется в переменное, как правило, с частотой несколько десятков и даже сотен килогерц, повышается (понижается), а затем выпрямляется и подается в нагрузку. Такие преобразователи часто называются импульсными.

В качестве примера можно привести повышающий преобразователь из 1,5В до 5В, как раз выходное напряжение компьютерного USB. Подобный преобразователь небольшой мощности продается на Алиэкспресс.

Рис. 1. Преобразователь 1,5В/5В

Импульсные преобразователи хороши тем, что имеют высокий КПД, в пределах 60..90%. Еще одно достоинство импульсных преобразователей широкий диапазон входных напряжений: входное напряжение может быть ниже выходного или намного выше. Вообще DC/DC конвертеры можно разделить на несколько групп.

Классификация конвертеров

Понижающие, по английской терминологии step-down или buck

Выходное напряжение этих преобразователей, как правило, ниже входного: без особых потерь на нагрев регулирующего транзистора можно получить напряжение всего несколько вольт при входном напряжении 12…50В. Выходной ток таких преобразователей зависит от потребности нагрузки, что в свою очередь определяет схемотехнику преобразователя.

Еще одно англоязычное название понижающего преобразователя chopper. Один из вариантов перевода этого слова – прерыватель. В технической литературе понижающий конвертер иногда так и называют «чоппер». Пока просто запомним этот термин.

Повышающие, по английской терминологии step-up или boost

Выходное напряжение этих преобразователей выше входного. Например, при входном напряжении 5В на выходе можно получить напряжение до 30В, причем, возможно его плавное регулирование и стабилизация. Достаточно часто повышающие преобразователи называют бустерами.

Универсальные преобразователи – SEPIC

Выходное напряжение этих преобразователей удерживается на заданном уровне при входном напряжении как выше входного, так и ниже. Рекомендуется в случаях, когда входное напряжение может изменяться в значительных пределах. Например, в автомобиле напряжение аккумулятора может изменяться в пределах 9…14В, а требуется получить стабильное напряжение 12В.

Инвертирующие преобразователи — inverting converter

Основной функцией этих преобразователей является получение на выходе напряжения обратной полярности относительно источника питания. Очень удобно в тех случаях, когда требуется двухполярное питание, например для питания ОУ.

Все упомянутые преобразователи могут быть стабилизированными или нестабилизированными, выходное напряжение может быть гальванически связано с входным или иметь гальваническую развязку напряжений. Все зависит от конкретного устройства, в котором будет использоваться преобразователь.

Чтобы перейти к дальнейшему рассказу о DC/DC конвертерах следует хотя бы в общих чертах разобраться с теорией.

Понижающий конвертер чоппер – конвертер типа buck

Его функциональная схема показана на рисунке ниже. Стрелками на проводах показаны направления токов.

Рис.2. Функциональная схема чопперного стабилизатора

Входное напряжение Uin подается на входной фильтр — конденсатор Cin. В качестве ключевого элемента используется транзистор VT, он осуществляет высокочастотную коммутацию тока. Это может быть транзистор структуры MOSFET, IGBT либо обычный биполярный транзистор. Кроме указанных деталей в схеме содержится разрядный диод VD и выходной фильтр – LCout, с которого напряжение поступает в нагрузку Rн.

Нетрудно видеть, что нагрузка включена последовательно с элементами VT и L. Поэтому схема является последовательной. Как же происходит понижение напряжения?

Широтно-импульсная модуляция – ШИМ

Схема управления вырабатывает прямоугольные импульсы с постоянной частотой или постоянным периодом, что в сущности одно и то же. Эти импульсы показаны на рисунке 3.

Рис.3. Импульсы управления

Здесь tи время импульса, транзистор открыт, tп – время паузы, — транзистор закрыт. Соотношение tи/T называется коэффициентом заполнения duty cycle, обозначается буквой D и выражается в %% или просто в числах. Например, при D равном 50% получается, что D=0,5.

Таким образом D может изменяться от 0 до 1. При значении D=1 ключевой транзистор находится в состоянии полной проводимости, а при D=0 в состоянии отсечки, попросту говоря, закрыт. Нетрудно догадаться, что при D=50% выходное напряжение будет равно половине входного.

Совершенно очевидно, что регулирование выходного напряжения происходит за счет изменения ширины управляющего импульса tи, по сути дела изменением коэффициента D. Такой принцип регулирования называется широтно-импульсной модуляцией ШИМ (PWM). Практически во всех импульсных блоках питания именно с помощью ШИМ производится стабилизация выходного напряжения.

На схемах, показанных на рисунках 2 и 6 ШИМ «спрятана» в прямоугольниках с надписью «Схема управления», которая выполняет некоторые дополнительные функции. Например, это может быть плавный запуск выходного напряжения, дистанционное включение или защита преобразователя от короткого замыкания.

Вообще конвертеры получили столь широкое применение, что фирмы производители электронных компонентов наладили выпуск ШИМ контроллеров на все случаи жизни. Ассортимент настолько велик, что просто для того чтобы их перечислить понадобится целая книга. Поэтому собирать конвертеры на дискретных элементах, или как часто говорят на «рассыпухе», никому не приходит в голову.

Более того готовые конвертеры небольшой мощности можно купить на Алиэкспрес или Ebay за незначительную цену. При этом для установки в любительскую конструкцию достаточно припаять к плате провода на вход и выход, и выставить требуемое выходное напряжение.

Но вернемся к нашему рисунку 3. В данном случае коэффициент D определяет, сколько времени будет открыт (фаза 1) или закрыт (фаза 2) ключевой транзистор. Для этих двух фаз можно представить схему двумя рисунками. На рисунках НЕ ПОКАЗАНЫ те элементы, которые в данной фазе не используются.

Рис.4. Фаза 1

При открытом транзисторе ток от источника питания (гальванический элемент, аккумулятор, выпрямитель) проходит через индуктивный дроссель L, нагрузку Rн, и заряжающийся конденсатор Cout. При этом через нагрузку протекает ток, конденсатор Cout и дроссель L накапливают энергию. Ток iL ПОСТЕПЕННО ВОЗРАСТАЕТ, сказывается влияние индуктивности дросселя. Эта фаза называется накачкой.

После того, как напряжение на нагрузке достигнет заданного значения (определяется настройкой устройства управления), транзистор VT закрывается и устройство переходит ко второй фазе – фазе разряда. Закрытый транзистор на рисунке не показан вовсе, как будто его и нет. Но это означает лишь то, что транзистор закрыт.

Рис.5. Фаза 2

При закрытом транзисторе VT пополнения энергии в дросселе не происходит, поскольку источник питания отключен. Индуктивность L стремится воспрепятствовать изменению величины и направления тока (самоиндукция) протекающего через обмотку дросселя.

Поэтому ток мгновенно прекратиться не может и замыкается через цепь «диод-нагрузка». Из-за этого диод VD получил название разрядный. Как правило, это быстродействующий диод Шоттки. По истечении периода управления фаза 2 схема переключается на фазу 1, процесс повторяется снова. Максимальное напряжение на выходе рассмотренной схемы может быть равным входному, и никак не более. Чтобы получить выходное напряжение больше, чем входное, применяются повышающие преобразователи.

Следует заметить, что на самом деле не все так просто, как написано выше: предполагается, что все компоненты идеальные, т.е. включение и выключение происходит без задержек, а активное сопротивление нулевое. При практическом изготовлении подобных схем приходится учитывать многие нюансы, поскольку очень многое зависит от качества применяемых компонентов и паразитной емкости монтажа. Только про такую простую деталь как дроссель (ну, просто моток провода!) можно написать еще не одну статью.

Пока только следует напомнить собственно о величине индуктивности, которая определяет два режима работы чоппера. При недостаточной индуктивности преобразователь будет работать в режиме разрывных токов, что совершенно недопустимо для источников питания.

Если же индуктивность достаточно большая, то работа происходит в режиме неразрывных токов, что позволяет с помощью выходных фильтров получить постоянное напряжение с приемлемым уровнем пульсаций. В режиме неразрывных токов работают и повышающие преобразователи, о которых будет рассказано ниже.

Для некоторого повышения КПД разрядный диод VD заменяется транзистором MOSFET, который в нужный момент открывается схемой управления. Такие преобразователи называются синхронными. Их применение оправдано, если мощность преобразователя достаточно велика.

Повышающие step-up или boost преобразователи

Повышающие преобразователи применяются в основном при низковольтном питании, например, от двух-трех батареек, а некоторые узлы конструкции требуют напряжения 12…15В с малым потреблением тока. Достаточно часто повышающий преобразователь кратко и понятно называют словом «бустер».

Рис.6. Функциональная схема повышающего преобразователя

Входное напряжение Uin подается на входной фильтр Cin и поступает на последовательно соединенные катушку индуктивности L и коммутирующий транзистор VT. В точку соединения катушки и стока транзистора подключен диод VD. К другому выводу диода подключены нагрузка Rн и шунтирующий конденсатор Cout.

Транзистор VT управляется схемой управления, которая вырабатывает сигнал управления стабильной частоты с регулируемым коэффициентом заполнения D, так же, как было рассказано чуть выше при описании чопперной схемы (Рис.3). Диод VD в нужные моменты времени блокирует нагрузку от ключевого транзистора.

Когда открыт ключевой транзистор правый по схеме вывод катушки L соединяется с отрицательным полюсом источника питания Uin. Нарастающий ток (сказывается влияние индуктивности) от источника питания протекает через катушку и открытый транзистор, в катушке накапливается энергия.

В это время диод VD блокирует нагрузку и выходной конденсатор от ключевой схемы, тем самым предотвращая разряд выходного конденсатора через открытый транзистор. Нагрузка в этот момент питается энергией накопленной в конденсаторе Cout. Естественно, что напряжение на выходном конденсаторе падает.

Как только напряжение на выходе станет несколько ниже заданного, (определяется настройками схемы управления), ключевой транзистор VT закрывается, и энергия, запасенная в дросселе, через диод VD подзаряжает конденсатор Cout, который подпитывает нагрузку. При этом ЭДС самоиндукции катушки L складывается с входным напряжением и передается в нагрузку, следовательно, напряжение на выходе получается больше входного напряжения.

По достижении выходным напряжением установленного уровня стабилизации схема управления открывает транзистор VT, и процесс повторяется с фазы накопления энергии.

Универсальные преобразователи – SEPIC (single-ended primary-inductor converter или преобразователь с несимметрично нагруженной первичной индуктивностью).

Подобные преобразователи применяются в основном, когда нагрузка имеет незначительную мощность, а входное напряжение изменяется относительно выходного в большую или меньшую сторону.

Рис.7. Функциональная схема преобразователя SEPIC

Очень похожа на схему повышающего преобразователя, показанного на рисунке 6, но имеет дополнительные элементы: конденсатор C1 и катушку L2. Именно эти элементы и обеспечивают работу преобразователя в режиме понижения напряжения.

Преобразователи SEPIC применяются в тех случаях, когда входное напряжение изменяется в широких пределах. В качестве примера можно привести 4V-35V to 1.23V-32V Boost Buck Voltage Step Up/Down Converter Regulator. Именно под таким названием в китайских магазинах продается преобразователь, схема которого показана на рисунке 8 (для увеличения нажмите на рисунок).

Рис.8. Принципиальная схема преобразователя SEPIC

На рисунке 9 показан внешний вид платы с обозначением основных элементов.

Рис.9. Внешний вид преобразователя SEPIC

На рисунке показаны основные детали в соответствии с рисунком 7. Следует обратить внимание на наличие двух катушек L1 L2. По этому признаку можно определить, что это именно преобразователь SEPIC.

Входное напряжение платы может быть в пределах 4…35В. При этом выходное напряжение может настраиваться в пределах 1,23…32В. Рабочая частота преобразователя 500КГц.При незначительных размерах 50 x 25 x 12мм плата обеспечивает мощность до 25 Вт. Максимальный выходной ток до 3А.

Но тут следует сделать замечание. Если выходное напряжение установить на уровне 10В, то выходной ток не может быть выше 2,5А (25Вт). При выходном напряжении 5В и максимальном токе 3А мощность составит всего 15Вт. Здесь главное не перестараться: либо не превысить максимально допустимую мощность, либо не выйди за пределы допустимого тока.

Ранее ЭлектроВести писали, что Министерство энергетики и чешская группа компаний Witkowitz рассматривают возможность сотрудничества в строительстве малых модульных атомных реакторов (до 300 МВт).

По материалам: electrik.info.

Преобразователь напряжения постоянного тока в переменный?

Администратор

Для преобразования между постоянным током (DC) и переменным током (AC) требуется некоторый тип инвертора. Преобразователь постоянного напряжения в переменный ток по существу переключает источник постоянного тока взад и вперед между положительным и отрицательным значениями, используя схему, известную как генератор. Два основных класса преобразователя постоянного напряжения в переменный ток различаются в зависимости от того, является ли выход модифицированной квадратной или чистой синусоидальной волной в зависимости от сложности схемы генератора. Преобразователь напряжения постоянного тока в переменный может использоваться для питания электронных устройств с использованием батарей, обнаруженных в автомобилях, транспортных средствах для отдыха и лодках, солнечных батареях и других источниках. Те, кому требуется преобразовать параметры сети из 12 вольт в 24 вольта, могут купить преобразователь напряжения 12в 24в

Разница между прямым и переменным током заключается в том, что электроны в цепях постоянного тока движутся только в одном направлении, а в цепях переменного тока периодически меняют свой поток. Это можно проверить, испытав напряжение в цепи. Контур постоянного тока будет показывать постоянное положительное напряжение, если провода правильно подключены, а цепь переменного тока будет циклически переключаться между положительным и отрицательным напряжениями. При просмотре на осциллографе или аналогичном устройстве переменный ток, доступный из сети электропитания, будет отображаться как синусоидальная волна.

Преобразователь напряжения постоянного тока в переменный ток работает путем переключения источника постоянного тока назад и вперед, чтобы приблизить синусоидальную волну. Цепи осциллятора, используемые для достижения этого, были когда-то механическими по своей природе, хотя были созданы различные конструкции из твердого состояния. Простые преобразователи создают тип модифицированной прямоугольной волны, которая включает в себя напряжение, остающееся положительным на какое-то время, сбрасывая прямо на ноль, двигаясь по прямой линии к отрицательному напряжению, а затем обратно. Для многих устройств достаточно мощности переменного тока в виде квадратной волны, хотя в некоторых случаях необходим более чистый сигнал. Чистые инверторы синусоидальной волны являются более дорогим преобразователем напряжения постоянного тока в переменный, который использует дополнительную схему управления для приближения синусоидальных волн, наблюдаемых в сетчатой мощности.

Инвертор обычно также использует трансформаторы и различные схемы управления для генерации желаемого уровня напряжения и тока для питания устройства. Имеются небольшие инверторы, которые могут подключаться к прикуривателю в автомобиле, что обычно обеспечивает ограниченное количество мощности. Выходная мощность инвертора имеет тенденцию ограничиваться входной цепью. Инверторы, которые используются с установками солнечных батарей, могут обеспечить питание для всего дома, а чистые модели синусоидальной волны часто используются для привязки этих систем к сетке.

Теги: преобразователь напряжения постоянного тока в переменный

Частотный преобразователь постоянного тока в переменный

Данная политика конфиденциальности относится к сайту под доменным именем instart-info.ru. Эта страница содержит сведения о том, какую информацию мы (администрация сайта) или третьи лица могут получать, когда вы пользуетесь нашим сайтом.

Данные, собираемые при посещении сайта

Персональные данные

Персональные данные при посещении сайта передаются пользователем добровольно, к ним могут относиться: имя, фамилия, отчество, номера телефонов, адреса электронной почты, адреса для доставки товаров или оказания услуг, реквизиты компании, которую представляет пользователь, должность в компании, которую представляет пользователь, аккаунты в социальных сетях; поля форм могут запрашивать и иные данные.

Эти данные собираются в целях оказания услуг или продажи товаров, связи с пользователем или иной активности пользователя на сайте, а также, чтобы отправлять пользователям информацию, которую они согласились получать.

Мы не проверяем достоверность оставляемых данных, однако не гарантируем качественного исполнения заказов или обратной связи с нами при некорректных данных.

Данные собираются имеющимися на сайте формами для заполнения (например, регистрации, оформления заказа, подписки, оставления отзыва, обратной связи и иными).

Формы, установленные на сайте, могут передавать данные как напрямую на сайт, так и на сайты сторонних организаций (скрипты сервисов сторонних организаций).

Также данные могут собираться через технологию cookies (куки) как непосредственно сайтом, так и скриптами сервисов сторонних организаций. Эти данные собираются автоматически, отправку этих данных можно запретить, отключив cookies (куки) в браузере, в котором открывается сайт.

Не персональные данные

Кроме персональных данных при посещении сайта собираются не персональные данные, их сбор происходит автоматически веб-сервером, на котором расположен сайт, средствами CMS (системы управления сайтом), скриптами сторонних организаций, установленными на сайте. К данным, собираемым автоматически, относятся: IP адрес и страна его регистрации, имя домена, с которого вы к нам пришли, переходы посетителей с одной страницы сайта на другую, информация, которую ваш браузер предоставляет добровольно при посещении сайта, cookies (куки), фиксируются посещения, иные данные, собираемые счетчиками аналитики сторонних организаций, установленными на сайте.

Эти данные носят неперсонифицированный характер и направлены на улучшение обслуживания клиентов, улучшения удобства использования сайта, анализа посещаемости.

Предоставление данных третьим лицам

Мы не раскрываем личную информацию пользователей компаниям, организациям и частным лицам, не связанным с нами. Исключение составляют случаи, перечисленные ниже.

Данные пользователей в общем доступе

Персональные данные пользователя могут публиковаться в общем доступе в соответствии с функционалом сайта, например, при оставлении отзывов, может публиковаться указанное пользователем имя, такая активность на сайте является добровольной, и пользователь своими действиями дает согласие на такую публикацию.

По требованию закона

Информация может быть раскрыта в целях воспрепятствования мошенничеству или иным противоправным действиям; по требованию законодательства и в иных случаях, предусмотренных законом.

Для оказания услуг, выполнения обязательств

Пользователь соглашается с тем, что персональная информация может быть передана третьим лицам в целях оказания заказанных на сайте услуг, выполнении иных обязательств перед пользователем. К таким лицам, например, относятся курьерская служба, почтовые службы, службы грузоперевозок и иные.

Сервисам сторонних организаций, установленным на сайте

На сайте могут быть установлены формы, собирающие персональную информацию других организаций, в этом случае сбор, хранение и защита персональной информации пользователя осуществляется сторонними организациями в соответствии с их политикой конфиденциальности.

Сбор, хранение и защита полученной от сторонней организации информации осуществляется в соответствии с настоящей политикой конфиденциальности.

Как мы защищаем вашу информацию

Мы принимаем соответствующие меры безопасности по сбору, хранению и обработке собранных данных для защиты их от несанкционированного доступа, изменения, раскрытия или уничтожения, ограничиваем нашим сотрудникам, подрядчикам и агентам доступ к персональным данным, постоянно совершенствуем способы сбора, хранения и обработки данных, включая физические меры безопасности, для противодействия несанкционированному доступу к нашим системам.

Ваше согласие с этими условиями

Используя этот сайт, вы выражаете свое согласие с этой политикой конфиденциальности. Если вы не согласны с этой политикой, пожалуйста, не используйте наш сайт. Ваше дальнейшее использование сайта после внесения изменений в настоящую политику будет рассматриваться как ваше согласие с этими изменениями.

Отказ от ответственности

Политика конфиденциальности не распространяется ни на какие другие сайты и не применима к веб-сайтам третьих лиц, которые могут содержать упоминание о нашем сайте и с которых могут делаться ссылки на сайт, а также ссылки с этого сайта на другие сайты сети Интернет. Мы не несем ответственности за действия других веб-сайтов.

Изменения в политике конфиденциальности

Мы имеем право по своему усмотрению обновлять данную политику конфиденциальности в любое время. В этом случае мы опубликуем уведомление на главной странице нашего сайта. Мы рекомендуем пользователям регулярно проверять эту страницу для того, чтобы быть в курсе любых изменений о том, как мы защищаем информацию пользователях, которую мы собираем. Используя сайт, вы соглашаетесь с принятием на себя ответственности за периодическое ознакомление с политикой конфиденциальности и изменениями в ней.

Как с нами связаться

Если у вас есть какие-либо вопросы о политике конфиденциальности, использованию сайта или иным вопросам, связанным с сайтом, свяжитесь с нами:

8 800 222 00 21

[email protected]

Простой преобразователь постоянного напряжения 12В в переменное 220В

Все это поправимо, если у вас есть автомобильный аккумулятор. К нему можно собрать устройство, называемое преобразователем постоянного напряжения в переменное (или по западной терминологии DC-AC преобразователь). На рис.1 и 2 показаны две основные схемы таких преобразователей.

Принципиальная схема

В схеме на рис.1 используются четыре мощных транзистора VT1…VT4, работающих в ключевом режиме. В одном полупериоде напряжения 50 Гц открыты транзисторы VT1 и VT4.

Ток от аккумулятора GB1 протекает через транзистор VT1, первичную обмотку трансформатора T1 (слева направо по схеме) и транзистор VT4.

Рис. 1. Принципиальная схема преобразователя постоянного напряжения 12В в переменное 220В.

Во втором полупериоде открыты транзисторы VT2 и VT3, ток от аккумулятора GB1 идет через транзистор VT3, первичную обмотку трансформатора TV1 (справа налево по схеме) и транзистор VT2.

В результате ток в обмотке трансформатора TV1 получается переменным, и во вторичной обмотке напряжение повышается до 220 6. При использовании 12-вопьтового аккумулятора коэффициент К= 220/12=18,3.

Генератор импульсов с частотой 50 Гц можно построить на транзисторах, логических микросхемах и любой другой элементной базе.

На рис.1 показан генератор импульсов на интегральном таймере КР1006ВИ1 (микросхема DA1). С выхода DA1 импульсы частотой 50 Гц проходят через два инвертора на транзисторах VT7, VT8.

От первого из них импульсы поступают через усилитель тока VT5 на пару VT2, VT3, со второго — через усилитель тока VT6 на пару VT1, VT4. Если в качестве VT1…VT4 использовать транзисторы с высоким коэффициентом передачи тока («супербета»), например, типа КТ827Б или мощные полевые транзисторы, например, КП912А, то усилители тока VT5, VT6 можно не ставить.

В схеме на рис.2 используются только два мощных транзистора VT1 и VT2, но зато первичная обмотка трансформатора имеет вдвое больше витков и среднюю точку.

Рис. 2. Схема выходной части импульсного преобразователя напряжения на двух мощных транзисторах.

Генератор импульсов в этой схеме тот же самый, базы транзисторов VT1 и VT2 подключаются к точкам А и Б схемы генератора импульсов на рис.1.

Рис. 3. Схема сигнализатора разряда аккумуляторной батареи.

Детали и налаживание

Т(ч) = (0,7WU)/P

где W — емкость аккумулятора, Ач; U — номинальное напряжение аккумулятора, В; Р — мощность нагрузки, Вт. В этом выражении учтен также КПД преобразователя, составляющий 0,85…0,9.

Если использовать в качестве мощных транзисторов VT1…VT4 в схеме на рис.1 или VT1, VT2 в схеме на рис.2 КТ819А, то следует помнить следующее.

Максимальный рабочий ток этих транзисторов 15 А, поэтому если рассчитывать на мощность преобразователя свыше 150 Вт, то необходимо ставить либо транзисторы с максимальным током свыше 15 А (например, КТ879А), либо включать параллельно по два транзистора.

При максимальном рабочем токе 15 А мощность рассеяния на каждом транзисторе составит примерно 5 Вт, тогда как без радиатора максимальная рассеиваемая мощность — 3 Вт. Поэтому на этих транзисторах необходимо ставить небольшие радиаторы в виде металлической пластины площадью 15-20 см.

Однако однофазные электромоторы с напряжением такой формы работают плохо. Поэтому включать в такой преобразователь пылесос или магнитофон не стоит.

Выход из положения можно найти, намотав на трансформаторе Т1 дополнительную обмотку и нагрузив ее на конденсатор Ср (на рис.2 показан пунктиром).

Этот конденсатор выбран такой величины, чтобы образовался контур, настроенный на частоту 50 Гц. При мощности преобразователя 150 Вт емкость такого конденсатора можно вычислить по формуле С = 0,25 / U2, где U -напряжение, образующееся на дополнительной обмотке, например, при U = 100 В, С = 25 мкФ.

При этом конденсатор должен работать на переменном напряжении (можно использовать металлобумажные конденсаторы К42У или подобные) и иметь рабочее напряжение не меньше 2U.

Такой контур забирает на себя часть мощности преобразователя. Эта часть мощности зависит от добротности конденсатора. Так, для металлобумажных конденсаторов тангенс угла диэлектрических потерь составляет 0,02…0,05, поэтому КПД преобразователя снижается примерно на 2…5%.

Во избежание выхода из строя аккумуляторной батареи преобразователь не мешает оборудовать сигнализатором разряда. Простая схема такого сигнализатора показана на рис.3.

Транзистор VT1 является пороговым элементом. Пока напряжение аккумуляторной батареи в норме транзистор VT1 открыт и напряжение на его коллекторе ниже порогового напряжения микросхемы DD1.1, поэтому генератор сигнала звуковой частоты на этой микросхеме не работает.

Когда напряжение батареи опускается до критического значения, транзистор VT1 запирается (точка запирания устанавливается переменным резистором R2), начинает работать генератор на микросхеме DD1 и акустический элемент НА1 начинает «пищать». Вместо пьезоэлемента можно применить динамический громкоговоритель малой мощности.

Поэтому при изготовлении трансформатора следует предусмотреть дополнительную обмотку для зарядного устройства. Естественно, при зарядке аккумулятора схему преобразователя необходимо отключить.

В. Д. Панченко, г.Киев, Украина.

Комбинированный инвертор и преобразователь постоянного тока

В чём различие между инвертором и преобразователем постоянного тока в электромобиле?

Подобно тому, как двигатели внутреннего сгорания и генераторы работают в паре друг с другом на обычных автомобилях, гибридные автомобили и электромобили используют инверторы и преобразователи для управления электроэнергией между батареями и электромотором, а также другими бортовыми системами.

Инверторы преобразуют постоянный ток (DC) батареи в переменный (AC) для питания автомобиля. Инверторы также управляют двигателем и используют его как генератор, передавая энергию торможения обратно в батарею.

Преобразователи управляют напряжением постоянного тока от батареи, либо повышая, либо понижая его в зависимости от системы и требуемой мощности. Преобразователи постоянного тока обычно понижают высокое напряжение батарейного блока до 12 вольт, требуемых для работы радиоприёмника, фар и т.д.

Решение конвейерной комплектации для рынка послепродажного обслуживания силовой электроники

Инверторы и преобразователи работают совместно для управления как приводом автомобиля с электрической силовой установкой, так и вспомогательными системами. Однако многие из современных инверторов и преобразователей могут быть сложными, дорогостоящими и подверженными выходу из строя из-за чрезмерного нагрева. Кроме того, они тяжелы и занимают много места, уменьшая объём как багажника, так и пассажирского салона. Решение первичной комплектации от Delphi Technologies сочетает в себе инвертор и преобразователь постоянного тока в одном устройстве.

Инвертор/преобразователь CIDD от Delphi Technologies является экономически эффективным решением и экономит важнейшие вес и пространство в гибридных, подзаряжаемых гибридных автомобилях, а также в электромобилях. А благодаря использованию запатентованной технологии первичной комплектации — двустороннего охлаждения инвертора с поддержкой Viper -решается проблема перегрева, что позволяет обеспечить более высокую выходную мощность и широкий диапазон при меньшем размере.

заряженных электромобилей | Более пристальный взгляд на преобразователи постоянного тока в постоянный

Насколько нам известно, все электромобили, производимые крупными автопроизводителями, используют обычные свинцово-кислотные батареи для системы 12 В (удивительно, но факт — подробнее о том, почему, чуть позже), и это аккумулятор требует зарядки, как и в автомобиле с ДВС. В то время как вы можете повесить генератор переменного тока на тяговый двигатель, чтобы поддерживать заряд батареи 12 В и обеспечивать среднюю мощность, требуемую системой 12 В, более эффективным (если не обязательно более экономичным) решением является изолированное от трансформатора устройство постоянного тока. Преобразователь постоянного тока между тяговым аккумулятором и аккумулятором на 12 В.

Интересно, что Hyundai Ioniq Hybrid 2017 перешел на бессвинцовый

Хотя 12-вольтовой аккумуляторной батарее электромобиля больше не приходится бороться с проворачиванием двигателя — обеспечение коротких, но мощных всплесков тока — это цель, для которой свинцово-кислотные соединения действительно превосходны, — свинцово-кислотный химический состав, тем не менее, по-прежнему является хорошим выбором для троих. Основные причины: он очень устойчив к злоупотреблениям, общедоступен (читай: рентабелен) и, что наиболее важно для транспортных средств, может работать в гораздо более широком диапазоне температур, чем любой другой выбор химии (от -25 ° до 55 ° C) .Напротив, литий-ионный тяговый аккумулятор требует строгой защиты от перезарядки или разрядки, а диапазон температур, в котором он может использоваться, гораздо более ограничен (обычно от 5 ° до 45 ° C). Кроме того, несмотря на то, что в продаже имеются литий-ионные автомобильные аккумуляторы на 12 В, они по-прежнему являются специальными элементами, предназначенными для гонок или других приложений, чувствительных к весу / не требующих затрат; т. е. вы не можете забрать его у местного продавца автозапчастей.

Аналогичным образом, традиционный синхронный генератор переменного тока с фазным ротором, также известный как генератор переменного тока, представляет собой надежный и очень экономичный выбор для поддержания заряда аккумуляторной батареи 12 В и обеспечения средней мощности, необходимой для нагрузки 12 В в транспортных средствах с ДВС.Его основным недостатком является низкий КПД (50-60%), но затраты или усилия на сокращение нескольких сотен ватт потерь от генератора вряд ли стоят затраченных усилий, когда ДВС, который его приводит в движение, сбрасывает от нескольких десятков до сотен киловатт энергии. отходящее тепло от его радиатора (то есть потери генератора равняются пресловутой «ошибке округления» в общих потерях трансмиссии ДВС). Однако это не относится к электромобилю, поскольку энергоэффективность его электрической трансмиссии (аккумулятор, инвертор и двигатель) может достигать 85%, поэтому несколько сотен ватт дополнительных потерь значительно добавят к общей сумме.

Учитывая, что электромобили по-прежнему используют свинцово-кислотную батарею для системы 12 В и что преобразователь постоянного тока в постоянный является предпочтительным средством поддержания заряда этой батареи, следующим шагом является определение функциональных характеристик последней. Это, как правило, тот момент, когда многие производители электромобилей и OEM-производителей уровня 1 разрывают любые связи с практичностью: преобразователь постоянного тока в постоянный стоит намного больше, чем генератор переменного тока из расчета доллар за ватт, но многие из них намного мощнее и мощнее. сложнее, чем необходимо (в резком контрасте со скромным генератором переменного тока, который является прекрасным примером «экономичного инжиниринга»).Например, многие преобразователи постоянного тока в постоянный, разработанные для электромобилей, являются двунаправленными; то есть энергия также может передаваться от аккумулятора 12 В к тяговому аккумулятору, а не только наоборот. Практического сценария, в котором это имеет смысл, не существует, поскольку батарея на 12 В обычно рассчитана на хранение около 300-600 ватт-часов энергии и должна обеспечивать множество паразитных / резервных нагрузок, когда электромобиль выключен, тогда как тяговая батарея обычно хранит несколько десятков киловатт-часов, и единственные паразитные нагрузки, когда электромобиль выключен (и, конечно, не заряжается), исходят от системы управления аккумулятором и, если необходимо, от системы контроля температуры.Кроме того, все литий-ионные химические соединения демонстрируют гораздо меньший саморазряд, чем свинцово-кислотные, поэтому, если какая-либо батарея собирается умереть, если электромобиль отключен от зарядного устройства слишком долго, это будет аккумулятор на 12 В.

Еще одна спецификация, которая часто соответствует старой пиле, «ничто не дает такого успеха, как избыток», — это номинальная выходная мощность. Существуют коммерчески доступные преобразователи постоянного тока в постоянный ток от OEM-производителей уровня 1, рассчитанные на 2,2 кВт или ~ 160 А при 13,8 В. Преобразователь постоянного тока в постоянный ток модели S 2016 рассчитан на 2,5 кВт (~ 180 А при 13,8 В.8 В), и даже Nissan Leaf 2016 года получит преобразователь на 135 А. Сравните это с генератором на 160 А для Cadillac Escalade 2016 года со всеми возможными вариантами мощности (и замена доступна во многих розничных магазинах автозапчастей всего за 170 долларов + основная плата)! Можно было бы надеяться, что все OEM-производители электромобилей действительно измеряют пиковое и среднее потребление тока в системе 12 В каждой из своих моделей для определения размера преобразователя постоянного тока в постоянный, но все же трудно поверить, что этот спрос превысит спрос на автомобиль с ДВС; в конце концов, многие из наиболее энергоемких аксессуаров (гидроусилитель руля, кондиционер и т. д.) может питаться непосредственно от тягового аккумулятора электромобиля.

Последняя важная спецификация — это методология или алгоритм начисления платы. Свинцово-кислотные батареи, как правило, служат дольше всего при умеренной глубине разряда (не более 50%) и использовании так называемого «3-ступенчатого» цикла зарядки: основная фаза работает при постоянном токе, чтобы зарядить аккумулятор. до 80% заряда; фаза поглощения поддерживает постоянное напряжение, в то время как ток уменьшается, чтобы довести батарею до почти 100% SoC; фаза плавающего режима несколько снижает напряжение по сравнению с фазой поглощения, чтобы противодействовать саморазряду.Также должна быть небольшая температурная зависимость для напряжений поглощения и холостого хода приблизительно -5 мВ / ° C на элемент (что соответствует -30 мВ / ° C для батареи 12 В).

Существует множество топологий, которые могут использоваться в преобразователе постоянного тока электромобиля, но только некоторые из них действительно практичны, а конфигурация / сложность вторичной стороны, в частности, сильно зависит от номинального тока и, конечно же, от нужно ли конвертеру работать в двух направлениях. Вообще говоря, при этом уровне мощности и диапазоне входного напряжения (200-600 В постоянного тока) классический 4-х переключательный полный (или «H») мост является безопасным выбором для цепи первичной стороны, будь то фазовый сдвиг или модуляция рабочего цикла. схема используется.Если перед переключателями есть конденсатор входного фильтра, то на мост подается напряжение. Эта конфигурация менее устойчива к любому току пульсаций, который может генерироваться основным тяговым инвертором, что может быть значительной проблемой для электромобилей. Также не должно быть никакого перекрытия во времени включения каждого участка моста (то есть должно быть некоторое «мертвое время» в каждом полупериоде).

Версия с питанием по току заменяет шунтирующий входной конденсатор последовательным дросселем, поэтому переключатели питаются от источника тока с высоким импедансом.Это делает мост очень устойчивым к коротким замыканиям на выходе и любому току пульсаций на шине постоянного тока — оба очень желательных атрибута в этом приложении, — но время включения каждого плеча моста с питанием по току должно перекрываться, иначе переключатели будут разрушены (если вы прерываете прохождение тока через дроссель, он создаст любое необходимое напряжение — т. е. дугу — для поддержания указанного потока). К сожалению, эта, казалось бы, незначительная деталь означает, что нельзя использовать ни одну из самых популярных ИС управления импульсным источником питания, поскольку они обеспечивают минимальное время простоя между противоположными переключателями; Другими словами, они ориентированы на топологию источника напряжения.Следовательно, преобразователи с питанием от тока, как правило, требуют гораздо больше усилий при проектировании для запуска и отладки, поэтому, несмотря на их преимущества, их выбирают реже.

Что касается вторичной стороны, если преобразователь должен работать в двух направлениях, то потребуется полный мост из активных переключателей, а не пассивных диодов. Это реверсирование потока энергии также инвертирует работу преобразователя — то есть, если преобразователь представляет собой мост с питанием от напряжения в прямом направлении, он будет мостом с питанием по току в обратном направлении, потому что выходной дроссель моста с питанием от напряжения становится входным дросселем моста с питанием по току (см. рисунок 1).

Как можно заключить из приведенного выше объяснения различных требований к синхронизации для переключателей в мостах с питанием по напряжению и по току, это довольно усложняет управление преобразователем и почти требует, чтобы оно было реализовано либо в программном обеспечении (с микроконтроллер или DSP), с некоторым довольно громоздким специализированным оборудованием (например, логическими вентилями) или с относительно дорогой программируемой вентильной матрицей (FPGA). Еще одна сложность заключается в том, что передаточная функция двух преобразователей — в основном, как выходное напряжение соотносится с рабочим циклом переключателя — сильно различается в режиме с питанием по напряжению (понижающим) и режимом с питанием по току (повышающим).Отношение выходного напряжения к рабочему циклу переключения, в то время как входное напряжение и ток нагрузки постоянны, является линейной и внутренне стабильной функцией понижающего преобразователя. Напротив, выходное напряжение растет все более быстрыми темпами с рабочим циклом в повышающем преобразователе (приближается к бесконечности, когда рабочий цикл стремится к 100%), и оно также по своей природе нестабильно из-за наличия печально известного (для инженеров, во всяком случае) правого Half Plane Zero, в котором любое увеличение рабочего цикла в режиме непрерывной проводимости первоначально вызывает снижение выходного напряжения, потому что ток подается на выход только при выключенном переключателе в преобразователях с повышением напряжения.На самом деле, когда требуется двунаправленная работа, почти все становится большой головной болью, и серьезное снижение надежности также неизбежно, так что лучше иметь чрезвычайно вескую причину для того, чтобы пойти по этому пути.

Синхронное выпрямление — это одно приложение для управляемых переключателей на вторичной стороне преобразователя постоянного тока, что стоит головной боли. В синхронном выпрямителе МОП-транзисторы, в частности, заменяют пассивные диоды в обычном мостовом выпрямителе, потому что они могут проводить ток в любом направлении и действовать как сопротивление очень низкого значения при включении.В простейшей схеме синхронного выпрямления полевые МОП-транзисторы SR включаются и выключаются, когда пассивные диоды естественным образом переключаются, что сначала может показаться бессмысленным, но преимущество состоит в том, что падение напряжения на правильно выбранном МОП-транзисторе будет намного ниже, чем даже падение напряжения на правильно выбранном МОП-транзисторе. диод с барьером Шоттки. Например, типичный диод Шоттки, рассчитанный на 30 В, будет иметь падение напряжения около 0,6 В при номинальном прямом токе, в то время как типичный полевой МОП-транзистор на 30 В с соответствующим номинальным током будет демонстрировать сопротивление около 1 мОм при включении, в результате чего падение всего 0.05 В при 50 А (практический верхний предел тока через каждое полупроводниковое устройство, установленное на плате). Поскольку в полном мосту последовательно соединены два переключателя, выпрямитель, состоящий из диодов Шоттки, упадет на 1,2 В для немедленного 10-точечного повышения эффективности на выходе 12 В (и потребуется избавиться от 60 Вт избыточного тепла. при 50 А). Напротив, мостовой выпрямитель, состоящий из полевых МОП-транзисторов с сопротивлением 1 мОм, упадет на 0,1 В при 50 А, вычитая всего 1 балл из эффективности и генерируя всего 5 Вт отработанного тепла.

На данный момент всем DC-DC преобразователям для OEM-производителей предстоит пройти долгий путь, прежде чем они приблизятся к экономичности / стоимости своих электромеханических аналогов (или даже их аналогов с питанием от сети). Они слишком мощные, слишком сложные и далеко не такие надежные, как генераторы. Тем не менее, потребовалось много лет, прежде чем все недостатки были устранены и с генераторами переменного тока; У первых моделей было много проблем, в частности, с регуляторами управления полем и выпрямителями. В то же время лучший способ стимулировать дальнейший прогресс в технологии электромобилей — это продолжать покупать их и управлять ими.

Интересно, что Hyundai Ioniq Hybrid 2017 года стал безсвинцовым

В 2017 году Hyundai запустила свою новую платформу Ioniq с тремя различными вариантами трансмиссии — гибридной, подключаемой гибридной и полностью электрической. В то время как версии PHEV и EV включали свинцово-кислотные батареи для питания систем 12 В, в гибридной трансмиссии использовались литий-ионные элементы — это первый раз, когда мы увидели серийный автомобиль любого типа, в котором не используются свинцово-кислотные. для питания низковольтных цепей.

Hyundai называет это объединенным аккумулятором на 12 В. Литий-ионный аккумулятор низкого напряжения расположен непосредственно рядом с высоковольтной тяговой батареей, хотя они электрически изолированы. У автомобиля также есть кнопка сброса заряда аккумулятора 12 В слева от рулевого колеса, которую дизайнеры описывают как функцию запуска от внешнего источника. Когда автомобиль выключен, высоковольтная аккумуляторная батарея отключается, и можно полностью разрядить аккумулятор на 12 В — например, оставив фары включенными.Кнопка пуска с самовосстановлением потребляет небольшое количество энергии для размыкания реле и позволяет тяговому аккумулятору заряжать систему 12 В, чтобы автомобиль мог снова запуститься.

В Ioniq EV используется свинцово-кислотная батарея на 12 В (на фото выше), в то время как в Ioniq Hybrid используется литий-ионная система на 12 В.

После интервью с руководителями Hyundai на мероприятии по запуску Ioniq, Charged выяснило, что это интересное инженерное решение было продиктовано директивой компании как лучший по эффективности для бензинового гибрида.Для этой конкретной трансмиссии математика пришла к выводу, что избавление от лишних фунтов свинца оказалось наиболее целесообразным. Hyundai заявил, что, используя литий-ионные элементы для нагрузок 12 В, он может устранить батарею AGM на 50 Ач, убрать 26 фунтов с автомобиля и увеличить грузоподъемность на 2,4%.

Эта статья впервые появилась в Платном выпуске 38 — июль / август 2018 г. — Подпишитесь сейчас.

Руководство по проектированию цепей для преобразователей постоянного / постоянного тока (1/10)

Что такое преобразователь постоянного тока в постоянный?

Это руководство содержит советы по проектированию цепей преобразователей постоянного тока в постоянный.Как спроектировать схемы преобразователя постоянного тока в постоянный, которые удовлетворяют требуемым спецификациям при различных ограничениях, описано с использованием как можно большего количества конкретных примеров.

Свойства цепей преобразователя постоянного / постоянного тока (такие как КПД, пульсации и переходная характеристика нагрузки) могут быть изменены с помощью их внешних частей. Оптимальные внешние части обычно зависят от условий эксплуатации (входных / выходных характеристик). Цепь источника питания часто используется как часть цепей коммерчески доступных продуктов и должна быть спроектирована таким образом, чтобы удовлетворять ограничениям, таким как размер и стоимость, а также требуемым электрическим характеристикам.Обычно стандартные схемы, перечисленные в каталогах, разрабатываются путем выбора таких деталей, которые могут обеспечить приемлемые свойства в стандартных условиях эксплуатации. Эти детали не обязательно оптимальны для индивидуальных условий эксплуатации. Следовательно, при разработке отдельных продуктов стандартные схемы должны быть изменены в соответствии с их индивидуальными техническими требованиями (такими как эффективность, стоимость, монтажное пространство и т. Д.). Разработка схемы, удовлетворяющей требованиям спецификации, обычно требует большого опыта и знаний.В этом руководстве с использованием конкретных данных описано, какие части следует изменить и как их изменить для выполнения требуемых операций без специальных знаний и опыта. Вы сможете быстро и успешно управлять схемами преобразователя, не выполняя сложных расчетов схем. Вы можете проверить свой проект либо путем тщательного расчета позже самостоятельно, либо с помощью персонала, обладающего знаниями и опытом, если вы чувствуете себя неуверенно.

Типы и характеристики преобразователей постоянного тока в постоянный

Преобразователи постоянного тока в постоянный ток
доступны в двух типах схем:
Неизолированные типы:
Базовый (одна катушка) тип
Емкостная муфта (двухкатушечная) типа ―― SEPIC, Zeta и др.
Нагнетательный насос (без переключаемого конденсатора / катушки) тип
Изолированные типы:
Типы трансформаторной муфты―― Передний трансформатор типа
Типы трансформаторной муфты Обратный трансформатор типа
Характеристики отдельных типов приведены в таблице 1.
Таблица 1. Характеристики цепей преобразователя постоянного тока в постоянный
Тип цепи №деталей
(Монтажная площадка) Стоимость Выходная мощность Пульсация
Неизолированный Базовый Маленький Низкий Высокая Маленький
SEPIC, Zeta Средний Средний Средний Средний
Нагнетательный насос Маленький Средний Маленький Средний
Изолированный Трансформатор передний Большой Высокая Высокая Средний
Обратный трансформатор Средний Средний Средний Высокая
В схеме базового типа работа ограничена либо повышением, либо понижением, чтобы минимизировать количество деталей, а входная и выходная стороны не изолированы.На рисунке 1 показана повышающая схема, а на рисунке 2 — понижающая. Эти схемы обеспечивают такие преимущества, как небольшой размер, низкая стоимость и небольшая пульсация, и спрос на них растет в соответствии с потребностями в уменьшении размеров оборудования.
Рисунок 1: Повышающая схема
Рисунок 2: Понижающая цепь
С SEPIC и Zeta конденсатор вставляется между V _IN и V _OUT повышающей цепи и понижающей схемы основного типа, и добавляется одна катушка.Они могут быть сконфигурированы как повышающие или понижающие преобразователи постоянного тока в постоянный с использованием повышающей ИС контроллера постоянного тока и понижающей ИС контроллера постоянного тока, соответственно. Однако, поскольку некоторые ИС контроллеров постоянного / постоянного тока не предполагается использовать с этими типами цепей, убедитесь, что ваши ИС контроллеров постоянного / постоянного тока могут использоваться с этими типами цепей. Конденсаторная связь типа с двумя катушками имеет преимущество, позволяющее обеспечить изоляцию между V _IN и V _OUT. Однако увеличенные катушки и конденсаторы снизят эффективность.В частности, во время понижения эффективность существенно снижается, обычно примерно до 70-80%.
Тип нагнетательного насоса не требует змеевика, что позволяет минимизировать площадь и высоту установки. С другой стороны, этот тип не обеспечивает высокую эффективность для приложений, которым требуется широкий спектр выходных мощностей или больших токов, и ограничивается приложениями для управления белыми светодиодами или для питания ЖК-дисплеев.
Цепь изолированного типа также известна как первичный источник питания (основной источник питания).Этот тип широко используется для преобразователей переменного тока в постоянный, которые генерируют мощность постоянного тока в основном из имеющегося в продаже источника переменного тока (от 100 до 240 В), или для приложений, в которых требуется изоляция между входной и выходной сторонами для устранения шумов. В этом типе входная и выходная стороны разделены с помощью трансформатора, а повышением, понижением или реверсом можно управлять, изменяя коэффициент трансформации трансформатора и полярность диода. Таким образом, вы можете отключить множество источников питания из одной цепи питания.Если используется обратный трансформатор, схема может состоять из относительно небольшого количества частей и может использоваться в качестве цепи вторичного источника питания (местного источника питания). Однако обратный трансформатор требует наличия пустот, чтобы предотвратить магнитное насыщение сердечника, увеличивая его размеры. Если используется прямой трансформатор, можно легко найти большой источник питания. Эта схема, однако, требует схемы сброса на первичной стороне, чтобы предотвратить намагничивание сердечника, увеличивая количество частей.Кроме того, стороны входа и выхода IC контроллера должны быть заземлены отдельно.
Основные принципы работы преобразователей постоянного тока в постоянный
Принципы работы повышения и понижения в схемах преобразователя постоянного / постоянного тока будут описаны с использованием самого основного типа. Схемы других типов или схемы, использующие катушки, могут считаться составленными из комбинации повышающей схемы и понижающей схемы или их прикладных схем.
На рисунках 3 и 4 показаны операции повышающей схемы.На рисунке 3 показан ток при включении полевого транзистора. Пунктирная линия показывает небольшой ток утечки, который снижает эффективность при малой нагрузке. Электрическая энергия накапливается в L, пока полевой транзистор включен. На рисунке 4 показан ток при выключенном полевом транзисторе. Когда полевой транзистор выключен, L пытается сохранить последнее значение тока, а левый край катушки принудительно фиксируется на V _IN для подачи питания для увеличения напряжения до V _OUT для работы в режиме повышения.Следовательно, если полевой транзистор включен дольше, в L накапливается гораздо больший электрический ток, что позволяет получить большую мощность. Однако, если полевой транзистор включен слишком долго, время подачи питания на выходную сторону становится слишком коротким, и потери в течение этого времени увеличиваются, что снижает эффективность преобразования. Следовательно, значение максимальной нагрузки (отношение времени включения / выключения) обычно определяется таким образом, чтобы поддерживать соответствующее значение.
В повышающем режиме токи, показанные на рисунках 3 и 4, повторяются:
Рисунок 3: Ток при включении полевого транзистора в повышающей цепи
Рисунок 4: Ток при отключении полевого транзистора в повышающей цепи
На рисунках 5 и 6 показаны операции понижающей схемы.На рисунке 5 показан ток при включении полевого транзистора. Пунктирная линия показывает небольшой ток утечки, который ухудшит эффективность в условиях малой нагрузки. Когда полевой транзистор включен, электрическая энергия накапливается в L и подается на выходную сторону. На рисунке 6 показан ток при выключенном полевом транзисторе. Когда полевой транзистор выключен, L пытается сохранить последнее текущее значение и включает SBD. В это время напряжение на левом крае катушки принудительно падает ниже 0 В, уменьшая напряжение на V _OUT.Следовательно, если полевой транзистор включен дольше, в L накапливается гораздо больший электрический ток, что позволяет получить большую мощность. С понижающей схемой, когда полевой транзистор включен, питание может подаваться на выходную сторону, и нет необходимости определять максимальную нагрузку. Следовательно, если входное напряжение ниже, чем выходное напряжение, полевой транзистор остается включенным. Однако, поскольку операция повышения отключена, выходное напряжение также снижается до уровня входного напряжения или ниже.
В режиме понижения токи, показанные на рисунках 5 и 6, повторяются:
Рисунок 5: Ток при включении полевого транзистора в понижающей цепи
Рисунок 6: Ток при отключении полевого транзистора в понижающей цепи
4 критических момента при проектировании схем преобразователя постоянного тока в постоянный
Среди технических требований для цепей преобразователя постоянного / постоянного тока критическими считаются следующие:
Стабильная работа (не может быть нарушена из-за сбоя в работе, такого как ненормальное переключение, перегорание или перенапряжение)
Высокая эффективность
Малая пульсация на выходе
Хорошая реакция на переходные процессы при нагрузке
Эти свойства можно до некоторой степени улучшить, изменив ИС преобразователя постоянного тока в постоянный и внешние детали.Вес этих четырех свойств зависит от конкретного приложения. Далее рассмотрим, как выбирать отдельные детали для улучшения этих свойств.
Следующая страница
Выбор частоты коммутации DC / DC преобразователя
Упрощение определения характеристик преобразователя постоянного тока | Tektronix
Введение
DC-DC преобразователи
— это широко используемые электронные компоненты, которые преобразовывать мощность постоянного тока с одного уровня напряжения на другой, регулируя выход Напряжение.Выход обеспечивает постоянное напряжение в цепи, независимо от колебания входного напряжения или тока нагрузки. Эти управления питанием устройства используются в самых разных электронных продуктах, включая ноутбуки, мобильные телефоны и приборы.
Учитывая возросшее давление по разработке продуктов, которые потребляют меньше энергии и имеют более длительный срок службы батареи, инженеры-конструкторы должны достичь более высокой эффективности преобразования энергии. В результате многочисленные измерения необходимы для характеристики электрических параметров DC-DC конвертеры.Выполняемые тесты включают линейное регулирование, регулирование нагрузки, ввод и точность выходного напряжения, ток покоя, КПД, время включения, пульсация и кратковременный отклик. Для некоторых из этих тестов требуются испытательные приборы постоянного тока. для поиска и измерения; другим требуется осциллограф, а некоторые могут требуются оба.
В этом примечании к применению объясняется, как упростить тестирование преобразователя постоянного тока с помощью двухканального прибора Keithley Series 2600B Система SourceMeter SMU Instrument и Tektronix MSO /
серии DPO-5000 или DPO-7000 Осциллограф.Программное обеспечение DPOPWR, разработанное для этих областей применения поддерживает измерение и анализ общих параметров устройства управления питанием. На рисунке 1 показана типичная конфигурация для тестирования DC-DC. конвертеры.
Рис. 1. Полное решение: осциллограф MSO-5204 и двухканальный SMU 2612B для испытание цепей преобразователя постоянного тока в постоянный.
Преобразователь постоянного тока в постоянный Преобразователи DC-DC
полезны для генерации выходного напряжения. которые либо выше, либо ниже входного напряжения.Понижение (или доллар) преобразователь выдает выходное напряжение ниже входного; повышение (или повышающий) преобразователь выдает выходное напряжение выше входного. В идеале это преобразование должно выполняться с высокой эффективностью, чтобы избежать трата энергии. Рисунок 2 — это упрощенная схема преобразователя постоянного тока в постоянный. Клемма V _IN является узлом входного напряжения устройства, которое относится к общей клемме GND. Терминал V _OUT является регулируемое выходное напряжение относительно общей клеммы.
Рисунок 2. Упрощенная схема преобразователя постоянного тока в постоянный.
Использование SMU серии 2600B для преобразователя постоянного тока в постоянный Тестирование параметров
Обычно электрические характеристики преобразователей постоянного тока в постоянный включает в себя источник и измерение входного напряжения (V _IN), измерение входа ток (I _IN), измерение выходного напряжения
(V _OUT) и понижение тока нагрузки (I _OUT). По этим измерениям можно определить КПД и другие параметры.Эффективность важна для большинства конструкций, особенно с батарейным питанием. продуктов, потому что это напрямую влияет на время работы устройства. В КПД преобразователя — это выходная мощность, деленная на входную.
Традиционно для определения характеристик этих устройств по постоянному току требовалось использование пары цифровых мультиметров, источника питания постоянного тока и электронного нагрузка. Однако определение характеристик постоянного тока можно упростить, заменив все эти электронные инструменты с одной двухканальной системой серии 2600B SourceMeter СМУ.SMU идеально подходят для тестирования широкого спектра параметров I-V Преобразователи постоянного тока в постоянный, потому что они могут быть источником и измерять как ток, так и напряжение, а также функционировать как электронная нагрузка. Использование одного инструмента, а не несколько блоков упрощают реализацию теста, программное обеспечение и синхронизация, а также занимает меньше места в стойке или на рабочем столе.
Как показано на Рисунок 3 , используя один канал SMU (Ch2) на входном терминале и другой канал SMU (Ch3) на выходной терминал преобразователя постоянного тока заменяет несколько приборов.
Рис. 3. Тестирование параметров преобразователя постоянного тока в постоянный с использованием двух SMU.
Хотя определение характеристик преобразователя постоянного тока включает испытания обсуждаются многие электрические параметры, регулирование нагрузки и линейное регулирование более подробно, потому что это очень распространенные тесты.
Нормы нагрузки
Испытания регулирования нагрузки характеризуют преобразователь постоянного тока в постоянный. способность поддерживать заданное выходное напряжение как ток нагрузки
(I _LOAD) изменяется при постоянном входном напряжении (V _IN).Тест регулирования нагрузки обычно выполняется во всем диапазоне нагрузки. токи.
На рисунке 4 показан типичный тест регулирования нагрузки с использованием два канала SMU. SMU Ch2 подает входное напряжение и контролирует вход Текущий. SMU Ch3 настроен как электронная нагрузка, установив его на сток. ток (источник отрицательного тока). В этом режиме SMU Series 2600B будет работают в четвертом квадранте и потребляют ток.
SMU конфигурируются с помощью удаленного датчика, или четырехпроводной, подключение.Использование четырехпроводного подключения исключает свинец сопротивление, которое в противном случае могло бы повлиять на точность измерения. С четырехпроводным метод, источник выводит с помощью одной пары измерительных проводов (между выходом HI и Выход LO), а падение напряжения измеряется на втором наборе проводов. (через Sense HI и Sense LO). Сенсорные провода следует подключать как можно ближе к устройство, насколько это возможно, чтобы сопротивление провода не добавлялось к измерение.
На рисунке 5 показаны результаты типичный тест регулирования нагрузки.В этом конкретном примере преобразователь постоянного тока в постоянный был настроен на вывод постоянного напряжения 3,6 В. SMU Ch2 был настроен на смещение 5В (номинальное значение) к клемме входа напряжения. SMU Ch3 был настроен на подметание нагрузки ток от 0 до –1A и измерьте полученное выходное напряжение. Эти измерения проводились под контролем встроенного ТСП ^® Программное обеспечение Express, которое позволяет быстро и легко проводить I-V-тестирование. Пользователи могут легко рассчитать процент регулирования нагрузки на основе данных I-V.
Рисунок 5.График регулирования нагрузки DC-DC преобразователя с помощью двухканального 2612B SourceMeter SMU Инструмент.
Линейный регламент
Линейное регулирование — это способность преобразователя постоянного тока в поддерживать указанное выходное напряжение при изменении входного напряжения. В выходное напряжение должно оставаться постоянным, в пределах нескольких милливольт, в то время как входное напряжение напряжение изменяется в указанном диапазоне входного напряжения.
Для проверки стабилизации линии оба SMU подключены к преобразователь постоянного тока в постоянный точно так же, как и при испытании на регулировку нагрузки.Однако для этого теста входное напряжение проходит через указанный вход. Диапазон напряжения и выходное напряжение измеряются. Ток нагрузки обычно установлен на 0A.
На рисунке 6 показан результат. из типичного теста регулирования линии. Этот тест проводился с использованием модели 2612Б СМУ. Один канал модели 2612B (SMU Ch2) был настроен на свипирование. напряжение на входной клемме устройства. Второй канал СМУ (SMU Ch3) был настроен на измерение выходного напряжения.По данным I-V, Процент регулирования линии можно легко рассчитать.
Осциллограф серии DPO-7000 для тестирования преобразователей постоянного тока
В дополнение к проверке параметров постоянного тока, выполняемой SMU, некоторые тесты преобразователей постоянного тока требуют использования осциллографа. Эти AC тесты включают измерение времени включения, пульсации, спектральный анализ и переходный ответ. Для многих тестов области SMU могут предоставить входные данные. напряжение и ток нагрузки. На рисунке 7 показан типичный тест. конфигурация, показывающая как SMU, так и область, подключенную к устройству.В конкретные используемые зонды зависят от устройства и полного испытания схема.
Чтобы упростить тестирование устройства, Дополнительное прикладное программное обеспечение DPOPWR прицела обеспечивает автоматическое питание измерения и анализ преобразователей постоянного тока в постоянный, преобразователей переменного тока в постоянный, мощности расходные материалы и другие устройства управления питанием. Это программное обеспечение при использовании с Осциллограф серии Tektronix MSO / DPO-5000 или DPO-7000, может обеспечивать общее питание измерения и расчеты измерительного устройства для магнитных, электрических и анализ ввода / вывода.В следующем примере проверяется время включения и спектральный анализ преобразователя DC-DC может помочь проиллюстрировать возможности этого программного обеспечения.
Рис. 7. Испытание неизолированного преобразователя постоянного тока в постоянный с использованием осциллографа и два SMU.

Рисунок 8. Снимок экрана проверка времени включения ПО DPOPWR на осциллографе MSO-5000 с отображением измеренных время включения (выделено красным).
Время включения
Один из встроенных тестов приложения DPOPWR программное обеспечение определяет время включения преобразователя постоянного тока в постоянный. Включение Временной тест измеряет временную задержку между подачей входного напряжения на система и время, необходимое для достижения устойчивого выходного напряжения.
Для данного теста SMU Ch2 of на модель 2612B было подано входное напряжение, и канал 1 (Ch2) осциллографа был отключен. подключен ко входу преобразователя постоянного тока в постоянный.
На рисунке 8 показан результат измерения по времени. Обратите внимание, что в дополнение к временному графическому результату в верхней части на вкладке «Результаты» программы DPOPWR время включения было автоматически рассчитывается и отображается, обеспечивая повторяемость измерений, и избавляя пользователя от необходимости измерять время на экране вручную.
Спектральный анализ
Еще одна встроенная функция тестирования, спектральный анализ. функция, позволяет анализировать нежелательные составляющие переменного тока выходного напряжения и измерение выходного шума / пульсации в частотной области.Спектральный анализ test анализирует, измеряет и отображает переменную составляющую сигнала на основе выбранные значения Start, Stop и bandwidth.
Для создания графика спектрального анализа DC-DC преобразователь, модель 2612B подавала входное напряжение. Канал 1 (Ch2) осциллограф был подключен ко входу устройства, а канал 2 (Ch3) был подключен к выход устройства. Результирующий график спектрального анализа преобразователя постоянного тока в постоянный: показано в Рисунок 9 . Это программное обеспечение отображает амплитуду напряжения как функция частоты и отображает верхние пиковые значения в диаграмме на экран.Это измерение показывает частоту коммутации в несколько милливольт. пульсации на выходном напряжении постоянного тока.
Подробная информация о приложении DPOPWR Программное обеспечение доступно в примечании к приложению Tektronix «Измерение источников питания и Анализ с помощью прикладного программного обеспечения DPOPWR.
Заключение
Традиционно требуется тестирование преобразователей постоянного тока в постоянный несколько тестовых инструментов. Однако одна двухканальная система Series 2600B SourceMeter SMU Instrument упрощает определение электрических характеристик DC-DC преобразователи, потому что он объединяет несколько измерительных приборов в одно устройство.Комбинирование двухканального прибора SMU Series 2600B с MSO / DPO-5000 или Осциллограф серии DPO-7000 представляет собой более полное решение для обеспечения тестирования и анализ DC-DC преобразователей.
Преобразователи постоянного тока в постоянный
| Лучшие технические стандарты
VPT предлагает несколько линий преобразователей постоянного тока в постоянный, преобразователей нагрузки с понижающим регулированием и вспомогательных устройств для питания вашей авионики, военной, космической, промышленной или высокотемпературной программы.Наше основное внимание уделяется разработке и производству модулей преобразования энергии для высоконадежных программ, когда и где бы то ни было, эффективность и надежность имеют решающее значение.
VPT предлагает несколько линеек высоконадежных преобразователей постоянного тока в постоянный, включая изолированные преобразователи постоянного тока в постоянный и неизолированные преобразователи точки нагрузки, а также вспомогательные продукты для космических, авионических, военных и промышленных приложений, основанные на десятилетиях проверенного наследия. . Наши отмеченные наградами блоки питания DC-DC используются в системах для многих крупнейших организаций и программ мирового класса с использованием эффективных и надежных технологий.
Мы производим и поставляем радиационно-стойкие и радиационно-устойчивые преобразователи мощности для критически важных космических программ с диапазоном уровней TID и SEE, подходящих для LEO, MEO, GEO, дальнего космоса и программ запуска. Гибридные преобразователи
VPT с толстой пленкой подходят для критически важных приложений, требующих экстремальных температур, а наша специализированная линейка преобразователей постоянного тока в постоянный для высокотемпературных сред была охарактеризована во всем диапазоне рабочих температур от -55 ° C до 155 ° C с высокой производительностью. гарантировано.
COTS и преобразователи постоянного тока промышленного уровня также основаны на проверенном опыте компании VPT в области космической продукции.
Обширная линейка преобразователей постоянного тока в постоянный ток
VPT:
Диапазон входного постоянного напряжения 9-80 (В)
Одинарный, двойной и тройной выход
Диапазон выходного напряжения до 28 (В
Диапазон максимальной мощности 1-400 (Вт)
Доступны толстопленочные гибридные преобразователи со встроенным фильтром электромагнитных помех
Полностью залитый эпоксидный пакет доступен на некоторых моделях
DLA SMDS доступен для многих моделей
MIL-PRF-38534 Класс H и Класс K
MIL-STD-461, MIL-STD-704A, DO-160, MIL-STD-883, ISO-9001
Множество товаров на складе для немедленной доступности и быстрой доставки
Наши преобразователи спроектированы, изготовлены и испытаны для того, чтобы выдерживать суровые условия авионики, высоких температур, военных и космических миссий — доказали, что они могут решать многие задачи вашей критически важной миссии.
Что такое преобразователь постоянного тока в постоянный? — x-engineer.org
Преобразователь постоянного тока в постоянный — это электрическая система (устройство), которая преобразует источники постоянного тока (DC) из одного уровня напряжения в другой. Другими словами, преобразователь постоянного тока в постоянный принимает входное напряжение постоянного тока и выдает другое напряжение постоянного тока. Выходное напряжение постоянного тока может быть на выше, на или на ниже, чем на , чем входное напряжение постоянного тока. Как следует из названия, преобразователь постоянного тока работает только с источниками постоянного тока (DC), а не с источниками переменного тока (AC).
Преобразователь постоянного тока в постоянный также называется преобразователем постоянного тока , стабилизатором напряжения или .
Изображение: Принцип работы преобразователя постоянного тока в постоянный
Если у нас есть две электрические системы, работающие на разных уровнях напряжения, одна с высоким уровнем (140 В), а другая с низким уровнем (14 В), DC-DC преобразователь может преобразовывать напряжение между ними, с высокого на низкое или с низкого на высокое. Преобразование с одного уровня напряжения на другой рычаг напряжения выполняется с потерями мощности .В зависимости от рабочей точки преобразователя постоянного тока (напряжение и ток) и типа преобразователя КПД может составлять от 75% до 95% или более.
Преобразователь постоянного тока в постоянный ток в электромобиле с аккумуляторной батареей (BEV) используется для преобразования высокого напряжения аккумулятора (например, 400 В) в низкое напряжение постоянного тока (например, 12 В) для обычных нагрузок 12 В (свет, мультимедиа, питание окна и т. д.).
Преобразователь постоянного тока в постоянный — это преобразователь мощности, который преобразует источник постоянного тока (DC) с одного уровня напряжения на другой, временно сохраняя входную энергию и затем высвобождая эту энергию на выход с другим напряжением.Хранение электрической энергии может осуществляться либо в компонентах хранения магнитного поля (индукторы, трансформаторы), либо в компонентах хранения электрического поля (конденсаторы).
КПД преобразователей постоянного тока в постоянный
Электрическая мощность P [Вт] — это произведение напряжения U [V] и электрического тока I [A] .
\ [P = U \ cdot I \ tag {1} \]
Если, например, входное напряжение U _в = 120 В и максимальный ток I _в = 5 А , это будет задайте входную мощность:
\ [P_ {in} = 120 \ cdot 5 = 600 \ text {W} \]
Поскольку электрическая мощность сохраняется ( P _out = P _in ), и мы предполагаем что преобразователь постоянного тока в постоянный не имеет потерь (КПД 100%), для выходного напряжения U _out = 14 В , мы можем рассчитать выходной ток как:
\ [I_ {out} = \ frac {P_ { out}} {U_ {out}} = \ frac {600} {14} = 42.86 \ text {A} \]
В действительности при преобразовании будут возникать некоторые потери, а максимальный выходной ток будет меньше, чем рассчитанный для 100% эффективности.
КПД преобразователя постоянного тока рассчитывается как:
\ [\ eta \ text {[%]} = \ frac {P_ {out}} {P_ {in}} \ cdot 100 \]
Там есть несколько типов преобразователей постоянного тока в постоянный. Наиболее распространенная классификация основана на соотношении входного и выходного напряжения:
повышающие преобразователи постоянного тока
понижающие преобразователи постоянного тока
В повышающем преобразователе постоянного тока , выходное напряжение выше входного.Из-за энергосбережения (если не учитывать потери) выходной ток будет ниже входного.
Изображение: Принцип работы повышающего преобразователя постоянного тока в постоянный
Для этого примера эффективность повышающего преобразователя постоянного тока в постоянный составляет:
\ [\ eta = \ frac {780} {840} \ cdot 100 = 92,86 \ text {[%]} \]
В понижающем преобразователе постоянного тока выходное напряжение ниже входного. Из-за энергосбережения (если не учитывать потери) выходной ток будет выше входного.
Изображение: Принцип работы понижающего преобразователя постоянного тока
Для этого примера эффективность понижающего преобразователя постоянного тока составляет:
\ [\ eta = \ frac {770} {840} \ cdot 100 = 91,67 \ text {[%]} \]
Классификация преобразователей постоянного тока в постоянный
Существует несколько типов преобразователей постоянного тока в постоянный. Простейшей формой преобразователя постоянного тока в постоянный ток является линейный преобразователь, также называемый линейным регулятором напряжения .
Линейный регулятор напряжения может работать только как понижающий преобразователь постоянного тока в постоянный, что означает, что он будет только понижать более высокий уровень напряжения.Являясь регулятором, он также гарантирует, что выходное напряжение поддерживается на определенном уровне, даже если выходная нагрузка является переменной.
Более эффективным типом преобразователей постоянного тока является импульсный преобразователь постоянного тока . Существует несколько топологий коммутации DC-DC преобразователей, наиболее распространенная из которых представлена на изображении ниже.
Изображение: Классификация преобразователей постоянного тока в постоянный
До импульсных преобразователей постоянного тока в постоянный обычно использовались линейные преобразователи. Линейный стабилизатор напряжения (преобразователь постоянного тока в постоянный) имеет две основные топологии: шунтирующий стабилизатор напряжения и стабилизатор напряжения серии .В регуляторах напряжения этого типа транзисторы работают в активной области как зависимые источники тока с относительно высокими падениями напряжения при больших токах, рассеивая большое количество энергии. Из-за большой рассеиваемой мощности КПД линейного регулятора напряжения обычно невысокий. Линейные регуляторы обычно тяжелые и большие, но обладают тем преимуществом, что имеют низкий уровень шума и подходят для аудиоприложений.
Изображение: Простой шунтирующий регулятор напряжения
Изображение: Простой последовательный регулятор напряжения
В _с — напряжение питания (вход)
R ₁ — резистор
199 _{— нагрузочный резистор (напряжение на его выводе является выходным напряжением)
DZ — стабилитрон
Q — транзистор}
Простой шунтирующий стабилизатор напряжения , просто называемый шунтирующим регулятором, представляет собой тип регулятора напряжения, в котором регулирующий компонент шунтирует ток на земля.Шунтирующий регулятор работает, поддерживая постоянное напряжение на своих выводах, и он принимает дополнительный ток для поддержания напряжения на электрической нагрузке. Один из наиболее распространенных элементов шунтирующего регулятора содержит простую схему стабилитрона, в которой стабилитрон играет роль шунтирующего элемента.
Простой последовательный стабилизатор напряжения , также называемый последовательным регулятором напряжения, является наиболее распространенным подходом для обеспечения окончательного регулирования напряжения в линейно регулируемом источнике питания.Последовательный линейный стабилизатор характеризуется высокими характеристиками выходного напряжения с точки зрения низких пульсаций и шума.
Изображение: Линейный преобразователь постоянного тока в постоянный
Кредит: Microchip
Линейный преобразователь постоянного тока в постоянный преобразует только более высокие напряжения в более низкие напряжения. Что касается рассеиваемой мощности, давайте рассмотрим пример. Если входное напряжение составляет 42 В, выходное напряжение 12 В и выходной ток 5 А, рассеиваемая мощность P [Вт] рассчитывается как:
\ [P = I_ {out} \ cdot (V_ {in} — V_ {out}) = 150 Вт \]
Вся рассеиваемая мощность будет преобразована в тепло.Без надлежащего охлаждения линейный преобразователь постоянного тока в постоянный может перегреться и разрушиться. По этой причине линейные преобразователи постоянного тока в постоянный обычно используются для приложений с низким энергопотреблением.
В импульсных преобразователях постоянного тока в постоянный транзисторы работают как переключатели, что означает, что они рассеивают гораздо меньше энергии, чем транзисторы, работающие как зависимые источники тока. Падение напряжения на транзисторах очень мало, когда они проводят большой ток, а транзисторы проводят почти нулевой ток, когда падение напряжения на них велико.Следовательно, потери проводимости низкие, а КПД импульсных преобразователей высокий, обычно выше 80% или 90%. Однако коммутационные потери снижают эффективность на высоких частотах, чем выше частота коммутации, тем выше потери мощности.
Преобразователи постоянного тока в постоянный импульсного типа имеют более высокий КПД по сравнению с линейными преобразователями, поскольку они не рассеивают мощность непрерывно.
Изображение: Схема понижающего преобразователя постоянного тока
Понижающий преобразователь постоянного тока , также называемый понижающим преобразователем постоянного тока, представляет собой преобразователь мощности постоянного тока, который снижает выходное напряжение, одновременно увеличивая выход Текущий.Он состоит как минимум из четырех компонентов:
силовой транзистор, используемый в качестве переключающего элемента (S)
выпрямительный диод (D)
катушка индуктивности (L) как элемент накопления энергии
конденсатор фильтра (C)
Соотношения между входным и выходным напряжением, током и мощностью следующие:
U _out in
I _out> I _in
P _out = P _in — P _потеря
В электрических транспортных средствах понижающие преобразователи постоянного тока используются для снижения высокого напряжения основной батареи (например,грамм. 400 В) до более низких значений (12-14 В), необходимых для вспомогательных систем автомобиля (мультимедиа, навигация, радио, освещение, датчики и т. Д.).
Изображение: Схема повышающего преобразователя постоянного тока в постоянный
Повышающий преобразователь постоянного тока в постоянный , также называемый повышающим преобразователем постоянного тока в постоянный, представляет собой преобразователь постоянного тока в постоянный, который увеличивает выходное напряжение и снижает выходной ток. Он содержит те же компоненты, что и понижающий преобразователь постоянного тока, но имеет другую топологию.
Соотношения между входным и выходным напряжением, током и мощностью следующие:
U _out> U _in
I _out in
P _out = P _in — P _потеря
В некоторых приложениях для гибридных электромобилей (HEV) повышающие преобразователи постоянного тока используются для повышения напряжения от аккумулятора с 202 В до 500 В.Напряжение аккумулятора в приложении гибридного электромобиля (HEV) ограничено количеством последовательно соединенных элементов аккумулятора. Из-за ограниченного пространства количество аккумуляторов ограничено, поэтому ограничено и выходное напряжение. Используя повышающие преобразователи постоянного тока в постоянный, напряжение батареи может быть увеличено до более высокого напряжения, необходимого для электрической машины.
Изображение: Схема DC-DC преобразователя Buck-Boost (инвертирующая топология)
В DC-DC преобразователях Buck выходное напряжение всегда меньше входного.С другой стороны, в преобразователях DC-DC Boost выходное напряжение всегда больше входного. Понижающий-повышающий преобразователь постоянного тока сочетает в себе эти два и может иметь выходное напряжение как выше, так и ниже по сравнению с входным напряжением, в зависимости от продолжительности включения, применяемой к переключателю.
Понижающий-повышающий преобразователь постоянного тока с инвертирующей топологией выдает напряжение с противоположной полярностью по сравнению с входным напряжением. Выходное напряжение регулируется функцией рабочего цикла переключающего элемента (транзистора).
Изображение: Схема преобразователя постоянного тока uk
Преобразователь постоянного тока Ćuk — это еще один тип повышающего преобразователя, который выводит ток с нулевой пульсацией. Преобразователь uk можно рассматривать как комбинацию повышающего преобразователя и понижающего преобразователя, имеющую одно переключающее устройство и общий конденсатор для передачи энергии. Подобно повышающему-понижающему преобразователю с инвертирующей топологией, выходное напряжение неизолированного понижающего преобразователя обычно инвертируется с более низкими или более высокими значениями по сравнению с входным напряжением.Обычно в преобразователях постоянного тока в постоянный ток индуктивность используется в качестве основного элемента накопления энергии, а в преобразователе Жук основным элементом накопления энергии является конденсатор [8].
Изображение: Схема преобразователя постоянного тока в постоянный ток SEPIC
Односторонний первичный индукторный преобразователь (SEPIC) постоянного тока преобразователя позволяет электрическому потенциалу (напряжению) на его выходе (U _out) быть больше или меньше чем входное напряжение (U _в). Выходной сигнал преобразователя SEPIC DC-DC регулируется рабочим циклом переключателя управления (S).
SEPIC состоит из повышающего преобразователя, за которым следует инвертированный понижающий-повышающий преобразователь, поэтому он похож на традиционный повышающий-понижающий преобразователь, но имеет преимущества наличия неинвертированного выхода (выход имеет ту же полярность напряжения, что и входной). ), использующий последовательный конденсатор для передачи энергии от входа к выходу (и, таким образом, может более изящно реагировать на выход короткого замыкания), и способность к истинному отключению: когда переключатель S выключен достаточно, выход (U _из) падает до 0 В после довольно значительного временного сброса заряда [9].
Изображение: Схема преобразователя Zeta DC-DC
Подобно топологии преобразователя постоянного тока в постоянный ток SEPIC, топология преобразователя Zeta DC-DC обеспечивает положительное выходное напряжение от входного напряжения, которое изменяется выше и ниже выходного напряжения. Преобразователю Zeta также требуются две катушки индуктивности и последовательный конденсатор, иногда называемый летающим конденсатором. В отличие от преобразователя SEPIC, который сконфигурирован со стандартным повышающим преобразователем, преобразователь Zeta сконфигурирован из понижающего контроллера, который управляет полевым транзистором PMOS высокого уровня.Преобразователь Zeta — еще один вариант регулирования нерегулируемого источника питания на входе [10].
В преобразователе постоянного тока в постоянный переключающие устройства (S) должны размыкать и замыкать электрическую цепь. Следовательно, они выполняют две роли: как электрический проводник для замыкания цепи, а также как электрический изолятор для размыкания / размыкания цепи. Эта двойная функция определяет, что такое полупроводник: устройство, способное эффективно проводить ток, а также блокировать его.
Полупроводники рассчитаны на максимальное напряжение, с которым они могут работать и при этом вести себя как изолятор, а также на максимальный ток, который может проходить через них без повреждения устройства.Максимально допустимый ток зависит не только от номинала модуля, но и от тепловых свойств полупроводника. Таким образом, в зависимости от упаковки силового модуля и используемого радиатора максимально допустимый ток может варьироваться для одного и того же устройства.
Для автомобильных приложений преобразователь постоянного тока в постоянный должен соответствовать нескольким конструктивным требованиям, например:
легкий вес
высокая эффективность
малый объем
отклонение электромагнитных помех
низкая пульсация выходного тока
В следующих статьях мы собираемся обсудить режимы работы DC-DC преобразователей, вывести их математические модели и выполнить моделирование с использованием Scilab / Xcos.
Ссылки :
[1] Али Эмади, Advanced Electric Drive Vehicles, CRC Press Taylor & Francis Group, 2015.
[2] Шереф Сойлу, Моделирование и моделирование электромобилей, IntechOpen, 2011.
[3] Бранко Л. Докич, Бранко Блануша, Преобразователи и регуляторы силовой электроники, 3-е издание, Springer, 2015.
[4] Мариан К. Казимерчук, Силовые преобразователи постоянного тока с широтно-импульсной модуляцией, 2-е издание, Wiley, 2016.
[5] Нараянасвами П.Р. Айер, Силовые электронные преобразователи — Интерактивное моделирование с использованием Simulink, CRC Press, 2018.
[6] Седдик Бача и др., Моделирование и управление силовыми электронными преобразователями с помощью тематических исследований, Springer, 2014.
[7] Эрик Шальц, Проектирование и моделирование электрических транспортных средств, IntechOpen, 2011.
[8] https: // en .wikipedia.org / wiki /% C4% 86uk_converter
[9] https://en.wikipedia.org/wiki/Single-ended_primary-inductor_converter
[10] Джефф Фалин, Проектирование преобразователей постоянного тока в постоянный ток на основе топологии ZETA, Техас Instruments, 2010.
Преобразователь постоянного тока
— обзор
36.2.3 Передаточные функции преобразователя
Использование уравнения.(36.20) в уравнении. (36.21) входные U к выходным Y установившиеся отношения (36.25), необходимые для разомкнутого контура и управления с прогнозированием, могут быть получены.
(36,25) YU = -CavAav-1Bav + Dav
Применение преобразований Лапласа к уравнению. (36.23) с нулевыми начальными условиями и с использованием теоремы суперпозиции можно получить коэффициент заполнения малого сигнала δ˜ для вывода передаточных функций y˜ (36.26) с учетом возмущений нулевой линии ( = 0).
(36,26) y˜ (s) δ˜ (s) = Cav [sI-Aav] -1 [(A1-A2) X + (B1-B2) U] + [(C1-C2) X + (D1-D2 ) U]
Линия к выходной передаточной функции (или передаточной функции восприимчивости звука), уравнение.(36.27) выводится с использованием того же метода с учетом теперь нулевых малосигнальных возмущений скважности (δ˜ = 0).
(36,27) y˜ (s) u˜ (s) = Cav [sI-Aav] -1Bav + Dav
Пример 36.2 Передаточные функции понижающе-повышающего преобразователя постоянного / постоянного тока
Из уравнений. (36.14) и (36.15) примера 36.1 и уравнения. (36,23), что составляет X = [ I _L , V ₀] ^T, Y = [ V ₀, I _L ] ^T , и U = [ V _DC ], линеаризованная модель в пространстве состояний пониженно-повышающего преобразователя для малых сигналов составляет
(36.28) [i˜˙Lv˜˙o] = [0-1-Δ1 / Li1-Δ1 / Co-1 / RoCo] [i˜Lv˜o] + [Δ1 / Li0] [v˜DC] + [0δ ˜ / Li-δ˜ / Co0] [ILVo] + [VDC / Li0] [δ˜] [v˜oi˜L] = [0110] [i˜Lv˜o] + [00] [v˜DC]
Из ур. (36.24) и (36.28) идентифицируются следующие матрицы:
(36.29) Aav = [01 (1-δ1) / Li1-δ1 / Co-1 / RoCo]; Bav = [δ1 / Li0]; Cav = [0110]; Dav = [00]
Усредненная линейная эквивалентная схема, полученная из уравнения. (36.28) или из линеаризации усредненной эквивалентной схемы (рис. 36.2), полученной из уравнений. (36.14) и (36.15), теперь включает в себя источник тока слабого сигнала Δ˜IL, параллельный источнику тока Δ1 i˜L, и источник напряжения слабого сигнала Δ˜ (VDC + Vo), включенный последовательно с источником напряжения Δ1 (v˜dc + v˜o).Источник напряжения питания V¯DC заменяется источником напряжения v˜DC.
Используя уравнение. (36.29) в уравнении. (36.25), между входом U и выходом Y установившиеся отношения равны
(36,30) ILVDC = Δ1Ro (Δ1-1) 2
(36,31) VoVDC = δ11-δ1
Эти соотношения являются хорошо известными установившиеся передаточные отношения понижающе-повышающего преобразователя [2, 5, 6]. Для разомкнутого управления выходом В _o , зная номинальное значение источника питания В _DC и требуемые В _o, , значение Δ ₁ может быть отключено. линия, рассчитанная по формуле.(36.31), (Δ ₁ = V _o / (V _o + V _DC)). Модулятор, подобный описанному в разделе 36.2.4, с сигналом модуляции, пропорциональным Δ ₁, будет генерировать сигнал Δ ( t). Управление без обратной связи для фиксированных выходных напряжений возможно, если напряжение питания В _{постоянного тока} почти постоянно, а нагрузка преобразователя существенно не изменяется. Если значение V _DC представляет помехи, то можно использовать управление с прогнозированием, вычисляя Δ ₁ в режиме онлайн, так что его значение всегда будет в соответствии с уравнением.(36.31). Правильное значение В, _o будет достигнуто в установившемся режиме, несмотря на колебания входного напряжения. Однако из-за паразитных реактивных сопротивлений преобразователя, которые здесь не моделируются (см. Пример 36.3), на практике может появиться установившаяся ошибка. Более того, переходная динамика, навязанная преобразователем, будет приводить к выбросам, которые часто не подходят для требовательных приложений.
Из уравнения. (36.27) строка для вывода передаточных функций :
(36.32) i˜L (s) v˜DC (s) = Δ1 (1 + sCoRo) S2 LiCoRo + sLi + Ro (1-Δ1) 2
(36,33) v˜o (s) v˜DC (s) = RoΔ1 (1-Δ1) S2 LiCoRo + sLi + Ro (1-Δ1) 2
Из уравнения. (36.26), , рабочий цикл малого сигнала δ˜ для вывода y˜ передаточных функций составляет
(36,34) i˜ (s) Δ˜ (s) = VDC (1 + Δ1 + sCoRo) / ( 1-Δ1) S2 LiCoRo + sLi + Ro (1-δ1) 2
(36,35) v˜o (s) δ˜ (s) = VDC (Ro + sLiδ1 / (1-δ1) 2) S2 LiCoRo + sLi + Ro (1-δ1) 2
Эти передаточные функции позволяют выбирать и проектировать цепь обратной связи компенсационной сети.Обратите внимание на положительный ноль в v˜o (s) / δ˜ (s), указывающий на неминимально-фазовую систему. Эти уравнения также могут быть получены с использованием эквивалентной схемы слабого сигнала, полученной из уравнения. (36.28) или из линеаризованной модели переключающей ячейки (рис. 36.3b), заменив источник тока Δ1 i¯L на источники тока Δ1 i˜L и δ˜IL параллельно, а источник напряжения δ1 v˜s на источники напряжения δ1 (v˜DC + v˜o) и δ (VDC + Vo) последовательно.
Пример 36.3 Передаточные функции прямого преобразователя постоянного / постоянного тока
Рассмотрим прямой преобразователь (понижающий преобразователь), показанный на рис.36,4 переключения при f _S = 100 кГц ( T = 10 мкс) при В _DC = 300 В, n = 30, В _o = 5 В, L _i = 20 мкГн, r _L = 0,01 Ом, C _o = 2200 мкФ, r _C = 0,005 Ом, R _o = 0,1 Ом.
Предполагая, что x = [ i _L, v _C ] ^T, δ ( t ) = 1, когда оба Q ₁ и D ₁ включены и D ₂ «выключен» (0 ≤ t ≤ δ ₁ T ) и δ ( t ) = 0, когда оба Q ₁ и D ₁ являются « выключен »и D ₂« включен »( δ ₁ T ≤ t ≤ T ), коммутируемая модель в пространстве состояний прямого преобразователя, рассматриваемая как выходной вектор y = [ i _L, v _o ] ^T, is
РИСУНОК 36.4. (a) Базовая схема прямого преобразователя постоянного / постоянного тока и (b) основные формы сигналов схемы.
(36,36) diLdt = -RorC + RorL + rLrCLi (Ro + rC) iL-RoLi (Ro + rC) vc + δ (t) nVDCdvCdt = Ro (Ro + rC) CoiL-1 (Ro + rC) CovCvo = rC1 + rC / RoiL + 11 + rC / RovC
Изготовление r _см = r _C / (1 + r _C / R _o), R _oc = R _o + r _C, k _oc = R _o / R _oc, r _P = r _L + r _cm и сравнивая уравнение.(36.36) с уравнениями. (36.2) и (36.3) можно выделить следующие матрицы:
A1 = A = [- rp / Li-Koc / LiKoc / Co-1 / (RocCo)]; B1 = [1 / (nLi), 0 ] T; B2 = [0,0] T; u = [В постоянного тока] C1 = C2 = [10rcmkoc]; D1 = D2 = [0,0] T
Теперь, применяя уравнение. (36.7) точная (начиная с A ₁ = A ₂) усредненная по пространству состояний модель, уравнения. (36,37) и (36,38), получается:
(36,37) [i¯˙Lv¯˙C] = [- rp / Li-koc / Likoc / Co-1 / (Roc Co)] [i¯Lv¯ C] + [δ1nLi0] [V¯DC]
(36,38) [i¯˙Lv¯˙o] = [10rcmkoc] [i¯Lv¯o] + [00] [V¯DC]
Начиная с A ₁ = A ₂, эта модель действительна для ω _max> 2 πf _s. Собственные значения преобразователя s _f _1,2, равны
(36,39) sf1,2 = -Li + CoRocrp ± -4 Roc LiCo (Roc koc2 + rp) + (Li + CoRocrp) 22RocLiCo
Эквивалентная схема, вытекающая из Ур. (36.37) и (36.38) представлены на рис. 36.5. Это также может быть получено с помощью концепции эквивалентной схемы коммутационной ячейки (рис. 36.3) из примера (36.1).
РИСУНОК 36.5. Эквивалентная схема усредненной модели прямого преобразователя в пространстве состояний.
Изготовление X = [ I _L, V _C ] ^T, Y = [ I _L, V _o, и U = [ V _DC ], из уравнения.(36.23) усредненная по пространству состояний модель слабого сигнала:
(36,40) [i˜˙Lv˜˙C] = [- rp / Li-koc / Likoc / Co-1 / (RocCo)] [i˜Lv ˜C] + [δ1 / nLi0] [v˜DC] + [VDC / nLi0] [δ˜]
(36,41) [i˙˙Lv˙o] = [10rcmkoc] [i˜Lv˜C] + [ 00] [v˜DC]
Из уравнения. (36,25), отношения между входом U и выходом Y равны
(36,42) ILVDC = Δ1n (koc2Roc + rp)
(36,43) VoVDC = Δ1 (koc2Roc + rcm) n (koc2Roc + rp )
Делая r _C = 0, r _L = 0 и n = 1, первые соотношения дают хорошо известные отношения передачи постоянного тока понижающего преобразователя постоянного / постоянного тока.Отношения, показанные в уравнениях. (36.42) и (36.43) позволяют управлять преобразователем без обратной связи и с прямой связью, как описано в примере 36.2, при условии, что все моделируемые параметры не зависят от времени и достаточно точны.
Из уравнения. Из (36.27) выводятся выходные передаточные функции:
(36.44) i˜L (s) v˜DC (s) = (Δ1 / n) (1 + sCoRoc) S2LiCoRoc + s (Li + CoRocrp) + koc2Roc + rp
(36,45) v˜o (s) v˜DC (s) = (δ1 / n) (koc2Roc + rcm + sCoRocrcm) S2LiCoRoc + s (Li + CoRocrp) + koc2Roc + rp
Используя уравнение.(36.26) рабочий цикл δ˜ слабого сигнала для вывода передаточных функций γ˜ равен
(36,46) i˜L (s) δ (s) = (VDC / n) (1 + sCo Roc) s2LiCoRoc + s (Li + CoRocrp) + koc2Roc + rp
(36,47) v˜o (s) δ (s) = (VDC / n) (koc2Roc + rcm + sCoRocrcm) s2LiCoRoc + s (Li + CoRocrp) + koc2Roc + rp
Реальный ноль уравнения. (36,47) связано с r _C, эквивалентным последовательным сопротивлением (ESR) выходного конденсатора. Аналогичный ноль имел бы место в повышающем-понижающем преобразователе (Пример 36.2), если бы в моделирование было включено ESR выходного конденсатора.
Рэковые преобразователи постоянного тока в постоянный ток для систем питания 24 В, 48 В, 130 В постоянного тока
Рэковые преобразователи постоянного тока в постоянный ток Wilmore работают от источников питания 12, 24, 48, 60, 125 и 130 В постоянного тока . Эти преобразователи мощности, разработанные для использования со стойками для оборудования 19 и 23 дюймов, обеспечивают изолированных регулируемых выходов постоянного тока , идеально подходящих для питания телекоммуникационного оборудования, сетей SCADA и другой электроники.
Примеры наших монтируемых в стойку преобразователей постоянного тока в постоянный показаны ниже.Прокрутите вниз, чтобы увидеть описания этих продуктов и ссылки на бюллетени продуктов.
Преобразователи постоянного тока в постоянный ток 200 и 400 Вт с одним выходом (1U)
Эти преобразователи с одним выходом обеспечивают хорошо стабилизированное выходное напряжение постоянного тока от аккумуляторных батарей станции или других источников постоянного тока с большими колебаниями. Этот выход гальванически изолирован от источника и шасси и, следовательно, может быть подключен как положительный, так и отрицательный выход. Приложения включают питание радиоприемопередатчиков, телекоммуникационного оборудования, систем диспетчерского управления и других критических электронных нагрузок.
Разработанные для монтажа в стойку, эти современные преобразователи обеспечивают превосходные электрические характеристики в низкопрофильном корпусе. Преобразователи серии 1720/1760 с умеренными номинальными характеристиками и очень высокой эффективностью будут работать непрерывно при любой нагрузке в пределах своих номиналов в широком диапазоне температур окружающей среды с простым конвекционным охлаждением. Они доступны с (Серия 1760) или без (Серия 1720) измерителями мощности на передней панели, а дополнительные стандартные опции позволяют пользователям адаптировать преобразователи к конкретным системным требованиям, включая параллельное подключение для резервирования и дополнительной мощности.
Преобразователи постоянного тока серии
1720/1760
Входные напряжения 12, 24, 48 и 130 В постоянного тока
Выходные напряжения 12, 24 и 48 В постоянного тока
Высокоэффективные (90%) с конвекционным охлаждением
Может быть параллельно для резервирования и / или дополнительного питания
Новинка! Доступен с измерителями выхода постоянного тока или без них
Размеры указаны в дюймах (мм):
Высота 1,75 дюйма (44,45) 1 место в стойке
Бюллетени продукта (файлы PDF )
Преобразователи постоянного тока в постоянный, 400 Вт с двумя выходами (1U)
Преобразователи постоянного тока в постоянный ток серии 1722 обеспечивают хорошо регулируемое выходное напряжение постоянного тока от аккумуляторных батарей станции или других источников постоянного тока с большими колебаниями.Каждый выход гальванически изолирован от источника, шасси и другого выхода и, следовательно, может быть подключен как положительный, так и отрицательный выход. Приложения включают питание радиоприемопередатчиков, телекоммуникационного оборудования, систем диспетчерского управления и других критических электронных нагрузок.
Разработанные для монтажа в стойку, эти современные преобразователи обеспечивают превосходные электрические характеристики в низкопрофильном корпусе. Преобразователи серии 1722 с консервативными номиналами и очень высокой эффективностью будут работать непрерывно при любой нагрузке в пределах своих номиналов в широком диапазоне температур окружающей среды с простым конвекционным охлаждением.
Серия 1722 Преобразователи постоянного тока в постоянный
Два независимых выхода по 200 Вт
Комбинации выходных напряжений: 12, 24 и 48 В постоянного тока
Входные напряжения 24, 48 и 130 В постоянного тока
Эффективные и с конвекционным охлаждением
Размеры указаны в дюймах (мм):
Высота 1,75 дюйма (44,45) 1 место в стойке
Бюллетень продукта (файл PDF)
Отказоустойчивые преобразователи постоянного тока в постоянный ток 200 Вт (1U)
Предназначен для критически низкого уровня -приложениях, требующих функций резервного копирования / резервирования, которые часто встречаются в более крупных системах питания постоянного тока, преобразователи постоянного тока серии 1721 обеспечивают надежность резервного питания в небольшом и экономичном корпусе.Два независимых преобразователя размещены в едином корпусе высотой 1,75 дюйма для монтажа в стойку со встроенными выходными диодами ИЛИ для каждого преобразователя, чтобы предотвратить повреждение одного преобразователя и влияние другого преобразователя. Хотя этот блок с двумя преобразователями может работать от одного источника постоянного тока, предусмотрены также два входа, позволяющие пользователям обеспечивать по-настоящему избыточное питание радиоприемопередатчикам, телекоммуникационному оборудованию, системам диспетчерского управления и другим важным электронным нагрузкам, и все это в пределах одного единое вертикальное стоечное пространство.
Эти преобразователи обеспечивают хорошо регулируемое выходное напряжение постоянного тока от аккумуляторных батарей станции или других источников постоянного тока с большими колебаниями. Этот выход гальванически изолирован от источника и шасси и, следовательно, может быть подключен как положительный, так и отрицательный выход. Преобразователи серии 1721 с консервативными номиналами и очень высокой эффективностью будут работать непрерывно при любой нагрузке в пределах своих номиналов в широком диапазоне температур окружающей среды с простым конвекционным охлаждением.
Серия 1721 Преобразователи постоянного тока в постоянный
Отказоустойчивая конструкция с двойным резервированием
Входные напряжения 24, 48 и 130 В постоянного тока
Выходные напряжения 12, 24 и 48 В постоянного тока
Эффективные и с конвекционным охлаждением
Размеры указаны в дюймах (мм):
Высота 1.75 дюймов (44,45) 1 место в стойке
Бюллетень продукта (файл PDF)
Преобразователи постоянного тока с одним выходом с высокой изоляцией (1U)
Эти преобразователи с одним выходом обеспечивают хорошо стабилизированное выходное напряжение постоянного тока, обеспечивая при этом высокое — изоляция по напряжению (2200 В переменного тока) между входом и выходом и входом в шасси. Этот выход гальванически изолирован от источника и шасси и, следовательно, может быть подключен как положительный, так и отрицательный выход. Приложения включают питание радиоприемопередатчиков, телекоммуникационного оборудования, систем диспетчерского управления и других электронных нагрузок, требующих высокой степени гальванической развязки от источника постоянного тока.
Серия 1723 Преобразователи постоянного тока в постоянный
Изоляция 2000 В переменного тока (вход на выход и вход на шасси)
Входное напряжение 12 или 24 В постоянного тока
Выходное напряжение 12, 24 и 48 В постоянного тока
Высокоэффективный (85%) и конвекционное охлаждение
Размеры указаны в дюймах (мм):
Высота 1,75 дюйма (44,45) 1 место в стойке
Бюллетени продуктов (файлы PDF)
200, 400, 800 Вт DC — DC преобразователи с одним выходом ( 2U)
Приложения включают питание радиоприемопередатчиков, телекоммуникационного оборудования, систем диспетчерского управления и других критических электронных нагрузок.
Серия
1500, 1560, 1561, 1562 и 1605

Преобразователи постоянного тока в постоянный
Входные напряжения 24, 48, 60 и 130 В постоянного тока
Выходные напряжения 12, 24, 48, 60 и 130 В постоянного тока
Эффективные с конвекционным охлаждением
Может быть подключено параллельно для резервирования и / или дополнительного питания
Размеры указаны в дюймах (мм):
Высота 3,50 дюйма (88,9) 2 места в стойке
Бюллетени продукта (файлы PDF)
Модульные преобразователи постоянного тока в постоянный (3U)
Эта полочная / модульная система преобразователя постоянного тока в постоянный обеспечивает хорошо стабилизированное выходное напряжение постоянного тока от аккумуляторных батарей станции или других источников постоянного тока с большими колебаниями.Этот выход гальванически изолирован от источника и шасси и, следовательно, может быть подключен как положительный, так и отрицательный выход. Применения включают питание радиоприемопередатчиков, РЧ-усилителей и других критически важных электронных нагрузок на объектах беспроводного / проводного телекоммуникационного оборудования.
Серия 1635 Преобразователи постоянного тока в постоянный
Модульные с возможностью горячей замены
Модули мощностью 500 Вт
Стандартные входные напряжения 24 и 48 В постоянного тока
Стандартные выходные напряжения 24 и 48 В постоянного тока
Полное резервирование — нет активной электроники на полке
Размеры указаны в дюймах (мм):
Высота 5.25 дюймов (133,35) 3 места в стойке
Бюллетени продуктов (файлы PDF)
Если вам нужна дополнительная информация о наших стоечных преобразователях постоянного тока или других устройствах для преобразования энергии Wilmore Electronics, пожалуйста, свяжитесь с нами по электронной почте, по телефону или факсу, используя информацию, представленную на этой странице.
No related posts.

Тип цепи		№деталей (Монтажная площадка)	Стоимость	Выходная мощность	Пульсация
Неизолированный	Базовый	Маленький	Низкий	Высокая	Маленький
	SEPIC, Zeta	Средний	Средний	Средний	Средний
	Нагнетательный насос	Маленький	Средний	Маленький	Средний
Изолированный	Трансформатор передний	Большой	Высокая	Высокая	Средний
Изолированный	Обратный трансформатор	Средний	Средний	Средний	Высокая