Что такое конвертор напряжения

конвертор напряжения

15 конвертор напряжения [тока] (источника электропитания РЭА): Устройство, входящее в состав источника электропитания радиоэлектронной аппаратуры и предназначенное для преобразования постоянного напряжения [тока] в постоянное напряжение [постоянный ток] другого или того же значения.

Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации . academic.ru . 2015 .

конвертная бумага
Конвертор языка

Смотреть что такое «конвертор напряжения» в других словарях:

ГОСТ Р 52907-2008: Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Термины и определения — Терминология ГОСТ Р 52907 2008: Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Термины и определения оригинал документа: 18 время отключения (источника электропитания РЭА): Интервал времени между моментом прекращения подачи входного… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ГОСТ Р 52023-2003: Сети распределительные систем кабельного телевидения. Основные параметры. Технические требования. Методы измерений и испытаний — Терминология ГОСТ Р 52023 2003: Сети распределительные систем кабельного телевидения. Основные параметры. Технические требования. Методы измерений и испытаний оригинал документа: 3.1.38 «пилотное регулирование»: Способ автоматической стабилизации … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ГОСТ Р 50788-95: Установки непосредственного приема программ спутникового телевизионного вещания. Классификация. Основные параметры. Технические требования. Методы измерений — Терминология ГОСТ Р 50788 95: Установки непосредственного приема программ спутникового телевизионного вещания. Классификация. Основные параметры. Технические требования. Методы измерений оригинал документа: 3.1.4 Антенна устройство для приема… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
МЕТАЛЛУРГИЯ — МЕТАЛЛУРГИЯ, добыча металлов из их природных соединении руд, распадается на два отдела: черную и цветную. Черная М. охватывает добычу чугуна, железа и стали. Чугун добывается из железных руд, именуемых железняками: красного (Fe203), магнитного… … Большая медицинская энциклопедия
преобразователь постоянного тока — конвертор Преобразователь электрической энергии, который преобразует энергию постоянного тока одного напряжения в энергию постоянного тока другого напряжения [ОСТ 45.55 99] EN FR Тематики источники и системы электропитанияпреобразователь… … Справочник технического переводчика
Обозначения — 3.2 Обозначения 3.2.1 Углеводородные соединения обозначают числом атомов углерода в соединении. Префикс используют для указания формы углеводородной цепи, а подстрочное число обозначает количество атомов углерода (например, нормальный декан… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
преобразователь электрической энергии — Электротехническое изделие (устройство), преобразующее электрическую энергию с одними значениями параметров и (или) показателей качества в электрическую энергию с другими значениями параметров и (или) показателей качества. Примечание.… … Справочник технического переводчика

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ

Преобразователи (конверторы) напряжения

В общем случае преобразователь или конвертор напряжения это электротехническое устройство, способное преобразовывать один уровень или вид этого параметра в другой.

Как правило, говоря о преобразователях напряжения, имеют в виду конверторы, работающие в цепях переменного тока (AC/AC). В других случаях эти приборы называют преобразователями постоянного напряжения (DC/DC) или инверторами (DC/AC или AC/DC).

Устройства для преобразования напряжения встречаются на практике повсеместно. Различают и классифицируют их по различным признакам.

По назначению конверторы подразделяют на:

регуляторы;
линейные стабилизаторы.

трансформаторы различных типов;
регуляторы;
преобразователи формы и частоты сигнала.

выпрямители;
импульсные стабилизаторы.

встроенные источники электропитания различных видов оборудования;
малогабаритные адаптеры (зарядные устройства), предназначенные для электропитания (зарядки) мобильных телефонов, электронных гаджетов и девайсов.

ИМПУЛЬСНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ

Импульсные преобразователи применяются в тех случаях, когда нужно преобразовать один уровень напряжения в другой. Чаще всего они собираются на базе индуктивных или емкостных накопителей энергии. От других источников электропитания их отличает высокий уровень КПД, достигающий в некоторых случаях 95%.

коммутирующий элемент;
накопитель энергии (катушка индуктивности, дроссель, конденсаторы);
блокирующий диод;
конденсатор, соединенный параллельно с сопротивлением нагрузки.

Комбинации перечисленных компонентов могут образовывать любой тип импульсного конвертора.

Величина напряжения на выходе определяется шириной импульсов, управляющих коммутирующим элементом. При этом создается запас энергии в катушке индуктивности. Стабилизация реализуется за счет обратной связи, то есть ширина импульсов меняется в зависимости от значения выходного напряжения.

Для создания токов высокой частоты используют преобразователи, собранные с использованием колебательных контуров. При этом напряжение постоянного тока, поступающее на генератор переменного напряжения (мультивибратор, триггер) является одновременно и питающим. Выходные импульсы имеют, как правило, прямоугольную форму.

Полученное переменное напряжение можно усилить, понизить и т. д. Кроме того его легко выпрямить и получить нужную полярность. Для этого используют соответствующее включение диодов, а выпрямитель собирают, например, по мостовой схеме.

Напряжение на выходе импульсных преобразователей необходимо стабилизировать. Для этого используют различного рода стабилизаторы (импульсные или линейные). Правда, из-за низкого КПД последние используются редко.

Что касается импульсных стабилизаторов, то они в своей работе используют широтно или частотно импульсную модуляцию. В первом случае меняется длительность во втором — частота импульсов. Встречаются устройства с комбинированным способом стабилизации.

АВТОМОБИЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ

С увеличением количества автомобилей возросла потребность использования в процессе их эксплуатации различных бытовых приборов, в том числе работающих от переменного напряжения 220В.

Для этого и были разработаны автомобильные инверторы, с помощью которых постоянное напряжение от автомобильного аккумулятора +12 В (легковые автомобили) или +24 В (грузовой автотранспорт) преобразуется в переменное 220 В. К ним можно подключить электробритву или электродрель, зарядить ноутбук и пр.

Автомобильный инвертор является генератором напряжения, форма которого приближена к синусоиде. При этом ток на выходе прибора не зависит от величины тока на входе и его можно регулировать практически от нуля до максимума. Точно также теоретически можно регулировать частоту и напряжение.

Упрощенно электрическую схему автомобильного конвертора можно представить в виде трансформатора, на первичные обмотки которого напряжение подается через тиристорные ключи. Поочередно включая обмотки тиристоры создают на выходе трансформатора переменный ток.

При этом формируется модифицированная (ступенчатая) синусоида, но это никак не влияет на работоспособность большинства бытовых приборов.

Преобразователи для использования в автомобилях обладают достаточно высоким КПД, который достигает 90%, что свидетельствует о достаточно высоком качестве получаемой синусоиды.

Рабочий режим, обеспечивающий длительную работу инвертора с номинальной мощностью.
Режим перегрузки, который позволяет получить от прибора значительно большую мощность, чем при работе в обычном режиме. Однако в таком режиме инвертор не должен работать более 30 мин.
Пусковой режим используется при необходимости получения моментальной мощности при высокой нагрузке (запуск электродвигателя и пр.).

Внимание! Эксплуатируя инвертор, не рекомендуется постоянно включать его на максимальную мощность. Выбирать режим его работы необходимо, исходя из величины нагрузки.

Выбирая конвертор для авто основное внимание необходимо обратить на его мощность. Ее величина должна быть заведомо больше мощности подключаемых устройств. Кроме того немаловажное значение имеет и тип подключаемых электроприборов. Если к автомобильному инвертору предполагается подключать приборы, потребляющие при запуске значительные токи, то приобретать нужно прибор, обладающий соответствующей мощностью (от 300 до 2000 Вт).

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ ДОМА

В настоящее время широкое применение преобразователи напряжения нашли в быту. Их стали использовать в домашних условиях в качестве резервных или аварийных источников питания, задача которых обеспечить работу бытовой техники в случае несанкционированного отключения сети централизованного электропитания.

Как правило, преобразователь напряжения для дома представляет собой комбинацию инвертора с одной или несколькими аккумуляторными батареями. В коттеджах и загородных домах (дачах) их дополняют также устройствами, способными заряжать аккумуляторы.

В отдельных случаях для этого могут использоваться солнечные батареи или ветрогенераторы.

телевизоры;
компьютеры и пр.

При этом необходимо помнить об электроприборах, например, холодильниках, электронасосах и др., которым для работы необходима подача электропитания с «чистой синусоидой», что требует приобретения значительно более дорогих устройств.

В местах, где отсутствует централизованная электросеть можно, рассчитав необходимую электрическую мощность, организовать систему электропитания целого дома. Однако это потребует приобретения достаточно дорогого оборудования.

Например, стоимость инвертора мощностью 10. 60 кВт составляет не менее $20000. Использование подобного рода устройств целесообразно в случае организации систем электропитания на основе альтернативных источников энергии.

щадящий режим работы аккумуляторов;
большой выбор аккумуляторных батарей;
возможность параллельного подключения нескольких преобразователей и пр.

На отечественном рынке электрооборудования импульсные преобразователи представлены в достаточно широком ассортименте. Особой популярностью пользуется, например, продукция тайваньской компании Mean Well и голландской фирмы Victron Energy.

Продукция этих производителей отличается высоким качеством и обладает большим количеством различных функций. Так преобразователи типа DC/AC обеспечивают защиту рот глубокого разряда аккумуляторных батарей, контролируя величину минимального входного напряжения. Контролируют они и параметры выходного сигнала.

Все модели этих компаний имеют большой запас мощности, что позволяет им выдерживать большие перегрузки, возникающие при запуске электроприборов. Ряд устройств обеспечивает получение на выходе синусоиды высокого качества, что позволяет подключать к ним самое требовательное электрооборудование.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Электроснабжение
Электрогенераторы
Электропроводка
Электрооборудование
- Блоки питания
  - Аварийные
  - Бесперебойные
  - Для видеонаблюдения
  - Для компьютеров
  - Для сигнализации
  - Зарядные устройства
  - Импульсные
  - Конверторы
  - Универсальные
  DC-DC преобразователи
  
  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.
  
  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.
  
  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.
  - Стрелочные и цифровые мультиметры — достоинства и недостатки
  - Легендарные аналоговые микросхемы
  - Как определить тип конденсатора
  Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Электрическая энергия в быту и на производстве » Практическая электроника
  
  Подписывайтесь на канал в Telegram про электронику для профессионалов и любителей: Практическая электроника на каждый день
  
  Поделитесь этой статьей с друзьями:
  
  Импульсные конверторы напряжения
  
  Импульсный трансформатор представляет собой преобразователь, элемент управления которого функционирует в импульсном состоянии, постоянно замыкаясь и размыкаясь. Благодаря данной особенности работы подача тока происходит порционно.
  
  Данная схема преобразователя напряжения применяется во многих бытовых электроприборах: в телевизорах, заряжающих устройствах для телефона, светодиодных лампах, компьютерной технике, бесперебойных источниках питания и т. д.
  
  Конструкционные особенности
  
  Схема преобразователя с обратным ходом проста и имеет следующие элементы:
  - электронный ключ (чаще всего его роль играет транзистор);
  - накопительный дроссель;
  - конденсатор;
  - диод.
  Главный принцип функционирования преобразователя заключается в беспрерывной смене закрытия и открытия. При открытом состоянии транзистора возникает подача тока, при этом в дросселе накапливается энергия. При закрытии транзистора энергия через дроссель передается на конденсатор и нагрузку.
  
  Операция происходит поэтапно:
  - 1 этап – при замкнутом транзисторе ток проходит через обмотку первичную, а накопление энергии происходит с трансформацией ее в магнитное поле;
  - 2 этап — транзистор разомкнут, подача тока в обмотку прекращается, однако энергия, аккумулированная в магнитном поле дросселя, продуцирует ток на обмотке вторичной. Возникает открытие диода, при этом в конденсаторе аккумулируется энергия, которая впоследствии будет применена для питания нагрузки на 1 этапе.
  Главные достоинства преобразователя
  
  Простая схема устройства и незначительное количество электронных составляющих делают инверторы напряжения недорогими и надежными.
  
  Основными достоинствами такого оборудования являются:
  - отсутствие чувствительности к коротким замыканиям на выходе;
  - делают невозможной передачу помех на нагрузку из сети;
  - позволяют регулировать напряжение на выходе в широком диапазоне.
  При этом импульсные преобразователи имеют один недостаток – ограничение мощности до 200 Вт. Если требуются более мощные источники питания,
  
  Виды
  
  С учетом функциональных особенностей различают следующие типы схем:
  - понижающий преобразователь напряжения – задействован при нагрузках, которым для функционирования требуются большой уровень тока и низкий показатель напряжения;
  - повышающий трансформатор – востребован для питания потребителей, нуждающихся в напряжении, превышающем показатели, которые способен обеспечить источник энергии;
  - инвертирующий трансформатор – используется для получения напряжения с обратной полярностью.
  У всех видов преобразователей напряжения есть несколько общих элементов:
  - блок питания;
  - коммутатор (он играет роль ключа);
  - индуктивное устройство для накопления энергии (дроссель, катушка индуктивности);
  - диод для выполнения блокировки;
  - фильтровый конденсатор (он включен параллельно с сопротивлением нагрузки).
  Благодаря соединению перечисленных элементов в отличающихся вариантах последовательности можно получить любую их трех разновидностей преобразователя напряжения.
  
  Регулировать показатели выходного напряжения такого устройства удается при помощи корректировки ширины импульсов. А его стабилизация возникает вследствие применения импульсных преобразователей.
  
  Использование стандартных линейных стабилизаторов для подобных целей в таких случаях неоправданно, так как они характеризуются низким уровнем КПД.
  
  Импульсные устройства напряжения подразделяют на:
  - стабилизаторы с широтно-импульсной модуляцией – подвергается изменениям продолжительность импульсов, при этом периодичность их возникновения остается без изменений;
  - выпрямители с частотно-импульсной модуляцией – происходит преобразование частоты управляющих импульсов, а их длительность не изменяется.
  Также встречаются варианты импульсных стабилизаторов, которые имеют смешанное регулирование.
  
  В основе функционирования DC/DC преобразователей заложено понятие самоиндукции. Прерывание тока, поступающего через индуктивную катушку, в магнитном поле, расположенном вокруг нее, появляется ЭДС, а на клеммах возникает напряжение, которое характеризуется наличием обратной полярности. Управление током и периодами переключения схемы позволяет осуществлять регулирование напряжения самоиндукции.
  
  Основные функциональные показатели
  
  Главными рабочими параметрами всех разновидностей импульсных трансформаторов считаются:
  - напряжение на выходе – бывает фиксированным либо регулируемым в определенном промежутке;
  - напряжение на входе;
  - ток на выходе – поможет определить, какую величину нагрузки способен поддерживать источник питания;
  - стабилизация напряжения;
  - размеры пульсаций;
  - КПД.
  При выборе генератора импульсов следует уделять особое внимание наличию и качеству систем, которые способны защитить от перегрузок, возможного перегрева и короткого замыкания. Также необходима гальваническая развязка, которая сделает невозможной подачу угрожающего входного напряжения.
  Похожие публикации: