Feszültségcsatlakozók és reduktorok - Műhely
Napjainkban a legfontosabb elektronikus eszközök, amelyekkel mindennap kölcsönhatásban vagyunk, például a mobiltelefonok, a táblagépek és a laptopok, nagy energiát igénylő akkumulátorokból működnek. Nagyon sok elektronikus áramkörük van, amelyek különböző feszültségszintekkel működnek, ami szükségessé tette olyan áramkörök meglétét, amelyek képesek az elektronikus eszközök helyes működéséhez szükséges feszültségek kezelésére és elosztására. új elektronikus eszközökkel, egyre nagyobb szükség van a rendszer általános hatékonyságának javítására az energiagazdálkodási és elosztási blokkok fejlesztésével a veszteségek minimalizálása érdekében.
A transzformátor működési elve:
Váltóáramú transzformátor
A transzformátor működési alapelve Faraday elektromágneses indukciós törvénye vagy két tekercs közötti kölcsönös indukció. A transzformátor két külön tekercsből áll, amelyek a hengerelt acélmag felett helyezkednek el.
A tekercset, amelyhez a váltakozó áramú tápegység csatlakozik, elsődleges tekercselésnek nevezzük, a szekunder tekercset pedig a terheléshez csatlakoztatva. Csak azért működik váltakozó áramon, mert váltakozó áramra van szükség a két tekercs kölcsönös indukciójához.
Amikor a váltakozó áramú tápfeszültséget a primer tekercshez V1 feszültséggel kapjuk, akkor a transzformátor magjába ϕ váltakozó áramot helyezünk, amely a szekunder tekercshez van csatlakoztatva, és ennek következtében elektromágneses mező indukálódik benne. Ennek az indukált elektromágneses térnek az iránya ellentétes az alkalmazott V1 feszültséggel, az alábbi ábrán látható Lenz-törvény miatt:
Amikor a váltakozó áramú tápfeszültséget a primer tekercshez V1 feszültséggel kapjuk, akkor a transzformátor magjába ϕ váltakozó áramot telepítünk, amely csatlakozik a szekunder tekercshez, és ennek eredményeként elektromágneses mezőt indukálnak benne, amelyet kölcsönösen indukált elektromágneses mezőnek hívnak. . Ennek az indukált elektromágneses térnek az iránya ellentétes az alkalmazott V1 feszültséggel, az alábbi ábrán látható Lenz-törvény miatt:
Fizikailag nincs elektromos kapcsolat a két tekercs között, de mágnesesen vannak összekötve. Ezért az elektromosság az elsődleges körből a másodlagos áramkörbe kölcsönös induktivitással kerül át.
A primer és a szekunder tekercsben indukált elektromágneses mező a fluxus kapcsolat változásának sebességétől függ .
Egyenáramú transzformátor:
Amint a fentiekben említettük, a transzformátor váltakozó áramú áramforrásról működik, és nem működhet egyenárammal. Ha a névleges egyenfeszültséget alkalmazzák az elsődleges tekercsre, akkor a transzformátor magjában állandó nagyságú fluxus lesz konfigurálva, és ezért nem lesz saját indukált elektromágneses mező keletkezés, tekintve a szekunder tekercs áramlási kapcsolatát vagy szükséges váltakozó áramlás, és nem állandó áramlás.
A primer tekercs ellenállása nagyon alacsony, és az elsődleges áram nagy. Tehát ez az áram sokkal nagyobb, mint a névleges teljes terhelésű primer tekercsáram. Ezért a termelt hő mennyisége nagyobb lesz, és az áramveszteség (I2R) nagyobb lesz.
Emiatt a primer tekercsek szigetelése megég és a transzformátor megsérül.
Feszültségemelő
Mindannyian kellemetlen helyzetekkel szembesülünk, amelyekben valamivel több feszültségre van szükségünk, mint amennyit tápegységeink képesek biztosítani. 12 voltra van szükségünk, de csak 9 voltos akkumulátorunk van. Vagy talán van egy 3,3 V-os tápegységünk, amikor az integráltunknak 5 V-ra van szüksége.
Végül feltesszük a kérdést magunknak: lehetséges-e egy folyamatos feszültség átalakítása másikra? A válasz igen. Lehetséges az egyik egyenfeszültség másikra váltása, de a módszereket okosabban gondolják át.
Ezeket "kapcsolási módnak" nevezzük, mert van egy félvezető kapcsoló, amely nagyon gyorsan be- és kikapcsol.
Mi az a feszültségfokozó ?
Az impulzus konverter az egyik legegyszerűbb típusú átalakító kapcsolási módban. Ahogy a neve is sugallja, bemeneti feszültségre és feszültségnövelésre van szükség. Mindössze egy induktivitásból, egy félvezető kapcsolóból (manapság ez egy MOSFET), egy diódából és egy kondenzátorból áll. Szüksége van egyenáramú tápegységre is.
Hogyan működik a Boost Converter?
Itt az ideje, hogy valóban lélegezzünk, hamarosan belemerülünk az áram hatalmába. A kezdetektől fogva elmondhatjuk, hogy ez egy nagyon kellemes mezőny.
A pulzusátalakító működésének megértéséhez ismernie kell az induktorok, a MOSFET-ek, a diódák és a kondenzátorok működését.
Ezzel a tudással lépésről lépésre végigvihetjük az impulzusátalakító működését.
Itt semmi nem történik. A kimeneti kondenzátort a bemeneti feszültségre terhelik, mínusz egy diódaeséssel.
Itt az ideje bekapcsolni a kapcsolót. Jelforrásunk emelkedik, elindítva a MOSFET-et. Az összes áram az induktoron keresztül kerül átirányításra a MOSFET-be. Ne feledje, hogy ez a kimeneti kondenzátor töltve marad, mivel a most előfeszített diódán keresztül nem lehet lemeríteni.
Az áramellátás nincs azonnal rövidzárlatos, mivel az induktor viszonylag lassan emeli az áramot. Az induktor körül mágneses mező is épül. Vegye figyelembe az induktorra alkalmazott feszültség polaritását.
Boost Converter 2. lépés működik
A MOSFET kikapcsol, és az induktív áram hirtelen kikapcsol.
Az induktor természete az egyenletes áramlás fenntartása; nem szereti az áram hirtelen változását. Tehát nem szereti azt az erőt, hogy hirtelen megálljon. Erre úgy válaszol, hogy az áramlás fenntartása érdekében a mágneses mezőben tárolt energia által eredetileg szolgáltatott feszültséggel ellentétes polaritású nagyfeszültséget generál.
Ha elfelejtjük az áramkör többi elemét, és csak a polaritásszimbólumokat vesszük figyelembe, akkor észrevesszük, hogy az induktor most feszültségforrásként működik a tápfeszültséggel sorozatban. Ez azt jelenti, hogy a dióda anódja most nagyobb feszültségen van, mint a katód (ne felejtsük el, hogy a fedelet az elején már feltöltötte a tápfeszültségre), és előre néz.
A kimeneti kondenzátort most magasabb feszültséggel töltik, mint korábban, ami azt jelenti, hogy az alacsony egyenfeszültséget sikeresen magasabbra emeltük.!
Azt javaslom, hogy nagyon lassan hajtsa végre újra a lépéseket, és értse meg őket intuitívan.
Ezek a lépések ezerszer megtörténnek (az oszcillátor frekvenciájától függően), hogy a kimeneti feszültséget terhelés alatt tartsák.
Feszültségcsökkentő
Az elektronikus világban sokszor szükségesnek tartjuk az egyenfeszültség alacsonyabbra csökkentését. Például szükségünk lehet egy 3,3 V-os mikrovezérlő tápellátására egy 12 V-os tápegységről. A megoldás egyszerű, csak adjon hozzá egy 3,3 V IC lineáris szabályozót, mint az LD1117, 12 V-os tápegységgel, és 3,3 V feszültségig szabályozza.
Bevezetés a feszültségcsökkentőkhöz
Ezt az eszközt feszültségcsökkentőnek nevezzük. Ez egyfajta DC-DC átalakító, ezért néhány tranzisztor és tekercs segítségével elvégzi a feszültség csökkentését. A fenti kép a hurokátalakítók tipikus áramkörét mutatja.
Egészen hasonlít egy impulzus-átalakítóhoz, de az induktor és a tranzisztor elhelyezése változik. A fenti áramkörben látható kapcsoló általában egy elektronikus áramkapcsoló, például MOSFET, IGBT vagy BJT. A kapcsolót PWM jel segítségével kapcsolják (be és ki).
A feszültségcsökkentő működése kissé hasonló a PWM "sötétedéséhez". Mindannyian hallottunk olyan fényekről, amelyek csökkenthetik az intenzitásukat egy PWM jelből.
Feszültségcsökkentő működése
A kapcsoló BE van kapcsolva, és lehetővé teszi az áramáram átadását a kimeneti kondenzátorhoz, töltéssel. Mivel a kondenzátor feszültsége nem nőhet azonnal, és mivel a tekercs korlátozza a töltőáramot, az áramkör mentén a kapcsolási ciklus alatt a feszültség nem a tápegység teljes feszültsége.
A kapcsoló kikapcsol. Mivel a tekercsben lévő áram nem tud hirtelen megváltozni, a tekercs feszültséget hoz létre rajta. Ez a feszültség lehetővé teszi a kondenzátor feltöltését és a diódán keresztüli terhelést, amikor a kapcsoló ki van kapcsolva, fenntartva a kimeneti áramot a kapcsolási ciklus alatt.
Ez a két lépés továbbra is másodpercenként sok ezer alkalommal megismétlődik, ami folyamatos kimenetet eredményez.
Feszültségcsökkentők:
| Név | táplálás | kijárat |
| USB kikapcsolási mód | 4.5V-40V | 5V |
| 150 W AC-DC feszültségesés mód | AC: 100V-240V | 24V |
| AMS1117 Feszültségszabályozó modul | 4V-12V | 3.3V |
| AMS1117 Lépcsős feszültségszabályozó modul | 6.5V-12V | 5V |
| 9V feszültségszabályozó modul | 0V - 15V | 9V |
| Feszültségszabályozó modul 3,3 V S09 feszültségen | 0-15V | 3.3V |
| Feszültségszabályozó modul | 0-15V | 12V |
| Feszültségcsökkentési mód | 6V-24V | 5V |
Állítható feszültségcsökkentők
A működés elve egy állítható feszültségszabályozón keresztül történik, amely állítható feszültségeket tud kibocsátani bárhonnan a tartományból, amelyet a feszültségszabályozó kibocsátására terveztek. Ennek lehetősége sokkal sokoldalúbb, mint a hagyományos feszültségemelők és feszültségcsökkentők, amelyek fix feszültséggel rendelkeznek, amelyre a feszültséget hozzák.
Feszültség emelkedés:
| Név | táplálás | kijárat |
| Mini 5V, 8V, 9V, 12V feszültségemelő modul | 2,5 V-5 V | 5V/8V/9V/12V |
| Step Up átalakító modul | 1V-5V | 5V |
| DC-DC tápegység modul | 5V | 1200 V |
Kérdésekkel és aggályokkal várjuk Önt a megjegyzések részben.