วิธีการแปลงแรงดัน DC เป็น DC ที่แตกต่างกัน

DC แหล่งจ่ายไฟ ใช้ในเครื่องใช้ส่วนใหญ่ที่ต้องใช้แรงดันไฟฟ้าคงที่ DC ย่อมาจาก Direct Current ซึ่งการไหลของกระแสเป็นทิศทางเดียว กระบวนการของการแปลง DC สามารถไม่ได้เป็นตัวแปลง DC ผู้ให้บริการประจุไฟฟ้าในแหล่งจ่ายไฟ DC เดินทางไปในทิศทางเดียว พลังงานแสงอาทิตย์ , แบตเตอรี่และ เทอร์โมคัปเปิล เป็นแหล่งจ่ายไฟ DC แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงสามารถผลิตกระแสไฟฟ้าคงที่ได้จำนวนหนึ่งซึ่งจะอ่อนลงเมื่อเดินทางไกลขึ้น แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามารถเปลี่ยนความแรงได้เมื่อเคลื่อนที่ผ่านหม้อแปลง

ตัวแปลง 24V DC เป็น 9V DC

แหล่งจ่ายไฟ AC คือกระแสสลับซึ่งแรงดันไฟฟ้าจะเปลี่ยนแปลงทันทีตามเวลา ในแหล่งจ่ายไฟ AC ผู้ให้บริการประจุจะเปลี่ยนทิศทางเป็นระยะ แหล่งจ่ายไฟ AC ใช้เป็นกระแสไฟฟ้าสำหรับความต้องการในครัวเรือน ยูทิลิตี้นี้ กระแสไฟ AC จะถูกแปลงเป็น DC โดยใช้วงจรซึ่งประกอบด้วยหม้อแปลงวงจรเรียงกระแสและตัวกรอง ในทำนองเดียวกันแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงจะเพิ่มขึ้นหรือลดลงเป็นแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการโดยใช้วงจรดังกล่าว

กระแสไฟฟ้ากระแสสลับของยูทิลิตี้นี้จะถูกแปลงเป็น DC โดยใช้วงจรซึ่งประกอบด้วยหม้อแปลงวงจรเรียงกระแสและตัวกรอง ในทำนองเดียวกันแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงจะเพิ่มขึ้นหรือลดลงเป็นแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการโดยใช้วงจรดังกล่าว

การแปลง DC-DC

ตัวแปลง DC เป็น DC รับแรงดันไฟฟ้าจากแหล่งจ่ายไฟ DC และแปลงแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายให้เป็นระดับแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงอื่น ใช้เพื่อเพิ่มหรือลดระดับแรงดันไฟฟ้า นี่คือรถยนต์ที่ใช้กันทั่วไปเครื่องชาร์จแบบพกพาและเครื่องเล่นดีวีดีแบบพกพา อุปกรณ์บางอย่างต้องการแรงดันไฟฟ้าจำนวนหนึ่งเพื่อให้อุปกรณ์ทำงานได้ พลังงานที่มากเกินไปสามารถทำลายอุปกรณ์หรือพลังงานน้อยลงอาจไม่สามารถเรียกใช้อุปกรณ์ได้ ตัวแปลงจะใช้พลังงานจากแบตเตอรี่และลดระดับแรงดันไฟฟ้าในทำนองเดียวกันตัวแปลงจะเพิ่มระดับแรงดันไฟฟ้า ตัวอย่างเช่นอาจจำเป็นต้องลดกำลังของแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ 24V เป็น 12V เพื่อใช้งานวิทยุ

ตัวแปลงจะใช้พลังงานจากแบตเตอรี่และลดระดับแรงดันไฟฟ้าในทำนองเดียวกันตัวแปลงจะเพิ่มระดับแรงดันไฟฟ้า ตัวอย่างเช่นอาจจำเป็นต้องลดกำลังของแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ 24V เป็น 12V เพื่อใช้งานวิทยุ

การแปลงอิเล็กทรอนิกส์

ตัวแปลง DC เป็น DC ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ใช้เทคโนโลยีสวิตชิ่ง ตัวแปลง DC-DC โหมดสวิทช์จะแปลงระดับแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงโดยการจัดเก็บพลังงานอินพุตไว้ชั่วคราวแล้วปล่อยพลังงานนั้นที่เอาต์พุตแรงดันไฟฟ้าต่าง การจัดเก็บทำได้ทั้งในส่วนประกอบสนามแม่เหล็กเช่น ตัวเหนี่ยวนำ , หม้อแปลงหรือส่วนประกอบสนามไฟฟ้าเช่นตัวเก็บประจุ วิธีการแปลงนี้สามารถเพิ่มหรือลดระดับแรงดันไฟฟ้าได้

การแปลงแบบสวิตชิ่งประหยัดพลังงานมากกว่าการควบคุมแรงดันไฟฟ้าเชิงเส้นซึ่งจะกระจายพลังงานที่ไม่ต้องการเป็นความร้อน ประสิทธิภาพสูงของตัวแปลงโหมดสวิทช์ช่วยลดการระบายความร้อนที่จำเป็นและเพิ่มความทนทานของแบตเตอรี่ของอุปกรณ์พกพา ประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นเนื่องจากการใช้ FET พลังงาน ซึ่งสามารถเปลี่ยนได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นโดยลดการสูญเสียการสลับที่ความถี่สูงกว่าทรานซิสเตอร์สองขั้วกำลังและใช้วงจรไดรฟ์ที่ซับซ้อนน้อยกว่า การปรับปรุงอีกอย่างในตัวแปลง DC-DC ทำได้โดยการเปลี่ยนไดโอดมู่เล่ด้วยการแก้ไขแบบซิงโครนัสโดยใช้ Power FET ซึ่ง 'ค่าความต้านทาน' ต่ำกว่ามากซึ่งจะช่วยลดการสูญเสียในการสลับ

ประสิทธิภาพของตัวแปลงเพิ่มขึ้นเนื่องจากการใช้พลังงาน FET ซึ่งสามารถเปลี่ยนได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นโดยลดการสูญเสียการสลับที่ความถี่สูงกว่าทรานซิสเตอร์สองขั้วกำลังและใช้วงจรไดรฟ์ที่ซับซ้อนน้อยกว่า การปรับปรุงอีกอย่างในตัวแปลง DC-DC ทำได้โดยการเปลี่ยนไดโอดมู่เล่ด้วยการแก้ไขแบบซิงโครนัสโดยใช้ Power FET ซึ่ง 'ค่าความต้านทาน' ต่ำกว่ามากซึ่งจะช่วยลดการสูญเสียในการสลับ

ตัวแปลง DC-DC ส่วนใหญ่ได้รับการออกแบบให้เคลื่อนที่ในทิศทางเดียวจากอินพุตไปยังเอาต์พุต แต่โทโพโลยีควบคุมการสลับสามารถออกแบบให้เคลื่อนที่แบบสองทิศทางได้โดยการแทนที่ไดโอดทั้งหมดด้วยการแก้ไขแบบแอคทีฟที่ควบคุมอย่างอิสระ ตัวอย่างเช่นในการเบรกแบบปฏิรูปของยานพาหนะที่มีการจ่ายกำลังให้กับล้อขณะขับขี่ แต่จะจ่ายให้กับล้อเมื่อเบรก ดังนั้นการแปลงแบบสองทิศทางจึงมีประโยชน์

การแปลงแม่เหล็ก

ในตัวแปลง DC-DC เหล่านี้พลังงานจะถูกจัดเก็บและปล่อยออกมาเป็นระยะจากสนามแม่เหล็กในตัวเหนี่ยวนำหรือหม้อแปลงในช่วงความถี่ 300KHz ถึง 10MHz ด้วยการปรับรอบการทำงานของแรงดันไฟฟ้าที่ชาร์จจะสามารถควบคุมปริมาณพลังงานที่ถ่ายโอนไปยังโหลดได้ง่ายขึ้นโดยการควบคุมนี้ยังสามารถใช้กับกระแสอินพุตกระแสเอาต์พุตหรือเพื่อรักษากำลังไฟฟ้าให้คงที่ ตัวแปลงที่ใช้หม้อแปลงสามารถแยกระหว่างอินพุตและเอาต์พุตได้

โดยทั่วไปตัวแปลง DC-DC หมายถึงตัวแปลงสวิตชิ่งที่อธิบายต่อไปนี้ วงจรเหล่านี้เป็นหัวใจหลักของแหล่งจ่ายไฟสลับโหมด ด้านล่างอธิบายเป็นวงจรที่ใช้บ่อยที่สุด

ตัวแปลงที่ไม่แยก

ตัวแปลงที่ไม่แยกตัวจะใช้เมื่อแรงดันไฟฟ้ามีการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย ขั้วอินพุตและเอาต์พุตใช้สายดินร่วมกันในวงจรนี้ ต่อไปนี้เป็นประเภทต่างๆของตัวแปลงในกลุ่มนี้

ข้อเสียคือไม่สามารถป้องกันแรงดันไฟฟ้าสูงและมีเสียงรบกวนมากขึ้น

ตัวแปลง Step-Down (Buck)

วงจร step-down ใช้เพื่อสร้างแรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่าอินพุต เรียกอีกอย่างว่าเจ้าชู้ ขั้วจะเหมือนกับในอินพุต

ตัวแปลงบั๊ก

ตัวแปลง Step-Up (Boost)

วงจร step-up ใช้เพื่อสร้างแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าแรงดันไฟฟ้าขาเข้า เรียกว่าเป็นการเสริมดวง ขั้วจะเหมือนกับในอินพุต

Boost Converter

ตัวแปลง Buck-Boost

ใน ตัวแปลง Buck-Boost แรงดันไฟฟ้าขาออกสามารถเพิ่มขึ้นหรือลดลงกว่าแรงดันไฟฟ้าขาเข้า ใช้งานได้ทั้งในการเพิ่มหรือลดแรงดันไฟฟ้า การใช้งานทั่วไปของตัวแปลงนี้คือการกลับขั้ว

กระเจี๊ยว: ตัวแปลงประเภทนี้คล้ายกับตัวแปลง Buck-Boost ความแตกต่างคือชื่อของมันซึ่งตั้งชื่อตาม Slobodan Cuk ชายผู้สร้างมันขึ้นมา

ปั๊มชาร์จ: ตัวแปลงนี้ใช้เพื่อเพิ่มหรือลดแรงดันไฟฟ้าในแอพพลิเคชั่นที่มีกำลังไฟต่ำ

ตัวแปลงที่แยกได้

ตัวแปลงเหล่านี้มีการแยกระหว่างขั้วอินพุตและเอาต์พุต มีคุณสมบัติแรงดันไฟฟ้าแยกสูง สามารถป้องกันเสียงรบกวนและสัญญาณรบกวนได้ สิ่งนี้ช่วยให้พวกเขาผลิตแหล่ง DC ที่สะอาดขึ้น แบ่งออกเป็นสองประเภท

ตัวแปลง Flyback

ตัวแปลงนี้ทำงานคล้ายกับตัวแปลง buck-boost ของหมวดหมู่ที่ไม่แยก ความแตกต่างคือใช้หม้อแปลงเพื่อเก็บพลังงานแทนตัวเหนี่ยวนำ

ตัวแปลง Flyback

แปลงไปข้างหน้า

ตัวแปลงนี้จะใช้หม้อแปลงเพื่อส่งพลังงานระหว่างอินพุตและเอาต์พุตในขั้นตอนเดียว

การทำงานของ DC Converter

ตัวแปลง DC-DC พื้นฐานรับกระแสและส่งผ่านองค์ประกอบสวิตชิ่งซึ่งจะเปลี่ยนสัญญาณ DC เป็นสัญญาณคลื่นสี่เหลี่ยม AC คลื่นนี้จะผ่านตัวกรองอื่นซึ่งจะเปลี่ยนกลับเป็นสัญญาณ DC ของแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการ

ข้อดีของ DC Converter

• พื้นที่แบตเตอรี่สามารถลดลงได้โดยการลดหรือเพิ่มแรงดันไฟฟ้าขาเข้าที่มีอยู่
• อุปกรณ์สามารถขับเคลื่อนโดยการบัคกิ้งหรือเพิ่มแรงดันไฟฟ้าที่มีอยู่ จึงป้องกันความเสียหายของอุปกรณ์หรือพัง.

ฉันหวังว่าคุณจะเข้าใจหัวข้อนี้อย่างชัดเจน - วิธีการแปลงแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงเป็นกระแสตรงและประเภทต่างๆ หากคุณมีข้อสงสัยเกี่ยวกับหัวข้อนี้หรือในไฟล์ โครงการไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ แสดงความคิดเห็นด้านล่าง