さまざまなDCからDCへの電圧変換方法

DC 電源 定電圧が必要なほとんどのアプライアンスで使用されます。 DCは直流の略で、電流は一方向に流れます。 DC変換のプロセスは、DCコンバーターにすることはできません。 DC電源の電荷キャリアは一方向に移動します。 太陽電池 、電池と 熱電対 DC電源のソースです。 DC電圧は、一定量の一定の電気を生成する可能性があり、それがさらに長く移動すると弱くなります。発電機からのAC電圧は、変圧器を通過するときに強度を変化させる可能性があります。

24VDCから9VDCへのコンバーター

AC電源は交流であり、電圧は時間とともに瞬時に変化します。 AC電源では、電荷キャリアは定期的に方向を変えます。 AC電源は家庭用の商用電流として使用されます。このユーティリティ AC電流はDCに変換されます 変圧器、整流器、フィルターで構成される回路を使用します。同様に、DC電圧は、このような回路を使用して、目的の電圧にステップアップまたはステップダウンされます。

このユーティリティAC電流は、変圧器、整流器、およびフィルターで構成される回路を使用してDCに変換されます。同様に、DC電圧は、このような回路を使用して、目的の電圧にステップアップまたはステップダウンされます。

DC-DC変換

DC-DCコンバータは、DC電源から電圧を取得し、電源の電圧を別のDC電圧レベルに変換します。これらは、電圧レベルを増減するために使用されます。これは、一般的に使用される自動車、ポータブル充電器、ポータブルDVDプレーヤーです。一部のデバイスは、デバイスを実行するために一定量の電圧を必要とします。電力が多すぎるとデバイスが破壊されたり、電力が少なすぎるとデバイスを実行できない場合があります。コンバーターはバッテリーから電力を受け取り、電圧レベルを下げます。同様に、コンバーターは電圧レベルを上げます。たとえば、ラジオを実行するには、24Vの大型バッテリーの電力を12Vに下げる必要がある場合があります。

コンバーターはバッテリーから電力を受け取り、電圧レベルを下げます。同様に、コンバーターは電圧レベルを上げます。たとえば、ラジオを実行するには、24Vの大型バッテリーの電力を12Vに下げる必要がある場合があります。

電子変換

電子回路のDC-DCコンバータは、スイッチング技術を使用しています。スイッチモードDC-DCコンバータは、入力エネルギーを一時的に保存することでDC電圧レベルを変換し、そのエネルギーをさまざまな電圧出力で放出します。保管は、次のような磁場コンポーネントのいずれかで行われます。 インダクタ 、変圧器またはコンデンサのような電界コンポーネント。この変換方法では、電圧レベルを増減できます。

スイッチング変換は、不要な電力を熱として放散する線形電圧調整よりも電力効率が高くなります。スイッチモードコンバータの高効率により、必要なヒートシンクが削減され、ポータブル機器のバッテリ耐久性が向上します。の使用により効率が向上しました パワーFET 、パワーバイポーラトランジスタよりも高い周波数でより低いスイッチング損失でより効率的にスイッチングでき、より複雑でない駆動回路を使用します。 DC-DCコンバータのもう1つの改善点は、フライホイールダイオードをパワーFETを使用した同期整流に置き換えることです。パワーFETの「オン抵抗」ははるかに低く、スイッチング損失が減少します。

コンバータの効率は、パワーバイポーラトランジスタよりも高い周波数でより低いスイッチング損失でより効率的にスイッチングでき、より複雑でない駆動回路を使用できるパワーFETの使用により向上しました。 DC-DCコンバータのもう1つの改善点は、フライホイールダイオードをパワーFETを使用した同期整流に置き換えることです。パワーFETの「オン抵抗」ははるかに低く、スイッチング損失が減少します。

ほとんどのDC-DCコンバータは、入力から出力へ一方向に移動するように設計されています。ただし、スイッチングレギュレータのトポロジは、すべてのダイオードを独立して制御されるアクティブ整流に置き換えることで、双方向に移動するように設計できます。たとえば、車両の回生ブレーキでは、運転中に車輪に電力が供給されますが、ブレーキ時に車輪に電力が供給されます。したがって、双方向変換が役立ちます。

磁気変換

これらのDC-DCコンバータでは、エネルギーは定期的に蓄積され、300KHzから10MHzの周波数範囲でインダクタまたはトランスの磁場から放出されます。充電電圧のデューティサイクルを調整することにより、負荷に伝達される電力量をより簡単に制御できます。この制御により、入力電流、出力電流に適用したり、一定の電力を維持したりすることもできます。トランスベースのコンバータは、入力と出力を分離できます。

一般に、DC-DCコンバータとは、以下に説明するスイッチングコンバータを指します。これらの回路は、スイッチモード電源の心臓部です。以下に説明するのは、最も一般的に使用される回路です。

非絶縁コンバーター

電圧の変化が小さい場合は、非絶縁型コンバータを使用します。この回路では、入力端子と出力端子が共通のグランドを共有しています。以下は、このグループのさまざまなタイプのコンバーターです。

不利な点は、高電圧からの保護を与えることができず、より多くのノイズがあることです。

ステップダウン（バック）コンバーター

降圧回路は、入力よりも低い電圧を生成するために使用されます。ドルとも呼ばれます。極性は入力と同じです。

降圧コンバーター

ステップアップ（ブースト）コンバーター

昇圧回路を使用して、入力電圧よりも高い電圧を生成します。それはブーストと呼ばれます。極性は入力と同じです。

ブーストコンバーター

昇降圧コンバーター

に 昇降圧コンバーター 、出力電圧は入力電圧よりも増減できます。これは、電圧をブーストまたはバッキングするために機能します。このコンバータの一般的な使用法は、極性を逆にすることです。

ディック： このタイプのコンバーターは、バックブーストコンバーターに似ています。違いは、それを作成した人であるスロボダン・チュクにちなんで名付けられたその名前です。

チャージポンプ： このコンバータは、低電力のアプリケーションで電圧をステップアップまたはステップダウンするために使用されます。

分離されたコンバーター

これらのコンバータは、入力端子と出力端子が分離されています。それらは高い絶縁電圧特性を持っています。それらはノイズと干渉をブロックすることができます。これにより、よりクリーンなDC電源を生成できます。それらは2つのタイプに分類されます。

フライバックコンバーター

このコンバータは、非絶縁カテゴリの昇降圧コンバータと同様に機能します。違いは、インダクタの代わりに変圧器を使用してエネルギーを蓄えることです。

フライバックコンバーター

フォワードコンバーター

このコンバーターは、変圧器を使用して、入力と出力の間で単一のステップでエネルギーを送信します。

DCコンバーターの動作

基本的なDC-DCコンバータは、電流を受け取り、それをスイッチング素子に通します。スイッチング素子は、DC信号をAC方形波信号に変換します。この波は、別のフィルターを通過して、必要な電圧のDC信号に戻ります。

DCコンバータの利点

• 使用可能な入力電圧を増減することにより、バッテリースペースを減らすことができます。
• デバイスは、利用可能な電圧をバッキングまたはブーストすることによって駆動できます。したがって、デバイスの損傷や故障を防ぎます。

トピック-さまざまなDCからDCへの電圧変換方法とそのタイプを明確に理解していただければ幸いです。このトピックまたはについて質問がある場合 電気および電子プロジェクト 以下にコメントを残してください。