Подигачи на напон и редуктори - Работилница

Во денешно време, најважните електронски уреди со кои комуницираме секој ден, како што се мобилни телефони, таблети и лаптопи, се напојуваат со батерии кои бараат голема автономија. Тие имаат многу електронски кола кои работат на различни нивоа на напон, што создаде потреба за постоење на кола способни за управување и дистрибуција на напоните потребни за правилно функционирање на електронските уреди. Во однос на тековното сценарио, во однос на барањата нови електронски уреди, расте растечката потреба за подобрување на вкупната ефикасност на системот преку развој на овие блокови за управување и дистрибуција на енергија за да се минимизираат загубите.

Принцип на работа на трансформатор:

Трансформатор на напојување со наизменична струја

Принципот зад кој работи трансформаторот е законот на Фарадеј за електромагнетна индукција или меѓусебна индукција помеѓу две калеми. Трансформаторот се состои од две одделни намотки поставени преку валаното јадро од челик.

Намотката на која е поврзано напојувањето со наизменична струја се нарекува примарна ликвидација и секундарна ликвидација е онаа што е поврзана со товарот. Работи на наизменична струја само затоа што е потребен наизменичен проток за меѓусебна индукција помеѓу двете намотки.

Кога снабдувањето со наизменична струја се дава на примарната ликвидација со напон V1, во јадрото на трансформаторот е инсталирана наизменична струја which, која е поврзана со секундарната ликвидација и, како резултат, е индуцирано електромагнетно поле во него. Насоката на ова индуцирано електромагнетно поле е спротивна на применетиот напон V1, како резултат на законот Ленц прикажан на сликата подолу:

Кога снабдувањето со наизменична струја се дава на примарната ликвидација со напон V1, во јадрото на трансформаторот е инсталирана наизменична струја is, која е поврзана со секундарното намотување и како резултат, во него се предизвикува електромагнетно поле наречено реципрочно индуцирано електромагнетно поле. . Насоката на ова индуцирано електромагнетно поле е спротивна на применетиот напон V1, како резултат на законот Ленц прикажан на сликата подолу:

Физички, нема електрична врска помеѓу двете намотки, но тие се магнетски поврзани. Затоа, електричната енергија се пренесува од примарното коло во секундарното коло со меѓусебна индуктивност.

Електромагнетното поле индуцирано во примарните и секундарните намотки зависи од брзината на промена на приклучокот за флукс .

Трансформатор со напојување со еднонасочна струја:

Како што беше дискутирано погоре, трансформаторот работи со наизменична струја и не може да работи со директна струја. Ако номиналниот DC напон се примени на примарната ликвидација, флукс со постојана големина ќе биде конфигуриран во јадрото на трансформаторот и затоа нема да има само-индуцирано генерирање на електромагнетно поле, во однос на протокот на врската со секундарната ликвидација мора или потребен наизменичен проток и не постојан проток.

Отпорноста на примарната ликвидација е многу мала, а примарната струја е голема. Значи, оваа струја е многу поголема од примарната струја на ликвидација со номинално целосно оптоварување. Затоа, количината на произведена топлина ќе биде поголема, а моменталната загуба (I2R) ќе биде поголема.

Поради ова, изолацијата на примарните намотки ќе се изгори и трансформаторот ќе се оштети.

Подигнувач на напон

Сите се соочуваме со непријатни ситуации во кои ни треба малку повеќе напон отколку што можат да обезбедат нашите напојувања. Потребни ни се 12 волти, но имаме само батерија од 9 волти. Или можеби имаме напојување од 3,3 V кога нашите интегрирани потреби имаат 5V.

Конечно, се прашуваме, дали е можно да се претвори континуиран напон во друг? Одговорот е да. Може да се претвори еден еднонасочен напон во друг, но методите се размислуваат на попаметен начин.

Овие се нарекуваат „режим на префрлување“ затоа што има полупроводнички прекинувач кој многу брзо се вклучува и исклучува.

Што е засилувач на напон ?

Конверторот на пулсот е еден од наједноставните видови конвертер во режимот на вклучување. Како што сугерира името, тој бара влезен напон и зголемување на напонот. Сè што се состои е индуктор, полупроводнички прекинувач (во денешно време тоа е MOSFET), диода и кондензатор. Потребно е и напојување со еднонасочна струја.

Како работи конверторот за засилување?

Време е да дишеме навистина, ќе потонеме во електронските длабочини на моќта. Од почеток можеме да кажеме дека тоа е многу пријатно поле.

За да разберете како работи конверторот на пулсот, треба да знаете како работат индукторите, MOSFET, диодите и кондензаторите.

Со ова знаење, можеме да одиме низ работата на пулсниот конвертор чекор по чекор.

Ништо не се случува овде. Излезниот кондензатор се полни до влезниот напон минус пад на диодата.

Сега е време да го вклучите прекинувачот. Нашиот извор на сигнал се крева, започнувајќи го MOSFET. Целата струја се пренасочува кон MOSFET преку индуктор. Забележете дека овој излезен кондензатор останува наполнет, бидејќи не може да се испразни преку сега пристрасната диода.

Напојувањето не е веднаш во краток спој, бидејќи индукторот ја крева струјата релативно бавно. Магнетното поле е исто така изградено околу индукторот. Обрнете внимание на поларитетот на напонот што се применува на индукторот.

Зголемете го конверторот Чекор 2 работи

MOSFET е исклучен и индуктивната струја одеднаш се исклучува.

Самата природа на индукторот е да одржува непречен проток на струја; тој не сака ненадејни промени во струјата. Значи, тој не ја сака моќта да застане одеднаш. На ова реагира преку генерирање висок напон со спротивен поларитет на напонот првично испорачан со употреба на енергија складирана во магнетното поле за да се одржи протокот на струја.

Ако ги заборавиме остатокот од елементите на колото и ги набудуваме само поларните симболи, ќе забележиме дека индукторот сега дејствува како извор на напон во серија со напонот на напојување. Ова значи дека анодата на диодата сега е на повисок напон од катодата (запомнете, капакот веќе беше наполнет на напонот на напојување на почетокот) и е свртен напред.

Излезниот кондензатор сега се полни со поголем напон од порано, што значи дека успешно подигнавме низок DC напон на повисок.!

Препорачувам да одите низ чекорите повторно многу бавно и да ги разбирате интуитивно.

Овие чекори се случуваат илјадници пати (во зависност од фреквенцијата на осцилаторот) за да го одржат излезниот напон под оптоварување.

Намалувач на напон

Многу пати во електронскиот свет наоѓаме потреба да го намалиме DC напонот на помал. На пример, можеби ќе треба да напојуваме микроконтролер 3,3 V од напојување од 12 V. Решението е едноставно, само додадете линеарен регулатор со 3,3 V IC како LD1117 со напојување од 12V и регулира напон до 3,3 V.

Вовед во редуктори на напон

Овој уред се нарекува редуктор на напон. Тоа е еден вид конвертер DC-DC, затоа ја извршува задачата за намалување на напонот со употреба на неколку транзистори и серпентина. Сликата погоре покажува типично коло за конвертори на јамки.

Тој е прилично сличен на импулсен конвертор, но поставувањето на индукторот и транзисторот се вклучени. Прекинувачот прикажан во горното коло нормално ќе биде електронски прекинувач за напојување како што се MOSFET, IGBT или BJT. Прекинувачот ќе се вклучи (вклучи и исклучи) со помош на сигнал PWM.

Работата на капачот на напон е малку слична на онаа на „затемнување“ на PWM. Сите сме слушнале за светлата што можат да го намалат нивниот интензитет од сигналот PWM.

Работа на редуктор на напон

Прекинувачот е вклучен и дозволува протокот на струја да помине кон излезниот кондензатор, полнејќи го. Бидејќи напонот во кондензаторот не може да се зголеми веднаш и бидејќи серпентина ја ограничува струјата на полнење, напонот долж колото за време на циклусот на вклучување не е полн напон на напојувањето.

Прекинувачот се исклучува. Бидејќи струјата во серпентина не може да се смени одеднаш, серпентина создава напон над неа. Овој напон овозможува полнење на кондензаторот и обезбедува товар преку диодата кога прекинувачот е исклучен, одржувајќи ја излезната струја низ целиот циклус на вклучување.

Овие два чекори продолжуваат да се повторуваат илјадници пати во секунда, што резултира со континуиран излез.

Намалувачи на напон:

Име	хранење	излез
Режим на напојување преку USB	4,5V-40V	5V
Режим на пад на напон AC-DC од 150W	AC: 100V-240V	24V
AMS1117 Модул за регулирање на напон	4V-12V	3.3V
AMS1117 Модул за регулирање на напон	6,5V-12V	5V
Модул за регулација на напон од 9V	0V - 15V	9V
Модул за регулирање на напон на 3.3V S09	0-15V	3.3V
Модул за контрола на напон	0-15V	12V
Режим на намалување на напон	6V-24V	5V

Прилагодливи редуктори на напон

Принципот на работа е преку прилагодлив регулатор на напон кој може да испушта прилагодливи напони од каде било во опсегот што е дизајниран да го емитува регулаторот на напон. Ја имаат оваа можност се многу повеќе разноврсна од конвенционалните волшебници и редуктори на напон кои имаат фиксен напон на кој тие го носат вашиот напон.

Зголемување на напонот:

Име	хранење	излез
Мини 5V, 8V, 9V, 12V модул за подигање на напон	2.5V-5V	5V/8V/9V/12V
Чекор нагоре модул за конвертор	1V-5V	5V
Модул за напојување DC-DC	5V	1200V

Ве чекаме со прашања и проблеми во делот за коментари.

---