ตัวแปลง DC-DC คืออะไร? คำแนะนำที่สมบูรณ์เกี่ยวกับฟังก์ชันประเภทและแอปพลิเคชัน

การแนะนำ

ตัว แปลง DC-DC เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พลังงานที่เปลี่ยนระดับแรงดันไฟฟ้า DC หนึ่งไปอีกระดับ ตัวแปลงเหล่านี้เป็นพื้นฐานในระบบอิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัยตั้งแต่ระบบพลังงานเคลื่อนที่และพลังงานหมุนเวียนไปจนถึงยานพาหนะไฟฟ้าและระบบอัตโนมัติอุตสาหกรรม

การทำความเข้าใจวิธีการทำงานและสถานที่ที่พวกเขาใช้เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับวิศวกรมือสมัครเล่นและนักพัฒนาผลิตภัณฑ์ บทความนี้ให้ภาพรวมที่สมบูรณ์ของตัวแปลง DC-DC รวมถึงประเภท, กรณีการใช้, ไดอะแกรมและข้อมูลเชิงลึกระดับผู้เชี่ยวชาญ

ตัวแปลง DC-DC ทำอะไร?

ตัวแปลง DC-DC ปรับระดับแรงดันไฟฟ้าของกระแสไฟฟ้าโดยตรงโดยไม่เปลี่ยนเป็นกระแสสลับ (AC) พวกเขาใช้สวิตช์ตัวเหนี่ยวนำตัวเก็บประจุและคอนโทรลเลอร์เพื่อเพิ่ม (เพิ่ม) ลดลง (บั๊ก) หรือควบคุมแรงดันไฟฟ้าในทั้งสองทิศทาง (Buck-Boost)

ตัวอย่างเช่นหากคุณมีแบตเตอรี่ 12V และเซ็นเซอร์ 5V ตัวแปลงบั๊กสามารถให้กำลังเซ็นเซอร์ได้อย่างปลอดภัยโดยไม่ต้องใช้งานมากเกินไป

ประเภทของตัวแปลง DC-DC

ตัวแปลงประเภทการเปลี่ยนแปลง แรงดันไฟฟ้า	วัตถุประสงค์	การเปลี่ยนแปลง
เจ้าชู้	ก้าวลงแรงดันไฟฟ้า	สูงถึงต่ำกว่า
การเพิ่ม	ก้าวขึ้นแรงดันไฟฟ้า	ต่ำลงไปสูงขึ้น
เจ้าชู้	สามารถก้าวขึ้นหรือลงได้	สูงกว่าหรือต่ำกว่า
Sepic/Zeta	กฎระเบียบขั้นสูงมากขึ้น	การปรับที่ยืดหยุ่น
โดดเดี่ยว	ใช้หม้อแปลงเพื่อความปลอดภัย	การแยกกัลวานิก

ตัวแปลง DC-DC ทำงานอย่างไร?

หลักการทำงานหลักเกี่ยวข้องกับ การสลับกฎ ระเบียบ ตัวแปลงเหล่านี้ใช้สวิตช์ความเร็วสูง (โดยปกติแล้ว MOSFETs) ส่วนประกอบการจัดเก็บพลังงาน (ตัวเหนี่ยวนำหรือตัวเก็บประจุ) และลูปควบคุมเพื่อปรับเอาท์พุทแรงดันไฟฟ้า:

1. การปรับความกว้างพัลส์ (PWM) ปรับระยะเวลาที่สวิตช์เปิดหรือปิด

2. ตัวเหนี่ยวนำเก็บและปล่อยพลังงานเพื่อให้การเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าราบรื่น

3. ข้อเสนอแนะลูปจะตรวจสอบแรงดันเอาต์พุตและรักษากฎระเบียบ

แอปพลิเคชันของตัวแปลง DC-DC

ตัวแปลง DC-DC พบได้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัยเกือบทั้งหมด นี่คือวิธีที่ใช้ในพื้นที่ต่าง ๆ :

1. อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค

• สมาร์ทโฟน

• เม็ด

• แล็ปท็อป

• อุปกรณ์ที่สวมใส่ได้

• พวกเขาช่วยให้มั่นใจได้ว่าแต่ละส่วนจะได้รับแรงดันไฟฟ้าที่แน่นอนในการทำงานอย่างถูกต้อง

2. ยานพาหนะไฟฟ้า

• ปรับแรงดันไฟฟ้าในระบบระบบส่งกำลัง

พวกเขาจัดการพลังงานระหว่างแบตเตอรี่มอเตอร์และระบบอื่น ๆ เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพและประสิทธิภาพ

• การแปลงแบตเตอรี่เป็นมอเตอร์

• หน่วยจ่ายไฟเสริม

พวกเขาเพิ่มประสิทธิภาพประสิทธิภาพในขณะที่รักษาอายุการใช้งานแบตเตอรี่

3. พลังงานหมุนเวียน

• ระเบียบแรงดันไฟฟ้าแผงโซลาร์เซลล์

• วงจรการชาร์จแบตเตอรี่

• ตัวแปลงอินเตอร์เฟสกริด

การจัดเก็บพลังงานและการจัดส่งที่มีประสิทธิภาพขึ้นอยู่กับระบบตัวแปลงที่แข็งแกร่ง

4. อุตสาหกรรมและการแพทย์

• ระบบอัตโนมัติ

• เซ็นเซอร์และแอคทูเอเตอร์

• อุปกรณ์การแพทย์แบบพกพา

แอปพลิเคชันเหล่านี้ต้องการการควบคุมแรงดันไฟฟ้าขนาดกะทัดรัดและเชื่อถือได้

ประโยชน์ของการใช้ตัวแปลง DC-DC

ผลประโยชน์	กบก
ประสิทธิภาพสูง	ลดการสูญเสียพลังงานและความร้อน
ความยืดหยุ่นของแรงดันไฟฟ้า	รองรับระดับแรงดันไฟฟ้าหลายระดับ
การออกแบบขนาดกะทัดรัด	เหมาะสำหรับระบบที่ฝังอยู่และพกพา
เพิ่มความปลอดภัย	ปกป้องอุปกรณ์จากความเสียหายที่เกี่ยวข้องกับแรงดันไฟฟ้า
ความคุ้มค่า	อนุญาตให้ใช้แหล่งพลังงานทั่วไป

คำถามที่พบบ่อย

Q1: ตัวแปลง DC-DC ที่ทันสมัยมีประสิทธิภาพเพียงใด?

A1: ส่วนใหญ่มีประสิทธิภาพ 85–95% ขึ้นอยู่กับสภาพการออกแบบและการโหลด

Q2: ตัวแปลงหนึ่งตัวสามารถจัดการเอาต์พุตหลายเอาต์พุตได้หรือไม่?

A2: มีตัวแปลงหลายเอาท์พุทขั้นสูง แต่ส่วนใหญ่ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับเอาต์พุตเดียวเพื่อประสิทธิภาพ

Q3: อะไรคือความแตกต่างระหว่างตัวแปลงที่แยกได้และที่ไม่ได้แยกออกจากกัน?

A3: ตัวแปลงที่แยกได้ให้การแยกไฟฟ้าเพื่อความปลอดภัยหรือการลดการรบกวน คนที่ไม่ได้รับการแก้ไขไม่ได้

Q4: พวกเขาใช้ในอุปกรณ์ที่ขับเคลื่อนด้วย AC หรือไม่?

A4: ใช่เป็นตัวแปลงรองหลังจากการแก้ไข AC-DC โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแหล่งจ่ายไฟสำหรับพีซีหรือโทรทัศน์

บทสรุป

ตัวแปลง DC-DC เป็นส่วนสำคัญของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัย ไม่ว่าคุณจะทำงานในระบบสุริยะแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้าหรือเทคโนโลยีที่สวมใส่ได้รู้ว่าตัวแปลงเหล่านี้ทำงานอย่างไรช่วยให้คุณเลือกที่เหมาะสมสำหรับการควบคุมแรงดันไฟฟ้า

วิศวกรและนักออกแบบสามารถสร้างผลิตภัณฑ์ที่ปลอดภัยดีขึ้นและน่าเชื่อถือมากขึ้นในหลายอุตสาหกรรมโดยใช้ตัวแปลงที่มีประสิทธิภาพสำหรับความต้องการเฉพาะของพวกเขา

SD-350