Um conversor DC-DC é um dispositivo que aceita uma tensão de entrada DC e fornece uma tensão de saída DC. A tensão de saída pode ser maior que a de entrada ou vice-versa. Eles são usados para combinar as cargas com a fonte de alimentação. O circuito conversor DC-DC mais simples consiste em uma chave que controla a conexão e a desconexão da carga para a fonte de alimentação.
Um conversor DC-DC básico consiste em energia transferida da carga para os dispositivos de armazenamento de energia, como indutores ou capacitores, por meio de chaves como um transistor ou diodo. Eles podem ser usados como reguladores de tensão linear ou reguladores de modo chaveado. Em um regulador de tensão linear, a tensão de base de um transistor é acionada por um circuito de controle para obter as tensões de saída desejadas. Em um regulador de modo comutado, o transistor é usado como uma chave. Em um conversor abaixador ou conversor buck, quando a chave está fechada, o indutor permite que a corrente flua para a carga e quando a chave é aberta, o indutor fornece a energia armazenada para a carga.
3 categorias de conversor DC para DC
- Conversores Buck
- Conversores de impulso
- Conversores Buck boost
Conversores Buck: Os conversores Buck são usados para converter a alta tensão de entrada em baixa tensão de saída. Neste conversor, a corrente de saída contínua oferece menos ondulações de tensão de saída.
Conversores de impulso: Os conversores de reforço são usados para converter a tensão de entrada mais baixa em tensão de saída mais alta. No um conversor avançado ou um conversor boost, quando a chave está fechada, a carga obtém alimentação de tensão do capacitor que carrega através da corrente que passa pelo indutor e quando a chave está aberta, a carga obtém alimentação do estágio de entrada e do indutor.
Conversores Buck Boost: No conversor buck boost, a saída pode ser mantida mais alta ou mais baixa, o que depende da tensão da fonte. Quando a tensão da fonte é alta, a tensão de saída é baixa e a tensão da fonte é baixa, então a tensão de saída é alta.
Conversores de reforço
Aqui, breves detalhes do conversor boost são discutidos abaixo
O Boost Converter é um conversor simples. É usado para converter uma tensão DC de um nível inferior para um nível superior. O conversor de reforço também é chamado de conversor de CC para CC. Os conversores Boost (conversores DC-DC) foram desenvolvidos no início dos anos 1960. Esses conversores são projetados usando dispositivos de comutação de semicondutores.
- Sem usar o conversor de reforço: Em dispositivos de comutação de semicondutores, os circuitos regulados lineares (circuitos regulados por energia CC) acessam a tensão da fonte de entrada não regulada (fonte de energia CA) e, devido a isso, há uma perda de energia. A perda de potência é proporcional à queda de tensão.
- Usando os conversores de reforço: Em dispositivos de comutação, os conversores convertem a tensão de entrada CA ou CC não regulada em tensão de saída CC regulada.
A maioria dos conversores Boost são usados em dispositivos SMPS. O SMPS com acesso à alimentação de entrada da rede elétrica CA, a tensão de entrada é retificada e filtrada usando um capacitor e retificador.
Princípio de funcionamento dos conversores de reforço:
Os projetistas de circuitos de energia elétrica escolhem principalmente o conversor de modo de reforço porque a tensão de saída é sempre alta quando comparada à tensão da fonte.
- Neste circuito, o estágio de alimentação pode ser operado em dois modos: Modo de Condução Contínua (CCM).
- Modo de condução descontínua (DCM).
1. Modo de condução contínua:
Modo de condução contínua do conversor de impulso
O modo de chaveamento contínuo do conversor de reforço é construído com determinados componentes que são indutor, capacitor e fonte de tensão de entrada e um dispositivo de chaveamento. Neste indutor atua como um elemento de armazenamento de energia. A chave do conversor de reforço é controlada pelo PWM (modulador de largura de pulso). Quando o interruptor está LIGADO, a energia é desenvolvida no indutor e mais energia é fornecida para a saída. É possível converter capacitores de alta tensão da fonte de entrada de baixa tensão. A tensão de entrada é sempre maior que a tensão de saída. No modo de condução contínua, a corrente é aumentada em relação à tensão de entrada.
2. Modo de condução descontínua:
Modo de condição descontínua do conversor de impulso
O circuito de modo de condução descontínuo é construído com indutor, capacitor, dispositivo de comutação e fonte de tensão de entrada . Indutor é um elemento de armazenamento de energia igual ao modo de condução contínua. No modo descontínuo, quando o interruptor está LIGADO, a energia é fornecida ao indutor. E se a chave estiver desligada em algum período de tempo, a corrente do indutor chega a zero quando o próximo ciclo de comutação é ligado. O capacitor de saída está carregando e descarregando em relação à tensão de entrada. A tensão de saída é menor do que em comparação com o modo contínuo.
Vantagens:
- Dá alta tensão de saída
- Ciclos de trabalho de baixa operação
- Tensão mais baixa no MOSFET
- Tensão de saída com baixa distorção
- Boa qualidade das formas de onda, mesmo a frequência da linha está presente
Formulários:
- Aplicações automotivas
- Aplicações de amplificadores de potência
- Aplicativos de controle adaptativo
- Sistemas de bateria
- Eletrônicos de consumo
- Aplicações de comunicação Circuitos de carregamento de bateria
- Em aquecedores e soldadores
- Drives de motor DC
- Circuitos de correção de fator de potência
- Sistemas de arquitetura de energia distribuída
Exemplo de trabalho de conversores DC-DC
Apresentando aqui um circuito conversor DC-DC simples para alimentar vários circuitos operados DC. Ele pode fornecer fonte de alimentação DC de até 18 volts DC. Você pode simplesmente selecionar a tensão de saída alterando o valor do diodo Zener ZD. O circuito possui regulação de tensão e corrente.
Componentes do circuito:
- Um LED
- Uma bateria de 18 V
- Diodo Zener que é usado como um regulador de tensão
- Um transistor que funciona como uma chave.
Funcionamento do sistema:
A tensão de entrada para o circuito é obtida de uma fonte de alimentação baseada em um transformador de 500 mA de 18 volts. Você também pode usar a tensão de entrada de uma bateria. Os 18 volts DC da fonte de alimentação são fornecidos ao coletor e à base do transistor de média potência BD139 (T1). O resistor R1 limita a corrente de base de T1 para que a tensão de saída seja regulada por corrente.
O diodo Zener ZD regula a tensão de saída. Selecione o valor apropriado de Zener para fixar a tensão de saída. Por exemplo, se o diodo Zener é de 12 volts, o circuito fornece 12 volts DC na saída. O diodo D1 é usado como um protetor de polaridade. O LED fornece o status de ativação. Aqui, usamos um conversor DC-DC em modo linear, onde a tensão de base para o transistor é controlada para obter a saída desejada, dependendo da tensão do diodo Zener.
Espero que você tenha entendido claramente o tópico dos tipos de conversor DC-DC e seus tipos. Se você tiver alguma dúvida sobre este assunto ou sobre os projetos elétricos e eletrônicos deixe os comentários abaixo.
