Types de convertisseurs DC-DC tels que Buck Converter et Boost Converter

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Un convertisseur CC-CC est un appareil qui accepte une tension d'entrée CC et fournit une tension de sortie CC. La tension de sortie peut être supérieure à l'entrée ou vice versa. Ceux-ci sont utilisés pour faire correspondre les charges à l'alimentation électrique. Le circuit convertisseur DC-DC le plus simple consiste en un interrupteur qui contrôle la connexion et la déconnexion de la charge à l'alimentation.

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Un convertisseur DC-DC de base se compose de l'énergie transférée de la charge aux dispositifs de stockage d'énergie tels que des inducteurs ou des condensateurs via des commutateurs tels qu'un transistor ou une diode. Ils peuvent être utilisés comme régulateurs de tension linéaires ou régulateurs de mode commuté. Dans un régulateur de tension linéaire, la tension de base d'un transistor est commandée par un circuit de commande pour obtenir les tensions de sortie souhaitées. Dans un régulateur à découpage, le transistor est utilisé comme interrupteur. Dans un convertisseur abaisseur ou un convertisseur abaisseur, lorsque l'interrupteur est fermé, l'inducteur permet au courant de circuler vers la charge et lorsque l'interrupteur est ouvert, l'inducteur fournit l'énergie stockée à la charge.


3 catégories de convertisseur CC en CC



  • Convertisseurs Buck
  • Convertisseurs Boost
  • Convertisseurs Buck Boost

Convertisseurs Buck: Les convertisseurs abaisseur sont utilisés pour convertir la tension d'entrée élevée en tension de sortie basse. Dans ce convertisseur, le courant de sortie continu donne moins d'ondulations de tension de sortie.

Convertisseurs Boost: Les convertisseurs boost sont utilisés pour convertir la tension d'entrée inférieure en tension de sortie plus élevée. Dans un convertisseur élévateur ou un convertisseur élévateur, lorsque l'interrupteur est fermé, la charge est alimentée en tension par le condensateur qui se charge à travers le courant traversant l'inducteur et lorsque l'interrupteur est ouvert, la charge est alimentée par l'étage d'entrée et l'inductance.

Convertisseurs Buck Boost: Dans le convertisseur élévateur abaisseur, la sortie peut être maintenue plus ou moins élevée, ce qui dépend de la tension de la source. Lorsque la tension de source est élevée, la tension de sortie est basse et la tension de source est faible, la tension de sortie est élevée.


Convertisseurs Boost

Voici de brefs détails sur le convertisseur boost sont discutés ci-dessous

Le convertisseur Boost est un convertisseur simple. Il est utilisé pour convertir une tension CC d'un niveau inférieur à un niveau supérieur. Le convertisseur Boost est également appelé convertisseur CC-CC. Les Boost Converters (DC-DC Converters) ont été développés au début des années 1960. Ces convertisseurs sont conçus à l'aide de dispositifs de commutation à semi-conducteurs.

  • Sans utiliser le convertisseur Boost: Dans les dispositifs de commutation à semi-conducteurs, les circuits régulés linéaires (circuits régulés en courant continu) accèdent à la tension de l'alimentation d'entrée non régulée (alimentation en courant alternatif) et de ce fait, il y a une perte de puissance. La perte de puissance est proportionnelle à la chute de tension.
  • Utilisation des convertisseurs Boost: Dans les appareils de commutation, les convertisseurs convertissent la tension d'entrée CA ou CC non régulée en tension de sortie CC régulée.

La plupart des convertisseurs Boost sont utilisés dans les appareils SMPS. Le SMPS avec accès à l'alimentation d'entrée à partir du secteur AC, la tension d'entrée est redressée et filtrée à l'aide d'un condensateur et d'un redresseur.

Principe de fonctionnement des convertisseurs Boost:

Les concepteurs de circuits d'alimentation électrique choisissent principalement le convertisseur de mode boost car la tension de sortie est toujours élevée par rapport à la tension source.

  1. Dans ce circuit, l'étage de puissance peut être opéré dans deux modes en mode de conduction continue (CCM).
  2. Mode de conduction discontinue (DCM).

1. Mode de conduction continue:

Mode de conduction continue du convertisseur Boost

Mode de conduction continue du convertisseur Boost

Le mode de commutation continue du convertisseur Boost est construit avec des composants donnés qui sont une inductance, un condensateur et une source de tension d'entrée et un dispositif de commutation. Dans cet inducteur agit comme un élément de stockage d'énergie. Le commutateur du convertisseur élévateur est contrôlé par le PWM (modulateur de largeur d'impulsion). Lorsque l'interrupteur est sur ON, l'énergie est développée dans l'inducteur et plus d'énergie est fournie à la sortie. Il est possible de convertir condensateurs haute tension provenant d'une source d'entrée basse tension. La tension d'entrée est toujours supérieure à la tension de sortie. En mode de conduction continue, le courant est augmenté par rapport à la tension d'entrée.

2. Mode de conduction discontinue:

Mode condition discontinue du convertisseur Boost

Mode condition discontinue du convertisseur Boost

Le circuit en mode de conduction discontinue est construit avec un inducteur, un condensateur, un dispositif de commutation et une source de tension d'entrée . L'inductance est un élément de stockage d'énergie identique au mode de conduction continue. En mode discontinu, lorsque l'interrupteur est sur ON, l'énergie est fournie à l'inducteur. Et si l'interrupteur est sur OFF pendant un certain temps, le courant de l'inducteur atteint zéro lors du prochain cycle de commutation. Le condensateur de sortie se charge et se décharge par rapport à la tension d'entrée. La tension de sortie est inférieure à celle du mode continu.

Avantages:

  • Donne la tension de sortie élevée
  • Faibles cycles de fonctionnement
  • Tension inférieure sur MOSFET
  • Tension de sortie avec faible distorsion
  • Bonne qualité des formes d'onde, même la fréquence de ligne est présente

Applications:

  • Applications automobiles
  • Applications d'amplificateur de puissance
  • Applications de contrôle adaptatif
  • Systèmes d'alimentation par batterie
  • Electronique grand public
  • Applications de communication Circuits de charge de batterie
  • Dans les chauffages et les soudeurs
  • Moteurs à courant continu
  • Circuits de correction du facteur de puissance
  • Systèmes d'architecture d'alimentation distribuée

Exemple de travail d'un convertisseur DC-DC

Nous présentons ici un simple circuit convertisseur DC-DC pour alimenter divers circuits alimentés en courant continu. Il peut fournir une alimentation CC jusqu'à 18 volts CC. Vous pouvez simplement sélectionner la tension de sortie en modifiant la valeur de la diode Zener ZD. Le circuit a à la fois une régulation de tension et de courant.

Composants du circuit:

  • Une LED
  • Une batterie 18V
  • Diode Zener utilisée comme régulateur de tension
  • Un transistor qui fonctionne comme un interrupteur.

Fonctionnement du système:

Circuit convertisseur DC-DCLa tension d'entrée du circuit est obtenue à partir d'une alimentation à base de transformateur 18 volts 500 mA. Vous pouvez également utiliser la tension d'entrée d'une batterie. Le 18 volts CC de l'alimentation est donné au collecteur et à la base du transistor moyenne puissance BD139 (T1). La résistance R1 limite le courant de base de T1 afin que la tension de sortie soit régulée en courant.

La diode Zener ZD régule la tension de sortie. Sélectionnez la valeur appropriée de Zener pour fixer la tension de sortie. Par exemple, si la diode Zener est une diode de 12 volts, le circuit donne 12 volts CC à la sortie. La diode D1 est utilisée comme protecteur de polarité. La LED fournit l'état de mise sous tension. Ici, nous avons utilisé un convertisseur DC-DC en mode linéaire où la tension de base vers le transistor est contrôlée pour obtenir la sortie souhaitée, en fonction de la tension de la diode Zener.

J'espère que vous avez bien compris le sujet des types de convertisseur DC-DC et de leurs types. Si vous avez des questions sur ce sujet ou sur les projets électriques et électroniques, laissez les commentaires ci-dessous.