Jenis Konverter DC-DC seperti Buck Konverter dan Boost Konverter
Konverter DC-DC adalah perangkat yang menerima tegangan input DC dan memberikan tegangan output DC. Tegangan output bisa lebih besar dari input atau sebaliknya. Ini digunakan untuk menyesuaikan beban dengan catu daya. Rangkaian konverter DC-DC paling sederhana terdiri dari sakelar yang mengontrol koneksi dan pemutusan muatan ke catu daya.
Konverter DC-DC dasar terdiri dari energi yang ditransfer dari beban ke perangkat penyimpanan energi seperti induktor atau kapasitor melalui sakelar seperti transistor atau dioda. Mereka dapat digunakan sebagai regulator tegangan linier atau regulator mode switched (diaktifkan).
Dalam regulator tegangan linier, tegangan basis transistor digerakkan oleh rangkaian kontrol untuk mendapatkan tegangan output yang diinginkan. Dalam regulator mode switched, transistor digunakan sebagai switch (sakelar). Dalam konverter step down atau buck konverter, ketika sakelar ditutup, induktor memungkinkan arus mengalir ke beban dan saat sakelar dibuka, induktor memasok energi yang disimpan ke beban.
Boost konverter adalah konverter sederhana. Ini digunakan untuk mengubah tegangan DC dari level yang lebih rendah ke level yang lebih tinggi. Boost konverter juga disebut konverter DC ke DC. Boost konverter (konverter DC-DC) dikembangkan pada awal 1960-an. Konverter ini dirancang menggunakan perangkat switching semikonduktor.
Boost konverter Switching Mode Kontinu dibangun dengan komponen yang diberikan yaitu Induktor, Kapasitor dan sumber tegangan input dan satu perangkat switching. Dalam induktor ini bertindak sebagai elemen penyimpanan daya. Sakelar boost konverter dikontrol oleh PWM (modulasi lebar pulsa).
Ketika sakelar ON, energi dikembangkan dalam induktor dan lebih banyak energi dikirim ke output. Dimungkinkan untuk mengubah kapasitor tegangan tinggi dari sumber input tegangan rendah. Tegangan input selalu lebih besar dari tegangan output. Dalam mode konduksi kontinu, arus meningkat sehubungan dengan tegangan input.
Rangkaian mode konduksi terputus dibangun dengan induktor, kapasitor, perangkat switching, dan sumber tegangan input. Induktor adalah elemen penyimpanan daya yang sama dengan mode konduksi kontinu.
Dalam mode diskontinyu, ketika sakelar ON, energi dikirim ke induktor. Dan jika sakelar OFF beberapa periode waktu arus induktor mencapai nol ketika siklus switching berikutnya aktif. Kapasitor output sedang diisi dan dikosongkan sehubungan dengan tegangan input. Tegangan output kurang dari dibandingkan dengan mode kontinu.
Tegangan input untuk rangkaian diperoleh dari catu daya berbasis transformator 18 volt 500 mA. Anda juga dapat menggunakan tegangan input dari baterai. 18 volt DC dari catu daya diberikan ke kolektor dan base transistor daya menengah BD139 (T1). Resistor R1 membatasi arus basis T1 sehingga tegangan output akan menyetel arus.
Dioda Zener ZD mengatur tegangan output. Pilih nilai dioda Zener yang sesuai untuk memperbaiki tegangan output. Misalnya, jika dioda Zener adalah volt 12 volt, rangkaian menghasilkan 12 volt DC pada output. Dioda D1 digunakan sebagai pelindung polaritas.
LED memberikan daya pada status. Di sini kita telah menggunakan konverter DC-DC dalam mode linier di mana tegangan basis ke transistor dikontrol untuk mendapatkan output yang diinginkan, tergantung pada tegangan dioda Zener.
Konverter DC-DC dasar terdiri dari energi yang ditransfer dari beban ke perangkat penyimpanan energi seperti induktor atau kapasitor melalui sakelar seperti transistor atau dioda. Mereka dapat digunakan sebagai regulator tegangan linier atau regulator mode switched (diaktifkan).
Dalam regulator tegangan linier, tegangan basis transistor digerakkan oleh rangkaian kontrol untuk mendapatkan tegangan output yang diinginkan. Dalam regulator mode switched, transistor digunakan sebagai switch (sakelar). Dalam konverter step down atau buck konverter, ketika sakelar ditutup, induktor memungkinkan arus mengalir ke beban dan saat sakelar dibuka, induktor memasok energi yang disimpan ke beban.
Jenis-jenis Konverter DC ke DC
- Buck Konverter
- Boost Konverter
- Konverter Buck-Boost
Buck Konverter
Buck konverter digunakan untuk mengubah tegangan input tinggi ke tegangan output rendah. Dalam konverter ini arus output kontinu memberikan riak tegangan output yang lebih sedikit.Boost Konverter
Booster konverter digunakan untuk mengubah tegangan input yang lebih rendah ke tegangan output yang lebih tinggi. Dalam step up konverter atau konverter boost, ketika sakelar ditutup, beban mendapat supply tegangan dari kapasitor yang mengisi melalui arus yang melewati induktor dan saat sakelar terbuka, beban mendapat supply dari tahap input dan induktor.Buck Boost konverter
Dalam buck boost konverter, output dapat dipertahankan lebih tinggi atau lebih rendah, yang tergantung pada tegangan sumber. Ketika tegangan sumber tinggi maka tegangan output rendah dan tegangan sumber rendah maka tegangan output tinggi.Boost Konverter
Berikut detail singkat konverter boost dibahas di bawah iniBoost konverter adalah konverter sederhana. Ini digunakan untuk mengubah tegangan DC dari level yang lebih rendah ke level yang lebih tinggi. Boost konverter juga disebut konverter DC ke DC. Boost konverter (konverter DC-DC) dikembangkan pada awal 1960-an. Konverter ini dirancang menggunakan perangkat switching semikonduktor.
- Tanpa Boost Konverter: Pada perangkat sakelar semikonduktor, rangkaian yang diatur Linear (rangkaian daya yang diatur DC) mengakses tegangan dari catu input yang tidak diregulasi (catu daya AC) dan karena hal ini ada kehilangan daya. Kehilangan daya sebanding dengan penurunan tegangan.
- Menggunakan Boost Konverter: Dalam perangkat switching, konverter mengubah tegangan input AC atau DC yang tidak diregulasi menjadi tegangan output DC yang diatur.
Prinsip Kerja Boost konverter
Desainer rangkaian daya listrik kebanyakan memilih mode boost konverter karena tegangan output selalu tinggi jika dibandingkan dengan sumber tegangan.- Dalam rangkaian ini, tahap daya dapat dioperasikan dalam dua mode Mode Konduksi Kontinu (CCM).
- Mode Konduksi Terputus (DCM).
1. Mode Konduksi Berkelanjutan (CCM)
Boost konverter Switching Mode Kontinu dibangun dengan komponen yang diberikan yaitu Induktor, Kapasitor dan sumber tegangan input dan satu perangkat switching. Dalam induktor ini bertindak sebagai elemen penyimpanan daya. Sakelar boost konverter dikontrol oleh PWM (modulasi lebar pulsa).
Ketika sakelar ON, energi dikembangkan dalam induktor dan lebih banyak energi dikirim ke output. Dimungkinkan untuk mengubah kapasitor tegangan tinggi dari sumber input tegangan rendah. Tegangan input selalu lebih besar dari tegangan output. Dalam mode konduksi kontinu, arus meningkat sehubungan dengan tegangan input.
2. Mode Konduksi Terputus (DCM):
Rangkaian mode konduksi terputus dibangun dengan induktor, kapasitor, perangkat switching, dan sumber tegangan input. Induktor adalah elemen penyimpanan daya yang sama dengan mode konduksi kontinu.
Dalam mode diskontinyu, ketika sakelar ON, energi dikirim ke induktor. Dan jika sakelar OFF beberapa periode waktu arus induktor mencapai nol ketika siklus switching berikutnya aktif. Kapasitor output sedang diisi dan dikosongkan sehubungan dengan tegangan input. Tegangan output kurang dari dibandingkan dengan mode kontinu.
Kelebihan:
- Memberikan tegangan output tinggi
- Siklus kerja pengoperasian yang rendah
- Tegangan lebih rendah pada MOSFET
- Tegangan output dengan distorsi rendah
- Kualitas gelombang yang baik bahkan frekuensi garis ada
Aplikasi:
- Aplikasi otomotif
- Aplikasi penguat daya
- Aplikasi kontrol adaptif
- Sistem daya baterai
- Elektronik Konsumen
- Aplikasi Komunikasi rangkaian Pengisian Baterai
- Dalam pemanas dan tukang las
- Drive motor DC
- Rangkaian koreksi faktor daya
- Sistem arsitektur daya terdistribusi
Contoh Kerja Konverter DC-DC
Hadir di sini rangkaian konverter DC-DC sederhana untuk memberi daya pada berbagai rangkaian yang dioperasikan DC. Itu dapat memberikan catu daya DC hingga 18 volt DC. Anda cukup memilih tegangan output dengan mengubah nilai Dioda Zener ZD. Rangkaian memiliki pengaturan tegangan dan arus.Komponen Rangkaian:
- LED
- Baterai 18V
- Dioda zener yang digunakan sebagai pengatur tegangan
- Transistor yang berfungsi sebagai sakelar.
Cara Kerja Rangkaian Konverter DC-DC:
Tegangan input untuk rangkaian diperoleh dari catu daya berbasis transformator 18 volt 500 mA. Anda juga dapat menggunakan tegangan input dari baterai. 18 volt DC dari catu daya diberikan ke kolektor dan base transistor daya menengah BD139 (T1). Resistor R1 membatasi arus basis T1 sehingga tegangan output akan menyetel arus.
Dioda Zener ZD mengatur tegangan output. Pilih nilai dioda Zener yang sesuai untuk memperbaiki tegangan output. Misalnya, jika dioda Zener adalah volt 12 volt, rangkaian menghasilkan 12 volt DC pada output. Dioda D1 digunakan sebagai pelindung polaritas.
LED memberikan daya pada status. Di sini kita telah menggunakan konverter DC-DC dalam mode linier di mana tegangan basis ke transistor dikontrol untuk mendapatkan output yang diinginkan, tergantung pada tegangan dioda Zener.