Metode Konversi Tegangan DC ke DC yang Berbeda
Catu daya DC digunakan di sebagian besar peralatan yang membutuhkan tegangan konstan. DC adalah singkatan dari Direct Current, di mana aliran arus searah. Pembawa muatan dalam supply DC bergerak dalam satu arah.
Sel surya, baterai dan termokopel adalah sumber supply DC. Tegangan DC dapat menghasilkan sejumlah listrik konstan, yang menjadi lemah ketika bergerak lebih jauh. Tegangan AC dari generator dapat mengubah kekuatan mereka ketika mereka melakukan perjalanan melalui transformator.
Catu daya AC adalah Arus Bolak-balik, di mana tegangan berubah secara instan seiring waktu. Dalam supply AC, pembawa muatan mengubah arahnya secara berkala. Supply AC digunakan sebagai arus utilitas untuk kebutuhan rumah tangga.
Utilitas arus AC dikonversi ke DC dengan menggunakan rangkaian yang terdiri dari trafo, penyearah dan filter. Demikian pula, tegangan DC dinaikkan atau diturunkan ke tegangan yang diinginkan menggunakan rangkaian tersebut.
Terlalu banyak daya dapat merusak perangkat atau daya yang lebih kecil mungkin tidak dapat menjalankan perangkat. Konverter mengambil daya dari baterai dan mengurangi tingkat tegangan, demikian pula konverter meningkatkan tingkat tegangan. Misalnya, mungkin perlu untuk mengecilkan daya baterai besar 24V ke 12V untuk menjalankan radio.
Konversi perpindahan lebih hemat daya daripada pengaturan tegangan linier, yang menghilangkan daya yang tidak diinginkan sebagai panas. Efisiensi tinggi dari konverter mode-aktif mengurangi peredam panas yang dibutuhkan dan meningkatkan daya tahan baterai dari peralatan portabel.
Efisiensi telah meningkat karena penggunaan FET daya, yang mampu beralih lebih efisien dengan kerugian switching yang lebih rendah pada frekuensi yang lebih tinggi daripada Transistor Bipolar daya dan menggunakan rangkaian penggerak yang kurang kompleks.
Peningkatan lain dalam konverter DC-DC dilakukan dengan mengganti dioda roda gila dengan penyearah sinkron menggunakan FET daya, yang 'pada resistansi' jauh lebih rendah, yang mengurangi kerugian switching.
Sebagian besar konverter DC-DC dirancang untuk bergerak tanpa arah, dari input ke output. Tetapi topologi regulator switching dapat dirancang untuk bergerak dua arah dengan mengganti semua Dioda dengan penyearah aktif yang dikontrol secara independen.
Misalnya, dalam pengereman regeneratif kendaraan, di mana daya disupply ke roda saat mengemudi, tetapi disertakan dengan roda saat pengereman. Karenanya konversi dua arah berguna.
Dengan menyesuaikan siklus kerja tegangan pengisian, jumlah daya yang ditransfer ke suatu beban dapat lebih mudah dikendalikan, melalui kontrol ini juga dapat diterapkan pada arus input, arus output atau untuk mempertahankan daya konstan. Konverter berbasis transformator dapat memberikan isolasi antara input dan output.
Secara umum, konverter DC-DC mengacu pada konverter switching yang dijelaskan berikut. Rangkaian ini adalah jantung dari switched-mode power supply (SMPS). Di bawah ini dijelaskan adalah rangkaian yang paling umum digunakan.
Kelemahanya adalah tidak dapat memberikan perlindungan dari tegangan listrik yang tinggi dan memiliki lebih banyak noise.
Cuk: Jenis konverter ini mirip dengan Buck-Boost converter. Perbedaannya adalah namanya, dinamai Slobodan Cuk, orang yang menciptakannya.
Pompa Pengisi Daya: Konverter ini digunakan untuk menaikkan atau menurunkan tegangan pada aplikasi yang memiliki daya rendah.
Sel surya, baterai dan termokopel adalah sumber supply DC. Tegangan DC dapat menghasilkan sejumlah listrik konstan, yang menjadi lemah ketika bergerak lebih jauh. Tegangan AC dari generator dapat mengubah kekuatan mereka ketika mereka melakukan perjalanan melalui transformator.
Catu daya AC adalah Arus Bolak-balik, di mana tegangan berubah secara instan seiring waktu. Dalam supply AC, pembawa muatan mengubah arahnya secara berkala. Supply AC digunakan sebagai arus utilitas untuk kebutuhan rumah tangga.
Utilitas arus AC dikonversi ke DC dengan menggunakan rangkaian yang terdiri dari trafo, penyearah dan filter. Demikian pula, tegangan DC dinaikkan atau diturunkan ke tegangan yang diinginkan menggunakan rangkaian tersebut.
Konversi DC-DC
Konverter DC ke DC mengambil tegangan dari sumber DC dan mengubah tegangan supply ke level tegangan DC lainnya. Mereka digunakan untuk menambah atau mengurangi level tegangan. Ini biasanya digunakan pada mobil, pengisi daya portabel dan pemutar DVD portabel. Beberapa perangkat memerlukan sejumlah tegangan untuk menjalankan perangkat.Terlalu banyak daya dapat merusak perangkat atau daya yang lebih kecil mungkin tidak dapat menjalankan perangkat. Konverter mengambil daya dari baterai dan mengurangi tingkat tegangan, demikian pula konverter meningkatkan tingkat tegangan. Misalnya, mungkin perlu untuk mengecilkan daya baterai besar 24V ke 12V untuk menjalankan radio.
Konversi Elektronik
Konverter DC ke DC di rangkaian elektronik menggunakan teknologi switching. Mode yang diaktifkan Konverter DC-DC mengubah level tegangan DC dengan menyimpan energi input sementara dan kemudian melepaskan energi tersebut pada output tegangan yang berbeda. Penyimpanan dilakukan baik dalam komponen medan magnet seperti Induktor, Transformator atau komponen medan listrik seperti Kapasitor. Metode konversi ini dapat menambah atau mengurangi tingkat tegangan.Konversi perpindahan lebih hemat daya daripada pengaturan tegangan linier, yang menghilangkan daya yang tidak diinginkan sebagai panas. Efisiensi tinggi dari konverter mode-aktif mengurangi peredam panas yang dibutuhkan dan meningkatkan daya tahan baterai dari peralatan portabel.
Efisiensi telah meningkat karena penggunaan FET daya, yang mampu beralih lebih efisien dengan kerugian switching yang lebih rendah pada frekuensi yang lebih tinggi daripada Transistor Bipolar daya dan menggunakan rangkaian penggerak yang kurang kompleks.
Peningkatan lain dalam konverter DC-DC dilakukan dengan mengganti dioda roda gila dengan penyearah sinkron menggunakan FET daya, yang 'pada resistansi' jauh lebih rendah, yang mengurangi kerugian switching.
Sebagian besar konverter DC-DC dirancang untuk bergerak tanpa arah, dari input ke output. Tetapi topologi regulator switching dapat dirancang untuk bergerak dua arah dengan mengganti semua Dioda dengan penyearah aktif yang dikontrol secara independen.
Misalnya, dalam pengereman regeneratif kendaraan, di mana daya disupply ke roda saat mengemudi, tetapi disertakan dengan roda saat pengereman. Karenanya konversi dua arah berguna.
Konversi Magnetik
Dalam konverter DC-DC ini, energi disimpan dan dilepaskan secara berkala dari medan magnet dalam induktor atau transformator dalam rentang frekuensi 300KHz hingga 10MHz.Dengan menyesuaikan siklus kerja tegangan pengisian, jumlah daya yang ditransfer ke suatu beban dapat lebih mudah dikendalikan, melalui kontrol ini juga dapat diterapkan pada arus input, arus output atau untuk mempertahankan daya konstan. Konverter berbasis transformator dapat memberikan isolasi antara input dan output.
Secara umum, konverter DC-DC mengacu pada konverter switching yang dijelaskan berikut. Rangkaian ini adalah jantung dari switched-mode power supply (SMPS). Di bawah ini dijelaskan adalah rangkaian yang paling umum digunakan.
Konverter Non-isolasi
Konverter non-terisolasi digunakan ketika perubahan tegangan kecil. Terminal input dan output berbagi kesamaan di rangkaian ini. Berikut ini adalah berbagai jenis konverter dalam kelompok ini.Kelemahanya adalah tidak dapat memberikan perlindungan dari tegangan listrik yang tinggi dan memiliki lebih banyak noise.
Konverter Step-Down (Buck)
Rangkaian step-down digunakan untuk menghasilkan tegangan yang lebih rendah daripada input. Ini juga disebut buck. Polaritasnya sama seperti pada input.Konverter Step-Up (Boost)
Rangkaian step-up digunakan untuk menghasilkan tegangan yang lebih tinggi dari tegangan input. Ini disebut sebagai boost converter. Polaritasnya sama seperti pada input.Buck-Boost Converter
Dalam Buck-Boost converter, tegangan output dapat dinaikkan atau diturunkan dari tegangan input. Ini berfungsi baik untuk meningkatkan atau menekan tegangan. Penggunaan umum konverter ini adalah untuk membalik polaritas.Cuk: Jenis konverter ini mirip dengan Buck-Boost converter. Perbedaannya adalah namanya, dinamai Slobodan Cuk, orang yang menciptakannya.
Pompa Pengisi Daya: Konverter ini digunakan untuk menaikkan atau menurunkan tegangan pada aplikasi yang memiliki daya rendah.
Konverter Isolasi
Konverter ini memiliki pemisahan antara terminal input dan output. Mereka memiliki sifat tegangan isolasi tinggi. Mereka dapat memblokir kebisingan dan gangguan. Ini memungkinkan mereka untuk menghasilkan sumber DC yang lebih bersih. Mereka dikategorikan menjadi dua jenis.Konverter Flyback
Konverter ini berfungsi serupa dengan konverter buck-boost dari kategori yang tidak terisolasi. Perbedaannya adalah ia menggunakan transformator untuk menyimpan energi, bukan induktor.Konverter Forward (maju)
Konverter ini akan menggunakan transformator untuk mengirim energi, antara input dan output dalam satu langkah.Prinsip Kerja Konverter DC
Konverter DC-DC dasar mengambil arus dan melewatkannya melalui elemen switching, yang mengubah sinyal DC menjadi sinyal gelombang AC persegi. Gelombang ini, kemudian melewati filter lain yang mengubahnya kembali menjadi sinyal DC dari tegangan yang diperlukan.Kelebihan dari Konverter DC
- Ruang baterai dapat dikurangi dengan mengurangi atau meningkatkan tegangan input yang tersedia.
- Perangkat dapat digerakkan dengan menekan atau meningkatkan tegangan yang tersedia. Dengan demikian mencegah kerusakan perangkat atau kerusakan lainya.