Güç Dönüştürücü(konvertör) Nedir?
AC voltajı, bir transformatör aracılığıyla uygun AC veya DC voltajına düşürülür.
- Voltaj Sabitleyici nedir?
- Güç Dönüştürücü Nedir?
- Dönüştürücünün Çalışma Prensibi AC nedir?
- DC nedir?
- DC/DC Dönüştürücü nedir?
- Modülasyon Yöntemleri Nelerdir?
Voltaj Sabitleyici nedir?
Voltaj dengeleyici veya voltaj regülatörü, elektronik mühendisliğinde otomatik olarak sabit bir voltajı koruyan bir cihazı ifade eder. Bir regülatör basit bir ileri beslemeli tasarım olabilir veya bir negatif geri besleme kontrol döngüsü içerebilir. Düzenleyiciler ayrıca elektromekanik mekanizmalar veya elektronik modüller kullanabilir. Farklı tasarımlara göre voltaj regülatörleri DC voltaj regülatörleri ve AC voltaj regülatörleri olarak ikiye ayrılabilir.
Bir voltaj regülatörü, güç kaynağı değiştiğinde veya yük akımı değiştiğinde sabit bir voltaj sağlayabilir. Voltaj stabilizatörleri, mikroişlemciler ve diğer bileşenlerin gerektirdiği çalışma voltajı gibi sabit çıkış voltajları sağlamak için doğrultucular, elektronik filtreler vb. ile birlikte çalışan güç kaynağı sistemlerinde sıklıkla kullanılır. Alternatörlerde ve hatta enerji santrallerindeki büyük jeneratörlerde voltaj regülatörleri çıkış voltajının kararlılığını kontrol eder. Dağıtılmış bir güç dağıtım sisteminde, kullanıcıların güç seviyesinden bağımsız olarak sabit bir voltaj alabilmelerini sağlamak için voltaj dengeleyici bir trafo merkezine veya iletken yönü boyunca kurulabilir.
Güç Dönüştürücü Nedir?
Bir dönüştürücü, AC voltajı, akımı ve empedansı dönüştüren bir cihazdır. Birincil bobinden bir AC aktığında, ikincil bobinde bir akımı indükleyen demir çekirdekte veya manyetik çekirdekte bir AC manyetik akı üretilir. Transformatör, bir demir çekirdek veya bir manyetik çekirdek ve bir bobinden oluşur. Bobin iki veya daha fazla sargıya sahiptir. Güç kaynağına bağlı olan sargıya birincil sargı, kalan sargılara ise ikincil sargı adı verilir. Jeneratörde, bobin manyetik alan içinde hareket etsin veya manyetik alan sabit bobin içinde hareket etsin, bobinde bir elektrik potansiyeli indüklenebilir. Her iki durumda da manyetik akının değeri değişmez, ancak bobini kesen manyetik akının miktarı farklıdır. Değişim, karşılıklı tümevarım ilkesidir.
Transformatör yöntemi, önce AC voltajının bir transformatör aracılığıyla uygun AC voltajına düşürülmesini gerektirir. Bu bir AC/AC dönüşümüdür ve düşürme değeri, transformatörün sargı oranı tarafından belirlenir. Daha sonra, transformatör tarafından düşürülen AC voltajı, bir diyot köprü doğrultucu tarafından tam dalga doğrultulur ve bir darbe voltajına dönüştürülür. Son olarak, kapasitör, geleneksel AC/DC dönüştürme yöntemi olan küçük bir dalgalanma ile bir DC voltajı yumuşatır ve çıkış verir. Transformatörün ana bileşenleri birincil bobin, ikincil bobin ve demir çekirdektir (manyetik çekirdek). Ana fonksiyonlar gerilim dönüşümü, akım dönüşümü, empedans dönüşümü, izolasyon ve gerilim regülasyonudur.
Dönüştürücünün Çalışma Prensibi
Transformatör, bir demir çekirdek (veya manyetik çekirdek) ve bir bobinden oluşur. Bobin iki veya daha fazla sargıya sahiptir. Güç kaynağına bağlı olan sargıya birincil sargı, kalan sargılara ise ikincil sargı adı verilir. AC voltajı, akımı ve empedansı dönüştürebilir. En basit çekirdek transformatörü, yumuşak manyetik malzemeden yapılmış bir çekirdek ve çekirdek üzerinde farklı dönüşlere sahip iki bobinden oluşur.
Demir çekirdeğin işlevi, iki bobin arasındaki manyetik bağlantıyı güçlendirmektir. Demirdeki girdap akımını ve histerezis kaybını azaltmak için, demir çekirdek lamine silikon çelik saclardan yapılmıştır. İki bobin arasında elektrik bağlantısı yoktur ve bobinler izoleli bakır teller ile sarılır. yapmak. AC güç kaynağına bağlı bir bobine birincil bobin, elektrikli cihaza bağlı diğer bobine ikincil bobin denir. Gerçek transformatör çok karmaşıktır ve kaçınılmaz olarak bakır kaybı (bobin direnci ısıtması), demir kaybı (demir çekirdek ısıtması) ve manyetik sızıntı (hava ile kapatılan manyetik indüksiyon hattı) vardır.
AC nedir?
Alternatif Akım (AC), büyüklüğü ve polaritesi (yönü) zamanla periyodik olarak değişen bir akımdır. Akım polaritesinin 1 saniyede değişme sayısı frekans olarak adlandırılır ve Hz olarak ifade edilir.
DC nedir?
Doğru Akım (DC), polaritesi (yönü) zamanla değişmeyen bir akımdır. Ne polaritede (yönde) ne de zamanla büyüklük olarak akan bir akıma genellikle DC denir. Polaritesi zamanla değişmeyen ve büyüklüğü değişen akım da DC olmakla birlikte genellikle Dalgalanma akımı olarak adlandırılır.
DC/DC Dönüştürücü nedir?
DC/DC dönüştürücü, DC’yi DC’ye dönüştüren bir makinedir ve DC kullanarak voltajı dönüştüren bir cihazdır. IC’ler gibi elektronik cihazlar farklı çalışma voltaj aralıklarına sahip olduğundan, karşılık gelen voltajları tek tek üretmek gerekir. Orijinal voltajdan daha düşük bir voltaja buck dönüştürücü denir ve orijinal voltajdan daha yüksek bir voltaja boost dönüştürücü denir.
Neden bir DC/DC dönüştürücüye ihtiyacınız var?
Çalıştırmak için bir prize takılan elektrikli ürünler, AC’yi DC’ye dönüştürmek için bir AC/DC dönüştürücü gerektirir ve çoğu yarı iletken bileşen DC ile çalışır. Bir dizi alt tabakaya monte edilen IC’lerin her birinin sabit bir çalışma voltajı aralığı vardır ve voltaj doğruluğu gereksinimleri de farklıdır. İsteğe bağlı olarak dengesiz voltajlı bir güç kaynağı sağlanırsa, arıza veya özelliklerin bozulması gibi sorunlara neden olur. Bu nedenle, gerekli voltajı dönüştürmek veya stabilize etmek için bir DC/DC dönüştürücü gereklidir.
DC/DC dönüştürücü, giriş voltajını dönüştürdükten sonra etkin bir şekilde sabit bir voltaj veren bir voltaj dönüştürücüdür. DC/DC dönüştürücüler, yükseltici DC/DC dönüştürücüler, düşürücü DC/DC dönüştürücüler ve artırıcı DC/DC dönüştürücüler olarak sınıflandırılır. İhtiyaca göre üç tip kontrol kullanılabilir.
Modülasyon Yöntemleri Nelerdir?
- PFM (Darbe Frekans Modülasyonu):
Anahtarlama darbe genişliği sabittir ve darbe çıkışının frekansı değiştirilerek çıkış voltajı stabilize edilebilir. PFM kontrol tipi, özellikle yükün küçük olduğu durumlarda uzun süre kullanılsa bile düşük güç tüketimi avantajına sahiptir. - PWM (Darbe Genişliği Modülasyonu):
Anahtarlama darbesinin frekansı sabittir ve darbe çıkış genişliği değiştirilerek çıkış voltajı stabilize edilebilir. PWM kontrol tipi oldukça verimlidir ve iyi çıkış voltajı dalgalanması ve gürültüsüne sahiptir. - PWM/PFM dönüştürme tipi:
Genel olarak iki farklı modülasyon yöntemi olan PFM ve PWM kullanan DC-DC dönüştürücülerin performans farklılıkları aşağıdaki gibidir. PWM/PFM dönüştürme türü, hafif yüklerde PFM kontrolünü uygular ve ağır yüklerde otomatik olarak PWM kontrolüne geçer. PWM frekansı, PFM görev döngüsü seçim yöntemi.
Kaynak : rohm
