Преобразователи постоянного тока в постоянный (DC-DC). Какие они бывают (подборка с Алиэкспресс)
По жизни иногда случается так, что в распоряжении пользователя есть одно напряжение, а какое-либо устройство надо запитать другим напряжением.
Особенно часто такие ситуации встречаются, когда речь идёт об автономном питании: в этом случае другое напряжение взять просто неоткуда.
Ситуацию спасают DC-DC преобразователи.
В силу схемотехнических особенностей они отличаются огромным разнообразием решений.
Они бывают понижающими, повышающими, понижающе-повышающими, на отрицательную полярность, изолирующими, двухполярными, а также могут представлять собой различные комбинации перечисленных вариантов.
Всё разнообразие вариантов в рамках одной небольшой подборки осветить невозможно, но некоторые «ходовые» случаи будут представлены.
Известные с древности линейные стабилизаторы тоже можно в какой-то степени считать DC-DC преобразователями (понижающими), но они в этой статье рассматриваться не будут. Хотя, во многих случаях их может оказаться достаточно для решения проблемы.
Цены далее в тексте указаны примерные на дату публикации с доставкой в Россию (в дальнейшем могут меняться). Если найдутся такие же устройства, но дешевле, то тоже можно покупать — товар одинаковый.
DC-DC преобразователь в корпусе USB-разъёма с выходом 9 или 12 V
Сам DC-DC преобразователь как таковой находится внутри кожуха разъёма USB, и, конечно, мощным быть не может.
Преобразователь выпускается в вариантах с напряжением выхода 9 В или 12 В (т.е. с фиксированным напряжением без переключения).
Максимальный ток выхода — 800 мА; максимальный потребляемый ток — до 2.1 А от источника 5 В (т.е. от порта USB компьютера или зарядного устройства телефона).
При его использовании надо помнить о двух моментах.
Во-первых, не рекомендуется использовать длительное время при максимально-допустимых параметрах нагрузки (впрочем, это относится к любым источникам питания).
А во-вторых, при питании от порта USB компьютера не рекомендуется нагружать порт USB 2.0 более, чем на 0.5 А; а порт USB 3.0 — более 0.9 А. Ток нагрузки преобразователя в этом случае не должен превышать примерно половину от этой величины для преобразователя на 9 В, и 1/3 — для преобразователя на 12 В.
Цена — около $2.
DC-DC преобразователь в корпусе USB-разъёма с регулируемым выходом 1 - 24 V
Когда требуется какое-либо нестандартное напряжение, то помочь могут DC-DC преобразователи с регулируемым выходом.
Представленный в этой карточке преобразователь изготовлен в корпусе разъёма USB и может отдавать на выход напряжение в широком диапазоне — от 1 до 24 Вольт (понижающе-повышающий; на основе схемотехники SEPIC).
Точность установки напряжения — 0.1 В; имеется встроенный вольтметр.
Максимальная выходная мощность — 3 Вт.
Аналогично предыдущему преобразователю, при питании от порта USB компьютера мощность на выходе будет меньше.
Подробный обзор этого преобразователя — здесь.
Цена — около $3.8.
Понижающий DC-DC преобразователь с 5-40 V до 1.2-35 V мощностью 300 W
Этот DC-DC преобразователь, можно сказать, «классический» понижающий преобразователь.
Он работает в широком диапазоне напряжений, но при этом обязательно должно соблюдаться условие, что входное напряжение должно быть выше выходного.
Преобразователь снабжен потенциометрами для регулировки выходного напряжения и ограничения тока нагрузки.
Вместе с тем он требует внимательного обращения при подключении, так как не имеет диода защиты от переполюсовки входного напряжения.
В случае использования на мощность, близкую к максимальной, рекомендуется дополнительное охлаждение.
Цена — около $4.5 с учётом доставки.
Повышающий DC-DC преобразователь с 3-35 V до 5-45 V мощностью 150 W
Ещё один DC-DC преобразователь из серии «классика жанра»; на этот раз — повышающий с регулируемым напряжением выхода.
Преобразователь снабжен встроенным вольтметром с ценой деления 0.1 Вольт.
Его предельно-допустимый входной ток ограничен величиной 5 А, поэтому не следует рассчитывать, что при низких входных напряжениях он сможет развить высокую выходную мощность.
Для получения высокой мощности на выходе соотношение напряжений на входе и выходе должно быть разумным (насколько это позволяют обстоятельства применения); при этом выходное напряжение должно быть строго выше входного.
Цена — около $4.8.
Понижающе-повышающий DC-DC преобразователь на отрицательную полярность малой мощности
DC-DC преобразователи с переворотом полярности на отрицательную стоят немного особняком.
Обычно они применяются в тех случаях, когда требуется создать напряжение отрицательной полярности для устройств, требующих двухполярного питания (как правило, небольшой мощности).
В отличие от обычных понижающих и повышающих преобразователей, они являются истинно понижающе-повышающими «в одном флаконе» в силу особенностей схемотехники.
Преобразователи, представленные в этой серии, выпускаются на ряд фиксированных напряжений от минус 3.3 до минус 15 Вольт.
Мощность, отдаваемая в нагрузку, может быть от 0.12 Вт до 2.7 Вт в зависимости от соотношения напряжений на входе и выходе.
Цена — около $2.3 с учётом доставки.
Понижающе-повышающий DC-DC преобразователь с двухполярным выходом до ±24 V
Этот DC-DC преобразователь хорошо подходит для тех случаев, когда пользователю требуется симметричное двухполярное напряжение. Предположительно, он основан на двухполярном варианте схемы SEPIC.
Напряжение на выходе может регулироваться от ±3 В до ±24 В; при допустимом диапазоне входных напряжений от 3.6 до 24 В.
Максимальная мощность на выходе — 20 Вт, но в реальности она будет очень сильно зависеть от соотношения входного и выходного напряжения (низкое входное напряжение и высокое выходное являются крайне неблагоприятным сочетанием).
Кроме того, производитель запрещает использовать преобразователь только по отрицательному напряжению (положительное плечо должно быть нагружено обязательно); а также не рекомендуются нагрузки менее 15 мА.
При всём позитиве этого преобразователя, надо заметить, что производитель забыл разместить на плате отверстия для её крепления к чему-либо.
Цена — около $8 с учетом доставки.
Счетверенный понижающий DC-DC преобразователь с выходными напряжениями 3.3 V, 5 V, 12 V и регулируемым 2-28 V
Иногда бывает нужно получить от одного источника несколько разных напряжения одной полярности.
В этом случае можно использовать несколько отдельных DC-DC преобразователей; а можно и один многоканальный. В этом случае пользователь получит экономию в габаритах и упрощение монтажа.
Данный DC-DC преобразователь содержит четыре одинаковых блока с суммарной мощностью выходов до 50 Вт (при условии, что ток выхода каждого канала не будет превышать 2.5 А при длительной эксплуатации и 3 А — кратковременно).
Преобразователь выдаёт три стандартных напряжения 3.3, 5 и 12 Вольт и одно — регулируемое в пределах 2-28 В.
Цена — около $10 с учетом доставки.
Изолирующий понижающе-повышающий DC-DC преобразователь с двухполярным выходом ±15 V мощностью 6 W
Иногда питаемое устройство должно быть гальванически изолировано от источника питания. Это может требоваться по разным причинам: от требований по электробезопасности до защиты от помех, создаваемых исходным источником питания.
Данный преобразователь оформлен в виде модуля в корпусе, защищённом от проникновения посторонних предметов (что поможет соблюдению требования по изоляции).
Преобразователь не имеет регулировки выходного напряжения; оно — фиксированное ±15 В в двухполярном исполнении с током по каждой полярности до 0.2 А. Суммарная мощность на выходе — до 6 Ватт.
Цена — около $11 с учетом доставки.
Автомобильный повышающий DC-DC преобразователь с 12 V до 24 V мощностью до 240 W
DC-DC преобразователи существуют не только в виде отдельных плат и модулей, но и в виде законченных конструкций в добротных и прочных корпусах.
В качестве примера — автомобильный повышающий DC-DC преобразователь с 12 до 24 Вольт.
Такие преобразователи могут быть полезны для питания различного оборудования, для которого не подходит стандартное напряжение автомобильной бортовой сети 12 В.
Цена — около $17 с учётом доставки.
Существуют, естественно, преобразователи и на другие напряжения.
Как можете видеть, DC-DC преобразователи — это широкий класс устройств с огромным разнообразием технических и конструктивных решений.
Они также могут иметь и огромный разброс по мощности: от милливатт до киловатт!
При этом они попутно выполняют и ещё одну функцию: стабилизацию напряжения питания. Если исходный источник будет с «плавающим» напряжением (например, батарея или аккумулятор), то на выходе преобразователя напряжение будет стабильным.
Эти устройства могут очень сильно облегчить потребителю обеспечение устройств питанием даже в самых нестандартных случаях. Но при этом важно правильно рассчитать требуемые параметры необходимого DC-DC преобразователя; причём, как в отношении параметров выхода, так и в отношении потребления от «исходного» источника питания.
0 комментариев
Добавить комментарий
Добавить комментарий