DC/DC konverterek
(32)Az egyenáramú DC/DC áramátalakítók jellemzően kis méretű alkatrészek, amelyeket arra használnak, hogy egyenáramot (DC – Direct Current) alakítsanak át már paraméterekkel rendelkező egyenárammá. Ezekkel különböző készülékházas kivitelekben találkozhatunk, úm.: egy darabot képező elemként, THT furatgalvanizált szereléshez igazítva, pl. DIP (eng: Dual In-line Package) vagy SIP (eng: Single In-line Package) tokozásokban elhelyezve, SMD felületre szerelhető változatban, de LGA (eng: Land Grid Array) tokozásokban vagy különböző méretű, brick standard kivitelekben, pl. half-brick vagy quarter brick kivitelekben. Azonban, főként azon a hobbisták számára, akik nem készítenek bonyolult elektronikus áramköröket, ezek az eszközök elsősorban PCB lemezre forrasztott kész modulokat, vagy DIN-sínre szerelhető berendezéseket jelentenek. Az utóbbi típusú szerelést elsősorban ipari vezérlő- és elektromos szekrényekben használják. A DC/DC átalakítók sokféle tokozásban történő elhelyezése az univerzális felhasználásukból adódik. A váltakozó áramú villanymotoroktól eltekintve az elektromos és elektronikus eszközök többségét egyenáram táplálja. Ezért ezek az alkatrészek integrált áramkörökként megtalálhatók többek között például számítógépek tápegységeiben, alaplapokon vagy grafikus kártyákon, ahol különböző értékű egyenfeszültségeket állítanak elő az egyes elektronikus alkatrészek számára.
A DC/DC átalakítók közötti fő megkülönböztetés a kimeneti feszültség és a bemeneti feszültség arányán alapul, így találkozhatunk a feszültséget csökkentő átalakítókkal, az úgynevezett step-down konverterekkel, a feszültséget növelkkel, az úgynevezett step-up verziókkal, vagy azokkal, amelyek képesek a kimeneti feszültségen a bemeneti feszültségnél magasabb és alacsonyabb feszültséget is előállítani, azaz a step-up / step-down konverterekkel. Nagyon gyakran állítható kimeneti feszültséggel rendelkeznek, ami lehetővé teszi, hogy akár nagyon széles értéktartományt is elérhető legyen. Ilyen esetekben általában az átalakító elektronikus áramkörébe épített kis potenciométerrel történik a beállítás.
DC/DC áramátalakítók - védelmek
A jelenleg gyártott DC/DC átalakítók igen nagy része galvanikusan szeparált bemenettel és kimenettel rendelkezik. Az ilyen rendszereket gyakran nevezik izolált átalakítóknak. Ez további védelmet nyújt a táplált rendszer számára a túlfeszültségek és túlfeszültség ugrások ellen, amelyek károsíthatják magát az átalakítót és a táplált készüléket is, és abban maradandó károsodást okozhatnak. A bemenet és a kimenet ilyen galvanikus elválasztására többek között biztonsági okokból is szükség van pl. az orvostechnikai eszközökben. Természetesen a DC/DC átalakítók, mint a tápegységek túlnyomó többsége, egyéb védelmekkel is rendelkeznek, amelyek között megkülönböztethetünk folyamatos rövidzárlatvédelmet, túlterhelésvédelmet, túlfeszültségvédelmet, fordított polaritás, túlmelegedés, elleni védelmet vagy a tápfeszültség csökkenése elleni védelmet. Egyszerűen fogalmazva, minél több védelemmel rendelkezik egy készülék, annál kisebb az esélye a hibás működésnek vagy a mellékelt berendezés és konkrétan az áramátalakító maradandó károsodásának.
DC/DC áramátalakító kiválasztása
Az alkalmazáshoz megfelelő egyenáramú DC/DC átalakító kiválasztásakor több szempontot is figyelembe kell venni. Ezek közül az első a bemeneti feszültség értéke, amelyet voltban [V] adnak meg. Az adott átalakító bemeneti feszültségtartományának tartalmaznia kell annak a feszültségnek az értékét, amellyel az átalakítót táplálni fogják. Ha a bemeneti feszültség túl alacsony, az az inverter nem megfelelő működését okozhatja, míg a túl magas bemeneti feszültség tartósan károsíthatja azt. A következő paraméter a kimeneti feszültség. A felhasználó által az inverter kimenetén elérni kívánt értéket az táplált eszközök számára szükséges érték alapján kell meghatározni. Ennek meg kell egyeznie az adott eszköz gyártója által a műszaki dokumentációban megadott értékkel. A DC/DC átalakítók kimeneti feszültsége gyakran egy adott értéktartományon belül állítható, ami lehetővé teszi a különböző tápellátási paraméterekkel rendelkező eszközök áramellátását
Egy másik paraméter, amelyet a DC/DC áramátalakító megvásárlása előtt megfelelően ki kell választani, a maximális kimeneti áram, amelyet amperben [A] adunk meg. Nagyon gyakran ezt a jellemzőt az eszköz áramkapacitásának nevezik. Ez azt a maximális elektromos áramerősséget jelenti, amelyet egy adott eszköz képes előállítani és még mindig megfelelően működik. A DC/DC átalakító áramkapacitásának nagyobbnak (szélsőséges esetben egyenlőnek) kell lennie, mint a táplált rendszer által igényelt áram. A maximális áramerősségen belül működő tápegység jelentős mennyiségű hőt termel, ami, ha ilyen körülmények között hosszú ideig működik, károsodáshoz vezethet. Ez a helyzet különösen akkor valószínű, ha az inverter nem rendelkezik túlterhelés - vagy túlmelegedés - elleni védelemmel. Jó gyakorlat, hogy a szükségesnél nagyobb áramerősségű invertert válasszon. Egyrészt azért, hogy ne az aktuális kapacitásának felső határán működjön, másrészt azért, hogy a táplált rendszer kisebb mértékű bővítése esetén ne alakuljon ki olyan helyzet, amikor a jelenleg telepített invertert egy új, nagyobb áramkapacitású inverterre kell cserélni. Gyakran előfordul, hogy annak összehasonlításához, hogy melyik inverter a hatékonyabb, az adott inverter teljesítményét veszik figyelembe, amelyet wattban [W] adnak meg. A teljesítmény a feszültség és az áram szorzata, így azonos feszültségértékek esetén könnyen összehasonlítható, hogy melyik eszköz képes több áramot generálni..
Egy másik szempont, ami fontos szokott lenni, az az a hőmérsékleti tartomány, amelyben egy adott inverter működhet. Bizonyos alkalmazásoknál előfordulhat, hogy fagypont alatti hőmérsékleten vagy olyan környezetben kell működni, ahol a hőmérséklet jóval magasabb a szobahőmérsékletnél. Vannak olyan inverterek, amelyeket akár -50 °C-os, de akár 150 °C-os hőmérsékletre is terveztek. A hőmérséklet-különbség jelentős, és amikor egy adott alkalmazáshoz invertert választunk, ezt a szempontot nem szabad figyelmen kívül hagyni, annak érdekében, hogy az inverter ne sérüljön meg.
Egyes DC/DC átalakítók egynél több kimenettel is rendelkezhetnek. Ekkor minden kimenet más-más feszültségértékkel rendelkezik. Természetesen adott számú kimenettől nagyobb számú elektromos csatlakozás is lehetséges, sorkapocs formájában. Néha a DC/DC átalakítók elektromos csatlakozóként integrált kábelekkel rendelkeznek. Az ilyen típusú készülék kiválasztásakor annak teljesítményére is figyelmet kell fordítani. Minél magasabb, annál kisebbek a teljesítményveszteségek, amelyek leggyakrabban az elektromos energia hőenergiává történő átalakításakor jelentkeznek. Összefoglalva, a DC/DC átalakító minden paraméterét mindenekelőtt az adott alkalmazás és az együttműködő elemek, azaz az átalakítót ellátó és az általa ellátandó elemek által támasztott kritériumok alapján kell kiválasztani.
Raktár:
