Принцип работы и разновидности DC-DС преобразователей
Что такое DC/DC преобразователь постоянного тока или описание принципа работы DC/DC преобразователей применяемых для построения источников питания
DC/DC преобразователи питания постоянного тока широко применяются в различных электронных приборах, вычислительной технике, устройствах телекоммуникации, автоматизированных системах управления (АСУ), мобильных устройствах и т.д.
DC/DC преобразователи применяются для изменения выходного напряжения как в большую, так и в меньшую сторону, относительно напряжения на входе.
Типы DC DC преобразователей
DC-DC модуль
Buck-boost DC-DC Модуль преобразования напряжения
Сегодня на рынке существует различные типы DC/DC конвертеров, которые используются потребителями.
- DC/DC преобразователи без индуктивности.
Для питания маломощных нагрузок выгодно использовать преобразователи на коммутируемых конденсаторах.
Использование таких устройств не требует наличия дорогих моточных компонентов, поэтому они позволяют создать дешевые и компактные модули питания. Подобные преобразователи могут быть как с фиксированным напряжением, так регулируемые.
- DC/DС преобразователи с индуктивностью.
Большой популярностью пользуются преобразователи без гальванической развязки между входом и выходом. В данном типе DC-DC конвертера находится единичный изолированный источник питания. В зависимости от положения ключа, напряжение может повышаться, понижаться или инвертироваться в напряжение с обратной полярностью. Ключевыми элементами часто выступают биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT) и полевые транзисторы разного типа (FET).
Среди конвертеров с индуктивностью можно встретить следующие типы:
- Понижающий импульсный DC-DC преобразователь. В роли ключа выступает транзистор, управляемый с помощью широтно-импульсного модулятора.
- Повышающий импульсный DC-DC преобразователь. Его особенности мы рассмотрим ниже.
- Преобразователь с регулируемым выходным напряжением. Такие устройства позволяют получить как повышенное, так и пониженное напряжение на выходе. Зачем это нужно? Например, для использования в устройствах, где напряжение задается Li-ионной батареей. Со временем, когда батарея ослабевает, её напряжение уменьшается, но использование такого преобразователя позволяет всегда поддерживать заданное значение на выходе.
- Преобразователь с любым выходным напряжением. Они способны производить как повышенное, так и пониженное напряжение на выходе. Зачем они нужны? Например, для использования в схемах, где напряжение задается Li-ионной батареей. Они имеют напряжение 3,3 В. Со временем эксплуатации ее напряжение уменьшается, и поэтому есть смысл преобразовывать его до 3,3В на выходе. Примером такого устройства является Buck-boost DC DC преобразователь от Террател.
Рис. Составные узлы DC-DC преобразователя
- DC/DC преобразователь с гальванической развязкой.
В таких преобразователях постоянного тока применяются импульсные трансформаторы с несколькими обмотками, благодаря чему отсутствует связь между входной и выходной цепями.
Для таких устройств характерна большая разница потенциалов между входным и выходным напряжением. Например, они используются в блоках питания импульсных фотовспышек, которые имеют на выходное напряжение около 400В.
Принцип работы DC-DC преобразователя
Описания принципа работы DC/DC преобразователя рассмотрим на следующем примере.
Итак, у нас есть 5В постоянного тока из которых нам необходимо получить большее напряжение. Существует несколько вариантов решения данной задачи. Например, параллельно заряжать конденсаторы, а потом последовательно их переключать. Причем делать это надо очень быстро, по несколько раз в секунду. Конечно, на практике это нереально, поэтому существуют специальные DC/DC преобразователи для решения этой задачи.
Чтобы понять, что такое DC/DC конвертер и какой у него принцип роботы, представим вариант работы системы подачи воды потребителю.
Этап 1 – Процесс разгона турбины.
Для начала нам необходимо разогнать турбину. Для этого открывается заслонка, и вода быстро сливается, передавая часть своей энергии турбине, благодаря чему последняя начинает раскручиваться.
Этап 2 – Заполнение емкости накопителя воды и давления.
Заслонка закрывается. Порция воды, толкаемая раскрученной турбиной-маховиком, приоткрывает клапан и наполняет емкость накопителя воды и давления. Другая часть воды направляется к потребителю, только уже с повышенным давлением от емкости-накопителя. При этом клапан препятствует обратному ходу воды в сторону турбины в случае возникновения большего давления от емкости накопителя.
Этап 3 – Получение энергии из емкости накопителя давления и разгон турбины.
Скорость турбины начинает падать.
Давления воды уже не достаточно для продавливания клапана, а энергии в емкости накопителя воды накоплено достаточно. Затем, заслонка открывается снова, и вода начинает быстро раскручивать турбину. При этом поток воды к потребителю не прекращается, так как он получает её из емкости накопителя.
Дальше цикл раскрутки турбины и заполнения емкости накопителя воды и давления повторяется.
По аналогичному принципу работает любой DC DC преобразователь.
Ниже представлена электрическая схема DC DC преобразователя, на которой мы рассмотрим принцип его работы.
При этом роль турбины в электрической схеме DC DC преобразователя выполняет индуктивный дроссель. Вместо заслонки, которая управляет потоком воды, применяется транзистор. Роль клапана выполняет диод, а конденсатор является емкостью для накопителя давления.
Как работает DC DC преобразователь? Все аналогично.
Этап 1 – Накопление заряда индуктивностью.
Ключ замкнут. Индуктивность, получая ток от источника, накапливает энергию.
Этап 2 – Передача энергии в конденсатор.
Ключ размыкается, при этом катушка удерживает накопленную энергию в магнитном поле. Ток старается остаться на том же уровне, но дополнительная энергия из индуктивности подымает напряжение, тем самым открывая путь через диод. Часть энергии попадает к потребителю, а остальная накапливается в конденсаторе.
Этап 3 – Накопление энергии в индуктивности и передача заряда потребителю.
Затем ключ замыкается, и энергия снова начинает накапливаться в катушке. Потребитель, в это время, получает энергию из конденсатора.
Область применения DC/DC преобразователей и дросселей
В различных электронных устройствах, работающих от автономных источников энергии, необходимые уровни напряжений, возможно, получить только с использованием DC/DC преобразователей постоянного тока.
DC/DC конвертеры, преобразователи или дроссели напряжения постоянного тока широко применяются в различных портативных электронных приборах, вычислительной технике, телекоммуникационном оборудовании, автоматизированных системах управления АСУ, автомобилестроении и т.
д.
Что значит AC и DC в электрике ?
Сегодня, я расскажу о такой важной маркировке, которая вам рано или поздно обязательно встретится в электрике – это AC и DC. Постараюсь сделать это максимально простым, понятным любому человеку языком.
Мы рассмотрим, что означает каждая из этих аббревиатур, где и когда встречается и, самое главное, о чем говорит и что будет, если их перепутать.
Обязательно пишите свои вопросы в комментариях, оставляйте отзывы, чтобы я смог подкорректировать что-то, чтоб было понятнее всем и тема была полностью раскрыта.
AC [~]– это ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК, от английского “Alternating Сurrent”;
DC [-] – это ПОСТОЯННЫЙ ТОК, от английского “Direct current”;
Теперь вы понимаете, что электрооборудование не просто так маркируется AC или DC, т.к. оно зачастую рассчитано на работу в определенных параметрах электрического тока, и если их перепутать, то прибор, в лучшем случае, просто выйдет из строя.
Несколько слов о том, что такое постоянный и переменный ток и чем они отличаются и где встречаются.
Что означает маркировка AC и где применяется
AC – Переменный ток – это электрический ток, который периодически меняет направление в электрической цепи и изменяется по величине. Также обозначается значком “~”
Количество изменений направления движения переменного тока за секунду называется частотой и измеряется в герцах (Гц). В нашей стране эта частота равна 50 Гц. (направление движения тока изменяется 50 раз в секунду).
Основная причина использования переменного ток – это возможность передавать его на большие расстояния с минимальными потерями.
Именно переменный электрический ток в стандартных электрических розетках 220В вашей квартиры.
Видя, на электроприборе, например трансформаторе, блоке питания или светильнике, надпись ~AC у клемм, вы должны знать, что сюда подключается переменный ток.
В быту, в сетях переменного тока, чаще используется однофазная система и проводники, как и клеммы оборудования, маркируются как:
L – Фаза
N – Ноль
PE – Заземление, земля.
Больше информации об этом, читайте в нашей статье – «Что значит маркировка L, N и PE в электрике?»
Что означает маркировка DC и где применяется
DC – Постоянный ток – это электрический ток, который не изменяет направление в электрической цепи и не изменяется по величине. Также обозначается значком [–]
Как видите постоянный ток, это полная противоположность переменному. Он не меняет свое направление и величину, из-за этого больше подходит для работы электрооборудования.
Постоянный ток применяется в питании большинства бытовых приборов, в батарейках и аккумуляторах, в электромобилях, в зарядке телефонов и ноутбуков, практически везде.
И да, вы правильно понимаете, в розетках у вас переменный ток, из-за удобства его передачи на практически любые расстояния, но в ваших бытовых приборах, с помощью адаптеров, драйверов или блоков питания, он трансформируется в постоянный.
Видя на электрооборудовании, например трансформаторе, блоке питания или светильнике, надпись ~DC у клемм, вы должны знать, что сюда подключается постоянный ток.
Обычно он различается лишь по напряжению, 3В, 6В, 12В, 24В и т.д., в зависимости от оборудования.
А так как постоянный ток протекает в одном направлении, от точки с большим потенциалом, к точке с меньшим, то они и называются соответственно:
«+» – Плюс – Положительный полюс, точка с большим потенциалом, Красный цвет;
«–» – Минус – Отрицательный полюс, точка с меньшим потенциалом Синий или Черный цвет;
Иногда, вы можете встретить маркировку AC/DC, например на электронном трансформаторе или блоке питания для светодиодной ленты.
Это, чаще всего, означает, что устройство преобразует переменный в постоянный ток. На его входы подается переменный ток бытовой сети 220В 50 Гц – AC, а на выходе вы получаете постоянный ток DC – 12В или 24В, которым питается светодиодная лента.
Теперь, зная, что такое AC и DC, вы сможете увереннее различать электрооборудование, подбирать и правильно выполнять подключения.
Если же у вас остались вопросы, комментарии или дополнения, обязательно пишите их в комментариях к статье, постараюсь отвечать оперативно.
В каком штате находится Вашингтон, округ Колумбия?
Вашингтон, округ Колумбия, не находится ни в одном из 50 штатов США. Он расположен в округе Колумбия, что означает округ Колумбия.
Расположение Вашингтона, округ Колумбия Первоначально резиденция правительства Соединенных Штатов находилась в Филадельфии, где собирались члены Континентального конгресса. Но вскоре после Войны за независимость Континентальный конгресс увидел необходимость создания капитала, который не зависел бы и не был бы обязан ни одному из штатов США. В 1790 году между отцами-основателями Америки была заключена сделка, которая предусматривала строительство новой постоянной столицы и федерального округа в слаборазвитом районе, состоящем из земель, принадлежащих американским штатам Мэриленд и Вирджиния.
Зал Независимости в Филадельфии, Пенсильвания. В 1783 году Континентальный конгресс пытался выяснить, как платить войскам, сражавшимся против британцев во время Войны за независимость. Расстроенная тем, что им не заплатили, группа солдат из Ланкастера, штат Пенсильвания, двинулась в Филадельфию и заблокировала двери Конгресса. В то же время губернатор Пенсильвании отказался использовать войска штата для защиты федеральных законодателей. В конце концов члены Конгресса выскользнули из здания Континентального конгресса, которое сейчас называется Индепенденс-холл, и отправились в Принстон, штат Нью-Джерси. В последующие годы Конгресс ездил в другие города США. Нью-Йорк был последним местом, которое посетил Конгресс, хотя делегаты вернулись в Филадельфию, чтобы составить Конституцию США в 1787 году.
Гамильтон предложил это как часть более крупной сделки, в которой участвовали другие отцы-основатели, Джеймс Мэдисон и Томас Джефферсон. В соответствии с этим соглашением новый федеральный округ должен был располагаться в районе, удобном для рабовладельческих штатов Юга, которые опасались, что столица на Севере будет более симпатизировать аболиционистскому движению, которое стремилось положить конец рабству на всей территории. Соединенные Штаты. Взамен Юг должен был выплатить непогашенные долги, которые северные штаты накопили во время Войны за независимость. Это компромиссное соглашение было реализовано в форме Закона о проживании, который создал новый федеральный округ и поместил постоянную столицу Соединенных Штатов в район, где в настоящее время находится город Вашингтон. Белый дом — официальная резиденция и рабочее место президента Соединенных Штатов в Вашингтоне, округ Колумбия.
Джордж Вашингтон, первый президент Соединенных Штатов, выбрал точное место вдоль рек Потомак и Анакостия, где был основан город в 179 году.0. Земля, на которой должны были располагаться новая столица и федеральный округ, была передана штатами Мэриленд и Виргиния. В сентябре 1791 года город был назван Вашингтоном в честь первого президента США. Новый федеральный округ получил название Территория Колумбия, имя, полученное от имени Христофора Колумба, которое использовалось как патриотическая ссылка на Соединенные Штаты во время Войны за независимость. В 1871 году территория Колумбия была переименована в округ Колумбия.
Филадельфия должна была оставаться столицей США в течение десяти лет, в течение которых жители Филадельфии и штата Пенсильвания упорно лоббировали предотвращение переноса столицы в новый федеральный округ, даже предложив президенту Вашингтону роскошный особняк для проживания.
Но все было напрасно. Усилия по сохранению столицы США в Филадельфии также были подорваны вспышкой эпидемии желтой лихорадки, поразившей город в 1793 году, что вызвало сомнения в безопасности в этом районе. Кроме того, коренные жители Вирджинии, среди которых были такие отцы-основатели, как Вашингтон, Мэдисон и Джефферсон, с нетерпением ждали появления столицы рядом с их домом. Таким образом, 15 мая 1800 года Конгресс США положил конец своим делам в Филадельфии и начал свой переезд в новый федеральный округ. Дни Филадельфии как столицы США официально подошли к концу 11 июня 1800 года. С тех пор Вашингтон, округ Колумбия, является столицей Соединенных Штатов Америки.Джейсон Швили 28 сентября 2021 г. в Places
Вашингтон, округ Колумбия Фотографии и факты
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Пожалуйста, соблюдайте авторские права.
Несанкционированное использование запрещено.
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
1 / 9
1 / 9
Мемориал Линкольна, монумент Вашингтона и Капитолий расположены на Национальной аллее.
Мемориал Линкольна, монумент Вашингтона и Капитолий выровнены на Национальной аллее.
Фотография rabbit75_ist, Getty Images
- Прозвище: Столица нашей страны
- Государственность: Вашингтон, округ Колумбия, не является штатом или городом. Это федеральный округ, образованный в 1790 году.
- Население (по состоянию на июль 2015 г.): 672 228
- Столица: Вашингтон, округ Колумбия, является столицей Соединенных Штатов Америки!
- Biggest City: There are no cities within Washington, D.C.
- Abbreviation: DC
- Bird: wood thrush
- Flower: American beauty rose
Это федеральный округ, образованный в 1790 году.HISTORY
In 1774 the Первому Континентальному конгрессу — группе представителей колоний — нужно было место для встречи. Делегаты впервые собрались в Филадельфии, штат Пенсильвания. По сути, это был столичный город, поскольку столица находится везде, где находится правительство. Когда первый президент США Джордж Вашингтон вступил в должность в 1789 г., столицей был Нью-Йорк.
Но 13 северных и южных штатов хотели столицу, которая представляла бы их в равной степени — не слишком далеко на севере и не слишком далеко на юге.
(В те дни все штаты располагались вдоль восточного побережья, от Джорджии до Нью-Гэмпшира.) Поэтому в 1790 году Вашингтон выбрал место посередине, прямо между штатами Мэриленд и Виргиния.
Основатели Америки были обеспокоены тем, что люди, живущие в Вашингтоне, округ Колумбия, могут несправедливо влиять на Конгресс, и поэтому решили, что эти жители не будут иметь представительства в Палате представителей или Сенате. Даже сегодня у жителей округа Колумбия нет представителей с правом голоса в Конгрессе. (Но жители может голосовать на федеральных выборах.)
Город был почти разрушен во время войны 1812 года против Великобритании. Какое-то время население города оставалось небольшим, но оно внезапно увеличилось после Прокламации об освобождении рабов в 1863 году, когда здесь поселилось много недавно освобожденных рабов.
Сегодня Вашингтон, округ Колумбия, представляет собой федеральный округ площадью 68 квадратных миль, где расположены важные правительственные здания, в том числе Капитолий США, где заседают Сенат и Палата представителей; Белый дом, где живет и работает президент; и здание Верховного суда, где выносятся многие важные судебные решения.
Город также полон достопримечательностей, включая памятник Вашингтону, мемориал Томаса Джефферсона и мемориал Линкольна.
ПОЧЕМУ ЭТО ТАК НАЗЫВАЕТСЯ?
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
John Parrot, Stocktrek Images, Getty Images
Вы, наверное, догадались, что «Вашингтонская» часть Вашингтона, округ Колумбия, была названа в честь первого президента Соединенных Штатов Джорджа Вашингтона. Но как быть с инициалами? Они обозначают округ Колумбия, названный в честь Христофора Колумба.
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Слева: флаг Вашингтона, округ Колумбия
Справа: значки Вашингтона, округ Колумбия
ГЕОГРАФИЯ И ФОРМЫ РЕШЕНИЯ
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Вашингтон, округ Колумбия, граничит на западе с рекой Потомак, которая отделяет округ Колумбия от Вирджинии. Река Анакостия протекает через его восточную сторону.
округ Колумбия также имеет несколько островов в Потомаке, таких как остров Теодора Рузвельта, который имеет несколько пешеходных маршрутов и часто посещается местными жителями. Вы также можете посетить остров Кингман, искусственный остров на реке Анакостия, где каждое лето проводится популярный фестиваль мятлика.
Но если вы ищете немного дикой природы в Вашингтоне, не пропустите парк Рок-Крик. Около трех квадратных миль, в парке есть более 32 миль пешеходных троп, верховая езда и дом для оленей, койотов, енотов и лис.
ДИКАЯ ЖИЗНЬ
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Фотография Майкла Мелфорда
Несмотря на шумный город, Вашингтон, округ Колумбия, богат дикими животными. Ищите млекопитающих, таких как опоссумы Вирджинии, сурки, коричневые летучие мыши и белки-летяги.
Вы даже можете увидеть национальную птицу США: белоголового орлана! Другие птицы включают кардиналов, больших голубых цапель и официальную птицу, древесного дрозда. Обратите внимание на амфибий, таких как лягушки-быки, древесные лягушки и жабы, а также на несколько видов рептилий, таких как коробчатые черепахи, подвязочные змеи и даже ядовитые медноголовые змеи. Вы также увидите местные деревья, включая клен, вишню, кедр и дуб, и множество ярких цветов, таких как водосбор, кровоточащие сердца, подсолнухи, герани и колокольчики.
РАЗВЛЕЧЕНИЯ
Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.
Фотография предоставлена Смитсоновским национальным зоопарком.
— Многие жители округа Колумбия хотят, чтобы округ стал отдельным штатом, чтобы иметь представительство в Конгрессе. Если это когда-нибудь произойдет, округ Колумбия может быть переименован в в «Новую Колумбию». Может показаться странным выбрасывать «Вашингтон» из названия, но первый президент США никогда не жил в Белом доме.
Первыми жителями Белого дома были президент Джон Адамс и его жена Эбигейл Адамс.
— Билл Най, Эл Гор и композитор Дюк Эллингтон родились здесь, а аболиционист Фредерик Дуглас жил в округе Колумбия последние 17 лет своей жизни. Его дом теперь является Национальным историческим памятником, открытым для публики.
— Еще во времена первых президентов США широкие бульвары округа Колумбия напоминали некоторым посетителям другую знаменитую столицу: Париж, столицу Франции. Имеет смысл — Пьер Шарль Л’Энфан находился под влиянием своего родного Парижа, когда проектировал Вашингтон, округ Колумбия. Другой европеец, Джеймс Смитсон, дал Вашингтону, округ Колумбия, Смитсоновский институт. В этой группе из 17 музеев вы можете увидеть бриллиант Хоуп, самолет, на котором братья Райт вошли в историю, и рубиновые туфли Дороти из Волшебник страны Оз.
— Большинство музеев Смитсоновского института расположены вдоль Национальной аллеи, почти двухмильного парка, который простирается от Мемориала Линкольна на реке Потомак до ступеней Капитолия США.
