Mitä eroa on AC-DC- ja DC-DC-virtalähteillä?

VIRTAVIRTA

Virtalähteet yhdistävät virtalähteen, kuten pistorasiasta tulevan vaihtovirran (AC), sovelluksen tarvitsemaksi sähkötyypiksi, kuten tasavirraksi (DC) akkukäyttöistä laitetta varten.

Tasavirtamuuntaja on elektroninen piiri tai sähkömekaaninen laite, joka muuntaa tasavirtalähteen jännitetasolta toiselle.

( Lähde: Adobe Stock )

Ja vaikka jotkut tunnetuimmista laitteista muuttavat vaihtovirran (AC) tasavirraksi (DC), on olemassa myös DC-DC-virtalähteitä. Tarkastellaanpa AC-DC- ja DC-DC-virtalähteiden välistä eroa.

Jos sinun täytyy päästä ajan tasalle, suosittelemme lukemaan ensin artikkelimme AC- ja DC-virtalähteiden erosta.

Miten AC-DC-virtalähde toimii?

Rakennuksissa, joissa tarvitaan virtaa monille laitteille, käytetään yleisesti AC-DC-virtalähteitä.

AC-DC-muuntimet ottavat vaihtovirran pistorasioista ja muuttavat sen sääntelemättömäksi tasavirraksi. Näissä virtalähteissä on muuntajia, jotka muuttavat pistorasioiden kautta tulevan vaihtovirran jännitettä, tasasuuntaajia, jotka tallentavat sen vaihtovirrasta tasavirraksi, ja suodatin, joka poistaa kohinaa vaihtovirta-aaltojen huipuista ja troteista. Tyypillisesti muuntaja alentaa jännitettä jännitteeksi, jota syötettävä laite tarvitsee.

Vaihtovirran muuntamisen ensimmäisessä vaiheessa tasavirraksi jännite tasasuuntautuu diodisarjan avulla. Tämä muuttaa sinimuotoisen vaihtovirta-aallon positiivisten huippujen sarjaksi tasasuuntaajan avulla. Tässä vaiheessa on kuitenkin vielä aaltomuodon vaihtelua – huippujen välinen aika – joka on poistettava.

Tämän suodattamiseksi käytetään kondensaattoria luomalla energiavarasto, jota sitten käytetään kuormaan, kun sen jännite laskee. Kondensaattori varastoi tulevan energian nousevalla reunalla ja laajentaa sitä, kun jännite laskee, mikä vähentää merkittävästi jännitteen laskun tapauksia. Yleisesti ottaen mitä suurempi on kondensaattorin varastointikapasiteetti, sitä laadukkaampi on virtalähde.

Jännitteen muuntamisen jälkeen ulostulon vaihtelu tasoitetaan johtamalla jännite säätimen läpi kiinteän tasavirtalähdön luomiseksi.

Säätämätön vs. säädetty virtalähde

Vaihtovirtalähteitä on kahta erilaista – säätämätöntä ja säädettyä.

Säätämättömässä virtalähteessä aaltoilujännite pysyy lähtöjännitteessä. Ja koska sääntelemättömissä virtalähteissä esiintyy aaltoilujännitettä, olisi aina käytettävä säänneltyä virtalähdettä sääntelemättömän virtalähteen sijaan, jos on epäselvyyttä siitä, kumpaa tulisi käyttää tietyssä laitteessa tai sovelluksessa. Tämä johtuu siitä, että aaltoilujännite voi vahingoittaa elektronisia komponentteja. Monet AC-DC-virtalähteet sisältävät tästä syystä säätimen.

Miten DC-DC-virtalähde toimii?

Jotkut laitteet – erityisesti akkujen tai aurinkokennojen avulla toimivat laitteet – vaativat tasajännitevirtaa vaihtelevilla jännitetasoilla, ja tässä kohtaa DC-DC-muunnin tulee kuvaan. DC-DC-virtalähde muuntaa virtalähteestä (akusta) tulevan tasavirran jännitetasolta toiselle riippuen syötettävän laitteen hetkellisistä tarpeista.

Kannettavassa elektroniikkalaitteessa, esimerkiksi matkapuhelimessa, on usein useita alipiirejä, joilla kullakin on oma jännitetasovaatimuksensa, joka eroaa virtalähteen syöttämästä jännitetasosta. Lisäksi akun jännite laskee, kun varastoitua energiaa viivytetään.

Miten DC-DC-virtalähde toimii, riippuu siitä, millainen se on kyseessä; DC-DC-muuntimia on monenlaisia (elektronisia, magneettisia, ei-eristettyjä, buck-boost-muuntimia jne.), ja se, mikä tyyppi soveltuu parhaiten johonkin sovellukseen, riippuu laitteesta itsestään – autoista kannettaviin kannettaviin laitteisiin.

Moniin sisältyy kuitenkin inverttereitä ja tasasuuntaajia, jotka ensin muuttavat tasavirran vaihtovirraksi, joka sitten lähetetään muuntajan läpi jännitteen muuttamiseksi. Kun oikea jännite on saavutettu, virta kulkee takaisin tasasuuntaajalle, jossa se muunnetaan jälleen tasavirraksi.

Aivan kuten vaihtovirtalähteissä, DC-DC-virtalähteissä voidaan käyttää säätimiä signaalin tasoittamiseksi ja aaltoilujännitteen poistamiseksi.