Zvyšovač napětí

Zvyšovač napětí nebo také zvyšovací pulsní měnič (anglicky step-up convertor, případně boost convertor) je základní zapojení stejnosměrného měniče pro zvyšování napětí (až na dvojnásobek).

Popis

Schéma zapojení

Obvod je tvořen jedním řízeným polovodičovým prvkem (tranzistor V1), jedním neřízeným polovodičovým prvkem (dioda V0), jedním akumulačním prvkem (indukčnost L) a zátěží (rezistor R), k níž bývá ještě paralelně doplňován filtrační kondenzátor (kapacita C) Zejména v případě menších měničů, které napájejí čistě ohmickou zátěž, je jejích součástí tlumivka, ale například při napájení DC motoru plní funkci indukčnosti jeho vinutí.

Funkce

Jedná se o pulzní měnič, který je řízen délkou pulzů, tedy délkou sepnutí spínané součástky. Nezbytným prvkem je indukčnost, v níž se akumuluje energie a která přispívá k vyhlazení proudu. Měnič v provozu pulzuje mezi dvěma stavy:

1) $t\in (0;t_{1})$

Tranzistor $V1$ je sepnutý, proud protéká přes cívku, která se chová jako spotřebič (akumuluje energii do magnetického pole, proud narůstá). Dioda $V0$ je rozepnutá, na výstupu tak je $u_{OUT}=0$

2) $t\in (t_{1};t_{2})$

Tranzistor $V1$ vypne, cívka přejde do režimu zdroje (vrací energii do obvodu, proud klesá), napětí se sčítá se zdrojem. Proud do spotřebiče protéká přes diodu $V0$ , na výstupu tak je $u_{OUT}=U_{MAX}$

Při zjednodušení tak můžeme říci, že výstupní napětí má tvar obdélníkových pulzů, kde střední hodnota je zhruba rovna vstupnímu napětí. Řízením spínání můžeme zvyšovat maximální hodnotu tohoto napětí:^[1]

$U_{MAX}=U_{IN}\cdot {\frac {t_{1} t_{2}}{t_{2}}}={\frac {U_{IN}}{D}}$ ,

kde D je střída řídícího signálu.

Pokud bychom dále na výstup umístili kondenzátor a uvažovali bych ideální podmínky ( $L\rightarrow \infty$ a $C\rightarrow \infty$ ), pak by bylo výstupní napětí stabilizované na konstantní hodnotě rovné maximální hodnotě výstupního pulzního napětí.^[2]

Odkazy

Reference

↑ KŮS, Václav. Pohony a výkonová elektronika. [s.l.]: Západočeská univerzita - Fakulta elektrotechnická, 2005. ISBN 80-7043-422-8.
↑ KNÍŽEK, Vojtěch. Návrh přenosného záložního zdroje. Plzeň, 2020 [cit. 2024-01-23]. Bakalářská práce. Západočeská univerzita - Fakulta elektrotechnická. Vedoucí práce Ing. Martin Mužík.. Dostupné online.

Související články

Externí odkazy

Obrázky, zvuky či videa k tématu zvyšovač napětí na Wikimedia Commons

Pahýl

Tento článek je příliš stručný nebo postrádá důležité informace.
Pomozte Wikipedii tím, že jej vhodně rozšíříte. Nevkládejte však bez oprávnění cizí texty.

[1] KŮS, Václav. Pohony a výkonová elektronika. [s.l.]: Západočeská univerzita - Fakulta elektrotechnická, 2005. ISBN 80-7043-422-8.

[2] KNÍŽEK, Vojtěch. Návrh přenosného záložního zdroje. Plzeň, 2020 [cit. 2024-01-23]. Bakalářská práce. Západočeská univerzita - Fakulta elektrotechnická. Vedoucí práce Ing. Martin Mužík.. Dostupné online.

[1]

[2]