Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Электр тогын түрлендіргіштің түрі
Type of electrical current converter
Цук түрлендіргіші (, /lang/'/tʃ//uː//k/) – төмен тербелісті токпен жұмыс істейтін бук-буст түрлендіргіштің бір түрі. Цук түрлендіргішін энергияны байланыстыру үшін бір коммутациялық құрылғысы және өзара әрекеттесетін конденсаторы бар көтеру және бук түрлендіргіштерінің комбинациясы ретінде қарастыруға болады. Инверттеу топологиясы бар бук-буст түрлендіргіштеріне ұқсас, оқшауланбаған Цук түрлендіргішінің шығу кернеуі әдетте кіріс кернеуіне қатысты инверттелген, төмен немесе жоғары мәнге ие болады. Көбінесе DC түрлендіргіштерінде индуктор негізгі энергия сақтау компоненті ретінде қолданылады. Цук түрлендіргішінде негізгі энергия сақтау компоненті конденсатор болып табылады. Бұл конструкцияны алғаш ұсынған Калифорния технология институтының профессоры Слободан Цук есіммен аталған.
The Ćuk converter (, /lang/'/tʃ//uː//k/) is a type of buck boost converter with low ripple current. A Ćuk converter can be seen as a combination of boost converter and buck converter, having one switching device and a mutual capacitor, to couple the energy. Similar to the buck boost converter with inverting topology, the output voltage of non isolated Ćuk converter is typically inverted, with lower or higher values with respect to the input voltage. Usually in DC converters, the inductor is used as a main energy storage component. In a Ćuk converter, the main energy storage component is the capacitor. It is named after Slobodan Ćuk of the California Institute of Technology, who first presented the design.
Оқшауланбаған Ćuk конвертері
Негізгі Ćuk конвертерінің түрлері бар. Мысалы, катушкалар бір магниттік өзекті пайдалануы мүмкін, бұл шығыс толқынын азайтады және тиімділікті арттырады. Қуат конденсатор арқылы үздіріліссіз берілуіне байланысты, бұл типтегі түрлендіргіш EMI сәулеленуін ең төменгі деңгейге дейін төмендетеді. Ćuk конвертері диод пен қосқышты пайдаланып энергияны екі бағытта беруге мүмкіндік береді.
There are variations on the basic Ćuk converter. For example, the coils may share a single magnetic core, which drops the output ripple, and adds efficiency. Because the power transfer flows continuously via the capacitor, this type of switcher has minimized EMI radiation. The Ćuk converter allows energy to flow bidirectionally by using a diode and a switch.
Жұмыс істеу принципі
Оқшауланбаған Ćuk конвертері екі индуктордан, екі конденсатордан, коммутатордан (әдетте транзистордан) және диодтан тұрады. Оның схемасын 1-суретте көруге болады. Бұл инверттеуші конвертер, сондықтан шығыс кернеуі кіріс кернеуіне қатысты теріс болады. Бұл конвертердің басты артықшылығы – конвертердің кіріс және шығысындағы үздіксіз ток. Негізгі кемшілігі – коммутатордағы жоғары ток жүктемесі. Конденсатор C1 энергияны беру үшін қолданылады. Ол транзистор мен диодтың коммутациясы арқылы конвертердің кірісіне және шығысына кезекпен қосылады (2 және 3-суреттерді қараңыз). L1 және L2 екі индукторы сәйкесінше кіріс кернеу көзін (Vs) және шығыс кернеу көзін (Vo) ток көздеріне түрлендіреді. Ұзақ уақыт аралығында индуктор тұрақты токты сақтайтындықтан, оны ток көзі деп қарастыруға болады. Бұл түрлендіру қажет, себебі конденсатор тікелей кернеу көзіне қосылғанда ток тек паразиттік кедергімен шектеледі, бұл энергияның көп жоғалуына әкеледі. Конденсаторды ток көзімен (индуктормен) зарядтау резистивті ток шектеуіне және оған байланысты энергия жоғалуына жол бермейді. Басқа конвертерлер сияқты (бүк конвертер, буст конвертер, бук-буст конвертер) Ćuk конвертері үздіксіз немесе үзіліссіз ток режимінде жұмыс істей алады. Алайда, бұл конвертерлерден айырмашылығы, ол үзіліссіз кернеу режимінде де жұмыс істей алады (конденсатордағы кернеу коммутация циклі кезінде нөлге дейін төмендейді).
A non isolated Ćuk converter comprises two inductors, two capacitors, a switch (usually a transistor), and a diode. Its schematic can be seen in figure 1. It is an inverting converter, so the output voltage is negative with respect to the input voltage. The main advantage of this converter is the continuous currents at the input and output of the converter. The main disadvantage is the high current stress on the switch. The capacitor C1 is used to transfer energy. It is connected alternately to the input and to the output of the converter via the commutation of the transistor and the diode (see figures 2 and 3). The two inductors L1 and L2 are used to convert respectively the input voltage source (Vs) and the output voltage source (Vo) into current sources. At a short time scale, an inductor can be considered as a current source as it maintains a constant current. This conversion is necessary because if the capacitor were connected directly to the voltage source, the current would be limited only by the parasitic resistance, resulting in high energy loss. Charging a capacitor with a current source (the inductor) prevents resistive current limiting and its associated energy loss. As with other converters (buck converter, boost converter, buck–boost converter) the Ćuk converter can either operate in continuous or discontinuous current mode. However, unlike these converters, it can also operate in discontinuous voltage mode (the voltage across the capacitor drops to zero during the commutation cycle).
Оқшауланған Ćuk конвертері
Ćuk түрлендіргішінің оқшауланған нұсқасы үшін AC трансформаторы және қосымша конденсатор қосылуы тиіс. Оқшауланған Ćuk түрлендіргіші оқшауланғандықтан, шығыс кернеуінің полярлығын еркін таңдауға болады. Оқшауланбаған Ćuk түрлендіргіші сияқты, оқшауланған Ćuk түрлендіргіші 1:1 AC трансформаторымен де кіретін кернеу шамасынан үлкен немесе кіші шығыс кернеу шамасына ие болуы мүмкін. Дегенмен, бұрылу қатынасын басқару арқылы кіретін жақтағы құрылғыларға түсетін жүктемені азайтуға болады. Сонымен қатар, трансформатордың паразиттік элементтері, атап айтқанда, ағызу индуктивтігі және магниттеу индуктивтігі, схеманы тиімділігі айтарлықтай жақсарған резонанстық түрлендіргіш схемаға өзгерту үшін пайдаланылуы мүмкін.
For isolated version of Ćuk converter, an AC transformer and an additional capacitor must be added. Because the isolated Ćuk converter is isolated, the output voltage polarity can be chosen freely. As the non isolated Ćuk converter, the isolated Ćuk converter can have an output voltage magnitude that is either greater than or less than the input voltage magnitude, even with a 1:1 AC transformer. However, the turns ratio can be controlled to reduce device stress on the input side. Additionally, the parasitic elements of the transformer, namely leakage inductance and magnetizing inductance can be used to modify the circuit into a resonant converter circuit which has much improved efficiency.
Индукторды қосу
Екі жеке индуктор компонентін пайдалану орнына, көптеген инженерлер бір ядрода екі индукторды біріктіретін қосарланған индукторлы Ćuk түрлендіргішін қолданады. Компонент ішіндегі индукторлар арасындағы трансформаторлық әрекет екі тәуелсіз жеке индуктор компонентін қолданатын Ćuk түрлендіргішімен салыстырғанда шығыс толқынын азайтатын қосарланған индукторлы Ćuk түрлендіргішін қамтамасыз етеді.
Instead of using two discrete inductor components, many designers implement a coupled inductor Ćuk converter, using a single magnetic component that includes both inductors on the same core. The transformer action between the inductors inside that component gives a coupled inductor Ćuk converter with lower output ripple than a Ćuk converter using two independent discrete inductor components.
Зета түрлендіргіш
Зета конвертері – оқшауланбаған, инверттемейтін, кернеуді көтеру-төмендету қуат көзі топологиясы.
A zeta converter is a non isolated, non inverting, buck boost power supply topology.
Бір тұғырлы негізгі индукторлы конвертер (SEPIC)
SEPIC конвертері кернеуді арттыруға немесе төмендетуге қабілетті.
A SEPIC converter is able to step up or step down the voltage.
Патенттер
1979 жылы тіркелген 4257087 АҚШ патенті, "Енбеу және шығу тогының толқыны жоқ DC-DC коммутациялық түрлендіргіш және интегралды магниттік тізбектер", өнертапқышы Слободан Ćuk. 1979 жылы тіркелген 4274133 АҚШ патенті, "Түзетулер қажеттілігінсіз толқынын азайтатын DC-DC түрлендіргіш", өнертапқышы Слободан Ćuk және Р. Д. Миддлбрук. 1977 жылы тіркелген 4184197 АҚШ патенті, "DC-DC коммутациялық түрлендіргіш", өнертапқышы Слободан Ćuk және Р. Д. Миддлбрук.
US Patent 4257087, filed in 1979, "DC to DC switching converter with zero input and output current ripple and integrated magnetics circuits", inventor Slobodan Ćuk. US Patent 4274133, filed in 1979, "DC to DC Converter having reduced ripple without need for adjustments", inventor Slobodan Ćuk and R. D. Middlebrook. US Patent 4184197, filed in 1977, "DC to DC switching converter", inventor Slobodan Ćuk and R. D. Middlebrook.