Кіріспе

Электр тогын түрлендіргіштің түрі

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.

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.

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).

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.

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.

Зета түрлендіргіш

Зета конвертері – оқшауланбаған, инверттемейтін, кернеуді көтеру-төмендету қуат көзі топологиясы.

Бір тұғырлы негізгі индукторлы конвертер (SEPIC)

SEPIC конвертері кернеуді арттыруға немесе төмендетуге қабілетті.

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.