Alalispingemuundur

'Alalispingemuundur, ka alalisvoolumuundur (ingl DC-to-DC converter) on elektroonikalülitus, mis muundab tema sisendisse juhitava alalispinge kõrgemaks või madalamaks alalispingeks. Kui kõneldakse pingemuundurist, mõeldakse eelkõige alalispingemuundurit. Tüüpiline vahelduvpingemuundur on trafo.

Alalispingemuunduri eriomane element on tüüritaval elektronlülitil põhinev vaheldi (inverter), mis perioodiliselt sisendpinget katkestades muudab alalisvoolu energia kõrge sagedusega (mõnikümmend kuni mõnisada kilohertsi) vahelduvvoolu energiaks. Elektronlülitis töötab lülitava seadisena CMOS-transistor, suure võimsuse korral IGBT-transistor või GTO-türistor.


Nii saadud vahelduvvooluenergia elektrilaengutena läheb vahesalvestisse, mis võib olla mahtuvuslik (kondensaatorid) või induktiivne (induktiivpool, trafo). Mahtuvusliku pingemuunduri eeliseks on odavus ja kompaktsus, sest kondensaatorid on odavamad kui induktiivelemendid ja mahtuvusi saab hõlpsamalt teostada integraallülitusena. Niisugune muundur töötab laengupumbana (ingl charge pump). Suurema väljundvõimsuse vajadusel kasutatakse induktiivseid trafoga pingemuundureid, sest need tagavad ühtlasi galvaanilise eraldatuse. Niisugused muunduslülitused on kasutusel elektri- ja elektroonikaseadmete toiteplokkides ja võrgutoiteadapterides, kus muundavad alaldatud võrgupinget madalamaks väljund-alalispingeks.

Galvaanilise eralduseta alalispingemuundurid
Pingemuunduri tüüp Energiat salvestav
ja edasikandev komponent
Ue, UE – sisendpinge;
Ua, UA – väljundpinge
Lihtsustatud põhimõtteskeem
S – tüüritav transistorlüliti
Laengupump
(positiivne väljundpinge)
Kondensaator UA > UE
Laengupump
(negatiivne väljundpinge)
Kondensaator UE > 0,
UA < 0
Madaldav pingemuundur
(ingl Buck Converter)
Induktiivpool 0 ≤ UAUE
Kõrgendav pingemuundur
(ingl Boost Converter)
Induktiivpool UAUE
Vastandpolaarne pingemuundur

(ingl Buck-Boost Converter)
Induktiivpool UA ≤ 0
Sünkroonmuundur Induktiivpool 0 ≤ UAUE
Võimsusvoo suund valitav
SEPIC-muundur
(ingl Single Ended Primary
Inductance Converter
)
Kaks induktiivpooli
ja kondensaator
UE > 0
Topeltinverteeriv pingemuundur Kaks induktiivpooli
ja kondensaator
UE > 0


Galvaanilise eraldusega alalispingemuundurid
Pingemuunduri tüüp Energiat ülekandev
komponent
Võimsus Lihtsustatud põhimõtteskeem
Vastulülituses dioodiga pingemuundur
(ingl Fly-Back Converter)
Trafo, mille magnetahelas on õhupilu Kuni 250 W
Pärilülituses dioodiga pingemuundur
(ingl Forward Converter)
Trafo ja induktiivpool Kuni 500 W
Vastastakttüürimisega pingemuundur
(ingl Push–pull Converter)
Tüürimine nelja lülitiga
(täissild, nagu skeemil)
või kahe lülitiga (poolsild)
Trafo Poolsild: 100 W kuni 2 kW
Täissild: üle 300 W
kuni mitu kW
Vollbrückenflusswandler
Võnkeringiga pingemuundur Võnkeringi moodustavad
kondensaator CR ja induktiivpool LR,
TrafoTr on galvaaniliseks eraldamiseks
Mõnekümnest vatist
mitme kilovatini

Vaata ka muuda

Välislingid muuda