مبدل dc به dc از جمله وسیله‌ای است که جریان الکتریکی از نوع dc را از یک منبع با ولتاژ معینی به منبع دیگری تبدیل میکند. این که این مبدل چیست و چه وظیفه‌ای بر عهده دارد و در چه بخشی به کار می‌آید، موضوعی است که با انتشار این پست قصد داریم که بیشتر در مورد آن صحبت نماییم. کانورتر یا مبدل dc به dc که از دسته مبدل‌های برقی به حساب می‌آید در واقع یک وسیله الکترومکانیکی و یا به اصطلاح یک مدار الکتریکی است که منبع dc یا همان جریان مستقیم را از یک ولتاژ به ولتاژی دیگر تبدیل میکند. ولتاژ خروجی می‌تواند از ولتاژ ورودی کمتر و یا بیشتر باشد. به بیانی دیگر این مدار کمیت ولتاژ را به سحطی بالا و یا پایین تغییر می‌دهد تا متناسب با نیاز کاری بتوان از آن استفاده کرد.
به عنوان مثال می‌تواند ۱۲ ولت cd را به ۵ ولت dc و یا ۱۲ ولت dc را به ۴۸ ولت dc در مدارات سوئیچینگ تبدیل نماید. جریان ورودی در این نوع از مبدل‌ها به صورت جریان‌های رگلاتور نشده است که از یک طرف وارد مدار می‌شوند تا بتوانند ولتاژ را به سطح مد نظر تغییر دهند. این نوع از دستگاه‌ها به دلیل کاربردی بودن به طور گسترده‌ای در تجهیزات و صنایعی که به تغذیه سوئیچینگ و یا موتورهای dc نیاز دارند مورد استفاده قرار می‌گیرند. کانورتر در ولتاژهای ۱۲.۲۴، ۴۸ و ۱۱۰ ولت در بازار موجود می‌باشد.
انواع مبدل DC-DC
مبدل dc به dc در بسیاری از تجهیزات الکتریکی صنعتی که به منبع تغذیه ولتاژ جریان برق مستقیم نیاز دارند و در عین حال از قابلیت تغییر برخوردار باشند به طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد. امروزه مبدل dc به dc در طرح و مدل‌های مختلفی به بازار عرضه شده که با توجه به ویژگی فنی، کاربری‌های خاصی دارند و برای موارد گوناگونی به کار گرفته می‌شوند. از انواع کانورتر می‌توان اشاره‌ای به موارد زیر نمود:
مبدل بوست
مبدل باک
مبدل ترکیبی (باک- بوست)
مبدل چوک
مبدل سپیک
تمام مبدل‌هایی که اشاره نمودیم در واقع بر پایه و ترکیبی از بوست و باک هستند. این دو مدل نقش مهمی را توانسته‌اند که در الکترونیک مدرن ایفا نماید چرا که در مقایسه با رگولاتورهای ولتاژ برقی، گرمای کمتری تولید می‌کنند در نتیجه از راندمان کاری بالایی برخوردار هستند. به همین دلیل در ادامه این مطلب به معرفی دو نوع بوست و باک خواهیم پرداخت. می‌توان گفت که تمامی یکسوساز ها یا مبدل DC-DC بر مبنای مبدل باک و مبدل بوست بوده و در حقیقت باقی مدارها مجموعه ای از این دو مدار ترمز الکتروموتور می‌باشند.
ایزوله مبدل dc به dc
یکی از انواع مبدل dc به dc، نوع ایزوله است. این نوع مبدل به دلیل کاربردی بودن در بسیاری از صنایع الکترونیک همچون ساخت انواع pcl، منبع تغذیه بردهای الکتریکی، کارت داده بردار و… به طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد. قرار گیری مبدل dc به dc ایزوله در یک مدار موجب کاهش تاثیر نویز و همچنین حفاظت‌های از بخش‌های مختلف مدار می‌گردد. این مبدل از تنوع در رنج ولتاژ خروجی مثبت و منفی برخوردار است از این رو به عنوان منبع تغذیه کننده قسمت‌های مختلف مدار ایفای نقش میکند.
مبدل ایزوله بر اساس دقت رگوله‌سازی ولتاژ خروجی به انواع مختلف رگوله نشده، نیمه رگوله و رگوله شده تقسیم می‌شود. مبدل ایزوله رگوله شده، ایزوله‌سازی بین ورودی و خروجی را از طریق یک ترانسفورماتور انجام می‌دهد. از آنجایی که فرایندهای اتوماتیک علاوه بر تصحیح خطا، در از بین بردن دما نیز موثر هستند، دقت رگوله‌سازی بستگی به آیتم‌هایی همچون میزان دقت نمونه برداری از خروجی ولتاژ دارد.
افزاینده مبدل dc به dc
مبدل بوست که به مبدل تقویت کننده و یا افزاینده نیز شهرت دارد، یکی از کاربردترین انواع مبدل‌های dc به dc محسوب می‌شود. این نوع از مبدل همان طور که از نام آن بر می‌آید طوری طراحی شده که می‌تواند ولتاژهای پایین را به ولتاژهای بالا تبدیل کند. به عنوان مثال در جاهایی که نیاز به ولتاژ بالا هست، مبدل بوست می‌تواند ولتاژ ۱۲ ولت را به ولتاژ ۲۴ ولت تغییر دهد و به نوعی میزان و راندمان کاری را بالا ببرد.
در واقع این نوع مبدل ولتاژ ورود را با کمک یک ولتاژ بزرگتر به سمت خروجی ارتقاء می‌بخشد. برای تبدیل نمودن ولتاژ کم به بالا از طریق مبدل بوست، به یکسری تجهیزات همچون منبع تغذیه، سلف، دیود، خازن، مقاومت، ترانزیستور سوئیچینگ نیاز است. بیشترین کاربرد افزاینده مبدل dc به dc برای تجهیزاتی مانند رله‌های محافظ، ماژول‌های ورودی و خروجی آنالوگ (PLC)، سیستم نظارت بر بیمار، سنجش جریان، ولتاژ ایزوله و همچنین سوئیچ‌های بریکر هوشمند است.
کاهنده مبدل dc به dc
از دیگر مبدل‌های کاربردی در بخش تجهیزات الکتریکی می‌توان به مبدل کاهنده یا همان باک اشاره نمود. این مبدل‌ها عملکردی عکس مبدل‌های افزاینده دارند چرا که با قرار گیری بر سر راه مدار الکتریکی موجب کاهش ولتاژ منبع تغذیه می‌شوند. در واقع باک از دسته مدار الکترونیک قدرت است که ولتاژ جریان مستقیم (dc) را با توجه به اجزای مدار، کاهش می‌دهد. به عنوان مثال با کمک مبدل باک می‌توان ولتاژ ورودی ۴۸ ولت را به ۲۴ ولت خروجی پایین آورد.
این نوع از مبدل‌ها برخلاف رگلاتورهای خطی که از طریق اتلاف توان و تولید گرما، میزان ولتاژ را کم می‌کنند، با بالا بردن سطح جریان، میزان ولتاژ خروجی را می‌کاهند. اجزایی که در مبدل کاهنده به کار می‌رود دقیقا همانند نوع افزاینده است با این تفاوت که موقعیت قرارگیری آنها با هم فرق میکند. در تجهیزاتی الکترونیکی مانند درایورها، منابع تغذیه کننده پردازنده‌ها آداپتورها، وسایل صوتی و تصویری، تجهیزات مخابراتی، پچ پنل، سرور، سوئیچ و… بیشترین کارایی را دارند.
توربین بخار و عملکرد آن بر اساس تولید انرژی
به توربینی که بخار هوا را به نوعی انرژی مکانیکی به شکل حرکتی و دوار تبدیل میکند توربین بخار میگویند. مدل مدرن این توربین های بخار را چارلز الگرنون پارسونز در سال 1884 اختراع کرد. توربین‌های بخار در صنایع و نیروگاه های تولید کننده حرارت و هسته ای کاربرد دارند و چیزی در حدود هشتاد درصد از برق کره زمین را تولید می‌کنند.
انواع توربین بخاری
بر اساس نوع کارکرد این توربین ها به چند نوع از طبقات تقسیم می‌شوند که عبارتند از :
تقسیم بندی بر اساس نوع طبقات توربین
🔶 توربین با طبقه های بازخورد
🔶 توربین با طبقه های ضربات لحظه ای
براساس نوع عملکرد و تعداد مراحل انبساط
🔶 توربین‌های تک مرحله‌ای (Single stage turbine)
🔶 توربین‌های دو مرحله‌ای (Double stage turbine)
🔶 توربین‌های چند مرحله‌ای (Multi stage turbine)
عملکرد های توربین بخار
نوع عملکرد توربین بخار بر اساس پیروی از سیکل رانکین و شاخه های آن است که به موجب این پیروی انواعی از انرژی را تولید میکند.
مزایای استفاده از توربین‌های بخار
◀ دارای مهندسی ساختمان ساده
◀ دارای ایمنی
◀ صرفه اقتصادی در تعمیر و نگهداری
◀ در مقابل الکتروموتور با همین میزان توان حجم بسیار کمتری دارد
◀ بازدهی بالا
◀ قابلیت تغییر سرعت گردش
◀ بالا بودن گشتاور ابتدایی
معایب استفاده از توربین های بخار
همانطور که از نام توربین بخار مشخص است برای انجام کار نیاز به بخار دارد و تولید بخار هزینه زیادی دارد بخاطر وسایل و تجهیزات گران قیمتی که دارد عموما باید در مکان هایی که بخار وجود دارد و نیاز به تولید آن نیست مانند پالایشگاه ها و برخی نیرو گاها از این توربین ها استفاده کرد. به زبان ساده تر محدودیت مکان استفاده وجود دارد.
◀ به راه انداختن و بستن آنها Operation تقریبا سخت است
◀ هزینه‌های نقل و انتقال بخار زیاد است
◀ هدر رفت بخار در آنها زیاد است
◀ موارد استفاده از توربین‌های بخار
◀ محرک ژنراتورهای برق
◀ محرک دستگاه‌های یدک مانند پمپ‌های روغنکاری Lube Oil و Seal Oil و آب مقطر Condensate)
◀ محرک پمپ‌های قسمت های عملیاتی خوراک
◀ محرک کمپرسورهای رفت و برگشتی و گریز از مرکز
کلام پایانی
مبدلdc به dc یا همان جریان مستقیم، منبع را از یک سطح ولتاژ به سطحی دیگر تبدیل میکند. حالا این تبدیل می‌تواند به صورت افزایش یا کاهش در ولتاژ باشد. این نوع از مبدل‌ها انواع مختلفی دارند و بر اساس مشخصات فنی، برای کاربری‌های گوناگونی مورد استفاده قرار می‌گیرند. در صنعت الکترونیک از کارآمدترین مبدل‌ها به حساب می‌آیند. در پروژه‌هایی که علاوه بر ولتاژ استاندارد به ولتاژی دیگری هم نیاز است و یا این که ولتاژ منبع موجود در مدار، بیشتر از حد نیاز ولتاژ مورد استفاده باشد، به کار گیری از مبدل dc به dc بهترین گزینه است.
بروزرسانی در تاریخ 1401/08/23