UGRADBENI SUSTAVI ZA UČINSKE ISTOSMJERNE PRETVARAČE

Abstract

Potreba za učinkovitom pretvorbom jedne razine parametara električne energije u drugu svakim je danom sve veća. Iz tog razloga osmišljeni su elektronički učinski pretvarači. Ovaj rad daje pregled na istosmjerni silazni pretvarač (eng. DC/DC buck converter) koji je upravljan pomoću Arduino kompatibilnog mikrokontrolera. Takav pretvarač radi na načelu snižavanja ulaznog napona tako da na svom izlazu daje napon koji ovisi o faktoru opterećenja D koji je upravljan pomoću PWM (eng. pulse – width modulation) signala. U radu se detaljno opisuje postupak projektiranja istosmjernog silaznog pretvarača uz pomoć izračuna i odabira odgovarajućih komponenti, te i sama izrada pretvarača na eksperimentalnoj pločici. Prikazani su dobiveni eksperimentalni rezultati na osciloskopu za isprekidani (eng. discontinuous) i neisprekidani (eng. continuous) način rada te ovisnosti upravljačkog signala generiranog pomoću Arduino kompatibilnog mikrokontrolera na izlazni napon i izlaznu struju pretvarača. Uspoređeni su rezultati za pretvarač bez povratne veze i s njom te objašnjeno zašto je povratna veza od velike važnosti u reguliranim sustavima. Nakon izrade pretvarača na eksperimentalnoj pločici slijedi i izrada na tiskanoj pločici nanošenjem maske vodljivih linija na površinu pločice tehnikom sitotiska te jetkanje pomoću željezovog(III) klorida (FeCl3). Rad se zaključuje lemljenjem elemenata na prethodno jetkanu pločicu i testiranjem istog. Budući da istosmjerni pretvarači postaju sve složeniji (LCD ispis, priključivanje na internet…) postaje smisleno govoriti o ugradbenim sustavima koji nadziru rad pretvarača.The need for high conversion efficiency from one voltage level to another is increasing every day. This paper provides an overview on DC/DC buck converter which is controlled by the Arduino compatible microcontroller. A buck converter steps down voltage from its input to its output which depends on duty cycle D which is controlled by PWM (pulse – width modulation) signal from the Arduino compatible microcontroller. This paper describes the design process of DC/DC buck converter by calculating and selecting the appropriate components, as well as building a circuit on breadboard. The experimental results are shown on oscilloscope for discontinuous and continuous mode, as well as dependency control signal generated with Arduino microcontroler on output voltage and output current. The results were compared for converter without voltage feedback and with added voltage feedback. It has been explained importance of DC/DC power converter regulation. Building a converter on PCB (printed circuit board) starts with applying the mask of conductive lines on the board surface and etching using iron(III) chloride (FeCl3). This work is concluded by soldering the elements on the board and testing it. Since DC/DC converters become more complex (LCD printing, internet connection…) embedded systems has been used more frequently