DC/DC měniče
(20088)DC/DC měniče jsou obvykle malé komponenty, které se používají ke změně stejnosměrného proudu (DC – Direct Current) na stejnosměrný proud s jinými parametry. Lze je nalézt v různých pouzdrech: jako jednodílný prvek přizpůsobený pro osazování plošných spojů THT, např. v pouzdrech kompatibilních se standardem DIP (angl. Dual In-line Package) nebo SIP (angl. Single In-line Package), přizpůsobený pro povrchovou montáž SMD, ale také v LGA pouzdrech (angl. Land Grid Array) nebo ve standardu brick v různých velikostech, např. half brick nebo quarter brick. Zejména amatéři, kteří nevytvářejí složité elektronické systémy, si je však budou spojovat především s hotovými moduly pájenými na PCB deskách nebo zařízeními v pouzdrech pro zabudování nebo montáž na DIN kolejnici. Poslední zmíněný typ montáže se používá především v průmyslových řídicích a elektrických skříních. Rozmanitost pouzder, ve kterých jsou DC/DC měniče k dostání, vyplývá z jejich rozšířeného používání. Stejnosměrným proudem je kromě střídavých elektromotorů napájena většina elektrických a elektronických zařízení. Proto se tyto komponenty vyskytují mimo jiné jako integrované obvody např. v počítačových napájecích zdrojích, základních deskách či grafických kartách, kde vytvářejí různé hodnoty stejnosměrného napětí pro jednotlivé elektronické podskupiny.
Hlavní rozdělení DC/DC měničů vyplývá z poměru výstupního napětí k jejich vstupnímu napětí, takže se můžeme setkat s měniči snižujícími napětí, tzv. step-down měniči, zvyšujícími napětí tzv. step-up, nebo takovými, které jsou schopny vytvořit na výstupu jak vyšší, tak i nižší napětí než vstupní napětí, tedy měniči step-up / step-down. Velmi často mají nastavitelné výstupní napětí, což umožňuje získat i velmi široký rozsah jeho hodnot. V takových případech jsou obvykle nastavovány pomocí malého potenciometru integrovaného do elektronického systému dotyčného měniče.
DC/DC měniče – ochrany
Velmi velká část vyráběných v současnosti DC/DC měničů má galvanicky oddělený vstup a výstup. Tyto systémy se často nazývají izolovanými měniči. Tím je zajištěná dodatečná ochrana napájené soustavy proti přepětí a skokům napájecího napětí, které by mohly poškodit samotný měnič a napájené zařízení, a následně způsobit jeho trvalé poškození. Takové galvanické oddělení vstupu a výstupu je z bezpečnostních důvodů vyžadováno mimo jiné u zdravotnických přístrojů. Samozřejmě DC/DC měniče, stejně jako drtivá většina jiných napájecích zařízení, mají také další ochrany, mezi které patří nepřetržitá ochrana proti zkratu, ochrana proti přetížení, přepěťová ochrana, proti zpětné polaritě, proti přehřátí nebo ochrana v případě poklesu napájecího napětí. Jednoduše řečeno, čím více ochran má dané zařízení, tím menší je pravděpodobnost nefunkčnosti nebo trvalého poškození napájených zařízení, jakož i samotného měniče.
Výběr DC/DC měniče
Při výběru vhodného DC/DC měniče pro danou aplikaci je třeba věnovat pozornost několika aspektům. Prvním je hodnota vstupního napětí, která je uváděna ve voltech [V]. Rozsah vstupního napětí daného měniče musí zahrnovat hodnotu napětí, kterým bude napájen. Příliš nízké napětí může způsobit nesprávnou funkci měniče, zatímco příliš vysoké vstupní napětí jej může trvale poškodit. Dalším parametrem je výstupní napětí. Hodnota, kterou chce uživatel získat na výstupu z měniče, by měla být určena na základě zařízení, která budou jeho pomocí poháněna. Musí být shodná s hodnotou, kterou uvádí výrobce dotyčného zařízení v technické dokumentaci. Výstupní napětí DC/DC měničů je často nastavitelné v rámci daného rozsahu hodnot, což může umožnit dodávku elektřiny do zařízení s různými parametry napájení.
Dalším parametrem, který by měl být před zakoupením DC/DC měniče správně zvolen, je maximální výstupní proud uváděný v ampérech [A]. Velmi často se tento parametr označuje jako proudová účinnost zařízení. Vyjadřuje hodnotu maximálního elektrického proudu, který je dané zařízení schopno vytvořit a dále správně fungovat. Proudová účinnost DC/DC měniče by měla být větší (v krajním případě stejná) než intenzita, která je vyžadována napájeným systémem. Napájecí zařízení pracující v mezích své maximální proudové účinnosti bude generovat značné množství tepla, což při dlouhodobé práci za těchto podmínek může vést k jeho poškození. Toto je obzvláště pravděpodobné, pokud měnič nemá ochranu proti přetížení nebo přehřátí. Osvědčeným postupem je výběr měniče s vyšší než požadovanou proudovou účinností. Jednak proto, aby nefungoval na horní hranici své současné proudové účinnosti, ale také aby v případě malého rozšíření napájeného systému nedošlo k situaci, kdy bude nutné vyměnit aktuálně namontovaný měnič za nový s vyšší proudovou účinností. Pro srovnání, který měnič je účinnější, se často bere v úvahu výkon daného měniče, který je uváděn ve wattech [W]. Výkon je součinem napětí a intenzity, takže pro stejné hodnoty napětí je snadné porovnat, které zařízení bude schopno generovat větší množství proudu.
Dalším aspektem, který je někdy důležitý, je teplotní rozsah, ve kterém může být daný měnič provozován. Některé aplikace mohou vyžadovat provoz v minusových teplotách nebo v prostředí, kde bude teplota výrazně vyšší než pokojová. Existují měniče, které jsou určeny i pro nízké teploty až -50 °C, ale také pro extrémně vysoké teploty až 150 °C. Teplotní rozdíly jsou značné a při výběru měniče pro konkrétní aplikaci se tento aspekt nesmí přehlížet, aby nedošlo k jeho poškození.
Některé DC/DC měniče mohou mít více než jeden výstup. Každý výstup pak má jinou hodnotu napětí. Kromě počtu výstupů může být samozřejmě k dispozici také větší počet elektrických připojení, např. v podobě svorkovnice integrované do systému. Někdy mají DC/DC měniče jako elektrické připojení integrované kabely. Při výběru tohoto typu zařízení můžete také věnovat pozornost jeho účinnosti. Čím vyšší je, tím nižší jsou ztráty výkonu, ke kterým nejčastěji dochází při přeměně elektrické energie na tepelnou energii. Závěrem lze dodat, že všechny parametry DC/DC měniče by měly být zvoleny především s ohledem na příslušnou aplikaci a kritéria, která jsou kladena na spolupracující komponenty, tedy ty, které napájí měnič, jakož i ty, které jím budou napájeny.
