Zvyšovač napětí

Zvyšovač napětí nebo také zvyšovací pulsní měnič (anglicky step-up convertor, případně boost convertor) je základní zapojení stejnosměrného měniče pro zvyšování napětí (až na dvojnásobek).

Obvod je tvořen jedním řízeným polovodičovým prvkem (tranzistor V1), jedním neřízeným polovodičovým prvkem (dioda V0), jedním akumulačním prvkem (indukčnost L) a zátěží (rezistor R), k níž bývá ještě paralelně doplňován filtrační kondenzátor (kapacita C) Zejména v případě menších měničů, které napájejí čistě ohmickou zátěž, je jejích součástí tlumivka, ale například při napájení DC motoru plní funkci indukčnosti jeho vinutí.

Jedná se o pulzní měnič, který je řízen délkou pulzů, tedy délkou sepnutí spínané součástky. Nezbytným prvkem je indukčnost, v níž se akumuluje energie a která přispívá k vyhlazení proudu. Měnič v provozu pulzuje mezi dvěma stavy:

• 1) ${\displaystyle t\in (0;t_{1})}$

Tranzistor ${\displaystyle V1}$ je sepnutý, proud protéká přes cívku, která se chová jako spotřebič (akumuluje energii do magnetického pole, proud narůstá). Dioda ${\displaystyle V0}$ je rozepnutá, na výstupu tak je ${\displaystyle u_{OUT}=0}$

• 2) ${\displaystyle t\in (t_{1};t_{2})}$

Tranzistor ${\displaystyle V1}$ vypne, cívka přejde do režimu zdroje (vrací energii do obvodu, proud klesá), napětí se sčítá se zdrojem. Proud do spotřebiče protéká přes diodu ${\displaystyle V0}$, na výstupu tak je ${\displaystyle u_{OUT}=U_{MAX}}$

Při zjednodušení tak můžeme říci, že výstupní napětí má tvar obdélníkových pulzů, kde střední hodnota je zhruba rovna vstupnímu napětí. Řízením spínání můžeme zvyšovat maximální hodnotu tohoto napětí:^[1]

${\displaystyle U_{MAX}=U_{IN}\cdot {\frac {t_{1}+t_{2}}{t_{2}}}={\frac {U_{IN}}{D}}}$,

kde D je střída řídícího signálu.

Pokud bychom dále na výstup umístili kondenzátor a uvažovali bych ideální podmínky (${\displaystyle L\rightarrow \infty }$ a ${\displaystyle C\rightarrow \infty }$), pak by bylo výstupní napětí stabilizované na konstantní hodnotě rovné maximální hodnotě výstupního pulzního napětí.^[2]

• Snižovač napětí
• Usměrňovač
• Střídač

• Obrázky, zvuky či videa k tématu zvyšovač napětí na Wikimedia Commons