مبدل AC به DC چیست؟

مبدل‌ها ابزارهای واسطی هستند که وظیفه تبدیل جریان ورودی به نوع مطلوب خروجی را به عهده دارند. توجه داریم که ما دو نوع بیشتر جریان نداریم که همان جریان مستقیم و جریان متناوب هستند. در مدارها و متناظر با نوع دستگاه برقی، اکثرا نیاز به تبدیل یکی به دیگری وجود دارد.
بخصوص، نیروگاه‌های برق جریانی که تولید می‌کنند از نوع AC است که برای استفاده در تجهیزات برقی ضعیف ولتاژ بالایی دارد. بنابراین، در میانه راه جریان، از یک مبدل AC به DC استفاده می‌شود تا ولتاژ را کنترل و برای انواع دستگاه‌ها قابل استفاده کند.
علاوه بر این، هم‌زمان با سرعت اشاعه فناوری و دیجیتالی شدن قسمت‌های مختلف صنایع، نیاز جهان به باتری‌های قدرتمند با توان بالا در حفظ انرژی، افزایش یافته است. از طرفی، مبدل‌ها از حیاتی‌ترین پارامترها در ایجاد پایگاه‌های شارژ باتری و امکان شارژ سریع انواع باتری‌ها هستند.

وقتی بخواهیم جریان را در مسیرهای طولانی منتقل کنیم، باید ولتاژ آن را بالا ببریم تا جریان در مسیر افت نکند. برعکس، گاهی باید ولتاژ را کاهش دهیم تا قابل استفاده برای دستگاه‌هایی باشد که ورودی ضعیف‌تری دارند.
در هر دو مورد بالا، از مبدل‌ها برای ایجاد جریان با ویژگی‌های مطلوب استفاده می‌گردد. به طور دقیق‌تر، برای کاهش ولتاژ و قدرت جریان از مبدل DC به AC و برای کاهش ولتاژ جریان و یکسوسازی آن از مبدل AC به DC استفاده می‌شود.
در حین تبدیل جریان AC به DC، ولتاژ با استفاده از دیودهایی یکسو می‌شود که موج سینوسی AC را به پیک‌های مستقیم تبدیل می‌کند. پس از آن، باید بسامدهای موجی شکل را از جریان حذف کرد، چراکه ممکن است به قدرت جریان صدمه وارد کنند.
با حذف نویزهای موجود در جریان با ولتاژ پایین‌تر، جریان آماده استفاده در تجهیزات برقی با ورودی ولتاژ متفاوت از منبع تولید جریان است.

متناسب با کاربردهایی که دارد، استفاده از مبدل‌های AC به DC فواید زیر را برای مدارهای الکتریکی به ارمغان می‌آورد.

با استفاده از مبدل AC به DC، نیاز به استفاده از اینورتورها و مبدل‌های متعدد در نقاط مختلف ماشین، خط تولید یا ساختمان برطرف می‌شود. علاوه‌براین، با کاهش ولتاژ امکان آسیب‌دیدگی تجهیزات الکترونیکی تا حدود زیادی کاهش می‌یابد.
همچنین، انواع خودروهای برقی وابستگی زیادی به مبدل‌های AC به DC دارند، چراکه آن‌ها امکان شارژ سریع خودرو را فراهم می‌کنند. همچنین، استفاده از این مبدل‌ها باعث کاهش میزان هدر رفت انرژی می‌شود تا هزینه‌ها به صرفه‌تر شوند.

در کاربردهای صنعتی، مبدل‌های AC به DC، مزیت‌های زیادی در طراحی ارائه می‌دهند زیرا اندازه و وزن بسیار کمی دارند. بنابراین، استفاده از آن‌ها در مدارهای مختلف باعث ایجاد تغییرات زیاد در طراحی محصول نمی‌شود.
بخصوص، در ابزارهای برقی خانگی، هرچقدر فشرده‌سازی بیشتری در وسیله انجام بگیرد، مزیت رقابتی بیشتری برای محصول ایجاد می‌شود. مبدل‌ها علاوه بر حفظ سلامت مدار، امکان ایجاد انواع مختلف ابزارها در سایزهای فشرده را ممکن می‌سازند.

در شرایطی که ابزارهای الکترونیکی در حالت Standby هستند، هم‌چنان انرژی مصرف می‌کنند. در وسایلی که از مبدل‌های AC به DC استفاده می‌کنند، میزان مصرف انرژی در این حالت بسیار کم می‌شود و همین امر باعث کاهش هزینه متناظر با انرژی می‌شود.

متناسب با توپولوژی، و معماری، انواع مبدل AC به DC برای کاربردهای مختلف طراحی می‌شوند. بخصوص، متناسب با نوع توپولوژی، می‌توان دسته‌بندی را به مبدل‌های فلایبک و باک فلایبک خلاصه کرد. بخصوص، مبدل‌های فلایبک معمولا از نوع مبدل‌های باک-بوست هستند که طبق خاصیت کاهش و افزایش ولتاژ عمل می‌کنند.
مبدل‌های AC به DC بخصوص در کامپیوترها، تلویزیون‌ها، شارژ تلفن‌های همراه و دیگر تجهیزات الکترونیکی مشابه کاربرد دارند. علاوه بر این، در بخش‌های پزشکی، نظامی و تجهیزات ارتباط از راه دور، تجهیزات برقی آشپزخانه، ماشین‌آلات صنعتی و موتورهای DC کاربرد اساسی دارند.

فاکتورهایی که در انتخاب بهترین مبدل ای سی دی سی تأثیرگذارند به مشخصاتی چون توپولوژی، الگورتیم کنترلی، عملکرد، نوع منبع و جریان ورودی و ... بستگی دارند. بخصوص، شرایط حفاظتی مانند مقاومت به دماهای بالا، مدارهای کوتاه و تضمین کیفیت ولتاژ برای دستگاه‌های حساس، پارامترهای مهمی در انتخاب مبدل هستند.
به طور معمول، مبدل ای سی به دی سی باید از عملکرد سوئیچینگ خوبی برخوردار باشد تا کارایی انرژی بالایی را نتیجه دهد. چنین خاصیتی را می‌توان با فناوری‌های نوآورانه و فرایندهایی مانند کاربید سیلیکون حاصل کرد.
به ویژه، میزان مصرف انرژی دستگاه‌ها در زمان استندبای خیلی مهم است و جزء مهم‌ترین پارامترها در زمان انتخاب مبدل است.