مبدل DC به DC چیست؟

سیستم‌های الکترونیکی قدرت بخش فوق‌العاده مهمی از دستگاه‌هایی هستند که ما روزانه از آن‌ها استفاده می‌کنیم. دستگاه‌های الکترونیکی مانند تلفن همراه، تلویزیون و تقریبا هر دستگاه الکترونیکی که در منزل شما وجود دارد، بدون این قطعات الکترونیکی کلیدی، مبدل‌ها، چیزی نیستند جز دستگاه‌های یکبارمصرفی که در اولین شارژ خواهند سوخت.
به طور دقیق‌تر، این دستگاه‌های پیچیده الکترونیکی پر از مدارهای فرعی در قسمت‌های مختلف خود هستند که هر کدام به جریان با ولتاژ متفاوتی نیاز دارد. این جریان‌های متفاوت را باتری یا منبع تغذیه بیرونی نمی‌تواند تأمین کند؛ اینجاست که مبدل‌های DC به DC وارد عمل می‌شوند و چنین قابلیتی را به دستگاه می‌دهند تا نسبت به هر قسمت، ولتاژهای مطلوب آن توزیع گردد.

مبدل DC به DC همچنین یک ناجی برای مدارها در مواقعی است که ولتاژ باتری به دلیل تخلیه انرژی آن کاهش یافته است. مبدل جریان را برای مدت کوتاهی حفظ می‌کند و از این طریق باعث ارتقاء کارایی و به صرفه بودن دستگاه می‌شود. علاوه بر این، مبدل DC به DC عضو خانوده بزرگتری تحت عنوان مبدل‌های قدرت الکترونیکی است که امکان حضور ولتاژ‌های مختلف در یک دستگاه واحد را فراهم می‌کنند.

مبدل DC به DC همچنین یک ناجی برای مدارها در مواقعی است که ولتاژ باتری به دلیل تخلیه انرژی آن کاهش یافته است. مبدل جریان را برای مدت کوتاهی حفظ می‌کند و از این طریق باعث ارتقاء کارایی و به صرفه بودن دستگاه می‌شود. علاوه بر این، مبدل DC به DC عضو خانوده بزرگتری تحت عنوان مبدل‌های قدرت الکترونیکی است که امکان حضور ولتاژ‌های مختلف در یک دستگاه واحد را فراهم می‌کنند.

اگر بخواهیم خیلی کلی بگوییم، تمام مبدل‌های این خانواده یا از نوع باک و بوست هستند یا ترکیبی خاص از این دو نوع مبدل می‌باشند. با جزئیات بیشتر می‌توان انواع مبدل‌های DC به DC را به شکل زیر معرفی کرد:
• مبدل Buck: این مبدل از نوع کاهنده ولتاژ است و کاربرد آن بیشتر در کنترل سرعت و کاهش دور موتورهای مختلف است. مبدل باک بسیار ساده است و تعداد المان‌های کمی دارد.
• مبدل Boost یا بوست: برعکس باک، مبدل DC به DC بوست افزایشی است و برای تنظیم عملکرد منبع تغذیه (مانند باتری‌های خودرو) و استفاده در ترمز خودروها از آن بهره گرفته می‌شود. چنانکه از نام آن پیداست، در حضور مبدل بوست ولتاژ خروجی همیشه بیشتر از ولتاژی است که به مدار وارد شده است تا قدرت بیشتری به مدار و قطعات مرتبط به آن داده شود.
• مبدل ترکیبی Buck-Boost یا باک- بوست: ترکیب حالت‌های کاهشی و افزایشی به مبدلی می‌انجامد که امکان کاهش و افزایش ولتاژ را به طور هم‌زمان دارد. این نوع از مبدل‌های DC به DC کاربردهای بیشتری دارند، ساختار پیچیده‌تری دارند و دانش تکنیکال بیشتری را می‌طلبند.
• مبدل Chook یا چوک: با ساختاری کم و بیش متفاوت از مبدل DC به DC باک-بوست، مبدل چوک نیز می‌تواند نقش هم‌زمانی در کاهش یا افزایش ولتاژ و قدرت قطعه الکترونیکی داشته باشد.
• مبدل H-Bridge: این نوع مبدل کاربردهای زیادی در هوش مصنوعی و طراحی ربات‌های خودکار دارد، بخصوص برای ربات‌های مسیریابی که در جهت مستقیم و معکوس حرکت می‌کنند، با این توضیح که مبدل H-Bridge از نوع افزایشی است.

اصلی‌ترین کاربرد مبدل‌های دی سی به دی سی، استفاده از آن‌ها در تجهیزاتی چون گوشی همراه و لپ‌تاپ است که وابستگی زیادی به باتری خود دارند. این مدارها پردازنده‌ و مدارهای مختلفی دارند که ویژگی‌های متفاوت با ورودی‌ها متغیری دارند.
مبدل‌های DC به DC، همراه با آرایه‌های فتوولتائیک یا موتورهای بادی و برای جمع‌آوری مقدار بیشتری از انرژی به کار گرفته شوند. چنین کاربردی خاصیت بهینه‌سازی به مبدل می‌دهد که استفاده از آن در مدارهای تجهیزات نیروگاهی تولید انرژی‌های تجدیدپذیر را حیاتی می‌کند.
کاربردهای دیگر مبدل‌های DC به DC عبارتند از:
• استفاده در تجهیزات پزشکی: در تجهیزات پزشکی زیادی کنترل قدرت مدار مهم‌ترین مولفه ایمنی است که توسط مبدل‌های DC به DC تأمین می‌شود.
• خودروها: در خودروهای مختلف، از این مبدل‌ها برای کاهش ولتاژ باتری و امکان استفاده از جریان در لامپ‌ها و سایر تجهیزات الکترونیکی بهره گرفته می‌شود.
• روشنایی هوشمند سازه‌ها: در بیشتر ساختمان‌های کنونی، سیستم روشنایی هوشمند و از طریق اپلیکیشن‌های مختص آن‌ها کنترل می‌شود. بخصوص نورهای پس‌ زمینه LED در راندمان بالا و با نیاز فراوان به کنترل جریان استفاده می‌شوند. این لامپ‌ها به ولتاژ بسیار کمی نیاز دارند و وجود مبدل‌ DC به DC تأمین کننده این بایست در سیستم هوشمند نور آرایی است.