Toàn bộ hệ thống điện tử trên ô tô điện đều yêu cầu một một nguồn điện áp ổn định và phù hợp. Vì vậy, bộ biến đổi DC DC trở thành một giải pháp không thể thiếu, giúp các thiết bị trên ô tô vận hành trơn tru hơn. Bài viết này của Wuling EV Việt Nam sẽ giúp bạn hiểu hơn về vai trò và ứng dụng của thiết bị này trong ngành công nghiệp ô tô hiện đại.
1. Bộ biến đổi DC DC là gì?
Bộ biến đổi DC-DC còn được gọi là bộ chuyển đổi điện áp một chiều. Đây là một mạch điện tử hoặc thiết bị cơ điện, được sử dụng để chuyển đổi nguồn điện một chiều (DC) từ mức điện áp này sang mức điện áp khác. Thiết bị này hoạt động bằng cách tạm thời lưu trữ năng lượng đầu vào và sau đó giải phóng năng lượng đó cho đầu ra ở một điện áp khác.
Bộ biến đổi DC DC giúp chuyển đổi điện áp của nguồn điện một chiều
Bộ biến đổi DC DC bao gồm các thành phần lưu trữ từ trường (cuộn cảm, máy biến áp) hoặc các thành phần lưu trữ điện trường (tụ điện). Chúng có chức năng thực hiện quá trình lưu trữ và chuyển đổi năng lượng.
Việc đẩy mật độ công suất lên cao và nhu cầu về hiệu suất cao hơn khiến bộ chuyển đổi DC DC trở thành một môi trường khắt khe đối với các IC nguồn. Điều này đòi hỏi bộ chuyển đổi DC DC phải được thiết kế sao cho đáp ứng được về khả năng chịu nhiệt và hiệu suất thể tích.
2. Nguyên lý hoạt động của bộ biến đổi DC DC
Nguyên lý hoạt động của bộ biến đổi DC DC dựa trên việc chuyển đổi các thông số điện của nguồn điện đầu vào thành các giá trị tương ứng cho thiết bị điện tử. Bộ biến đổi có khả năng thay đổi điện áp và dòng điện DC thành các mức khác nhau ở đầu ra. Chúng bao gồm tăng, giảm hoặc đảo ngược điện áp và dòng điện.
Nguyên lý hoạt động của bộ biến đổi DC DC
3. Phân loại các bộ biến đổi DC DC
Sau đây là một số loại bộ biến đổi DC DC phổ biến bạn có thể tham khảo:
- Bucks: Đây là loại bộ chuyển đổi DC DC phổ biến và đơn giản nhất. Nó có đầu vào và đầu ra cùng mặt với nhau. Điều này giúp duy trì được điện áp đầu ra ở một giá trị cụ thể, ngay cả khi tải đầu ra có thể thay đổi
- Tăng cường (Thang máy): Bộ chuyển đổi này có thể tăng điện áp từ đầu vào lên cao hơn ở đầu ra. Đầu ra sẽ có mặt bằng với đầu vào, chủ xe không thể giới hạn dòng điện đầu ra bằng điện tử.
- Flyback: Đây là một loại bộ chuyển đổi phức tạp hơn, có thể làm tăng hoặc giảm điện áp ở đầu ra với cực tính đảo ngược. Điện áp đầu ra có thể thấp/cao hơn điện áp đầu vào với cực tính đảo ngược. Đây là loại bộ chuyển đổi có thể có đầu vào và đầu ra hoặc không. Trong các thiết bị được cách ly, việc thực hiện chuyển đổi sẽ thông qua máy biến áp.
- Trực tiếp (Chuyển tiếp): Cơ chế hoạt động của bộ này tương tự như Bucks, nhưng có thêm một biến áp hoạt động cách điện giữa đầu vào và đầu ra. Điều này cho phép tạo ra nhiều đầu ra khác nhau với với điện áp cao hơn đầu vào, tùy thuộc vào cuộn thứ cấp.
- Đẩy - Kéo (Push - Pull): Bộ chuyển đổi này sử dụng bóng bán dẫn ở đầu vào của cuộn sơ cấp. Từ đó, nó tạo ra sóng đối xứng và điốt ở đầu vào thứ cấp và đạt được chỉnh lưu sóng kép.
- Cầu: Bộ biến đổi này sẽ giống như cuộn dây đẩy kéo khi hoạt động ở cuộn thứ cấp. Ngược lại, nó sẽ thực hiện sóng đối xứng với bốn tranzito cầu làm việc theo cặp khi hoạt động ở ở cuộn sơ cấp.
- Cầu nửa chừng: Đây là một phiên bản đơn giản hóa của của bộ chuyển đổi cầu DC DC. Cấu tạo của thiết bị này bao gồm hai bóng bán dẫn và hai tụ điện trong cuộn sơ cấp.
Một số loại bộ biến đổi DC DC phổ biến
4. Ứng dụng của bộ biến đổi DC DC đối với xe điện và các thiết bị khác
Một số ứng dụng nổi bật của bộ biến đổi DC DC bao gồm:
- Đối với ô tô điện:
Ắc quy của xe ô tô điện sản xuất ra điện áp cao, thường lên đến vài trăm vôn DC. Tuy nhiên, các thiết bị tiện ích trong xe như radio, máy lạnh, bảng điều khiển, máy tính, màn hình,... lại yêu cầu điện áp thấp hơn. Lúc này, bộ chuyển đổi DC DC sẽ chuyển đổi điện áp từ mức cao của ắc quy xuống mức thấp hơn để tương thích với các thiết bị điện.
Thực tế, động cơ của xe điện có thể hoạt động ở điện áp gấp 3 lần so với điện áp của pin. Nhờ bộ chuyển đổi DC DC, điện áp động cơ có thể được điều chỉnh phù hợp mà không cần phải sử dụng ắc quy có điện áp lớn hơn.
Ứng dụng quan trọng của bộ biến đổi DC DC đối với ngành công nghiệp ô tô điện
- Điện thoại thông minh và máy tính bảng
Bộ chuyển đổi DC DC giúp cung cấp nguồn điện ổn định cho các thành phần bên trong điện thoại thông minh và máy tính bảng. Từ màn hình hiển thị đến vi xử lý, bộ nhớ, cảm biến,... tất cả các đều cần được cấp một nguồn điện phù hợp.
- Đèn pin
Bộ biến đổi DC DC đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp nguồn điện cho đèn pin. Nó giúp điều khiển độ sáng của đèn theo từng mức phù hợp và kéo dài tuổi thọ của pin.
- Máy ảnh
Trong máy ảnh, bộ chuyển đổi DC DC có nhiệm vụ cung cấp nguồn điện ổn định cho các linh kiện bên trong. Bao gồm: cảm biến hình ảnh, màn hình hiển thị và bộ xử lý,...
- Hệ thống năng lượng mặt trời
Bộ biến đổi DC DC đóng vai trò chủ chốt trong việc chuyển đổi điện áp và dòng điện DC từ các tấm pin mặt trời thành các giá trị phù hợp. Từ đó, nó sẽ cung cấp điện áp phù hợp cho các thiết bị điện tử.
Bài viết này đã cung cấp những thông tin cơ bản để giúp bạn hiểu rõ hơn về bộ biến đổi DC DC và những ứng dụng của chúng. Hy vọng các thông tin trên đã có thể giúp ích nhiều cho quý bạn đọc. Đừng ngần ngại liên hệ Wuling EV Việt Nam nếu bạn vẫn còn thắc mắc cần được giải đáp nhé!
