Bộ biến đổi DC-DC là gì? Có cần thiết trên xe điện không?

Nhằm giúp các thiết bị trên xe vận hành khớp với nguồn điện, các bộ biến đổi được trang bị, cho phép chuyển đổi năng lượng từ ắc quy thành những nguồn điện khác. Trong đó, bộ biến đổi DC-DC được nhiều chủ xe ưu tiên lựa chọn. Vậy bộ biến đổi DC-DC là gì? Đây là một thiết bị có nhiệm vụ chuyển đổi các nguồn dòng điện một chiều (DC) từ mức điện áp này sang mức điện áp khác.

đặt cọc ô tô điện vinfast vf e34 vf 8 vf 9

Bộ chuyển đổi nguồn điện quyết định đến việc duy trì hoạt động, vận hành của phương tiện. Theo đó, bộ chuyển đổi DC-DC là thiết bị được áp dụng trong nhiều dòng xe hiện nay. Tuy nhiên, có nhiều người dùng thắc mắc: “Bộ biến đổi DC-DC là gì?”. Giải đáp thông tin chi tiết dưới đây giúp chủ xe nắm được cơ chế hoạt động cũng như tác dụng của thiết bị trên xe ô tô điện.

Bộ chuyển đổi nguồn DC-DC — Bộ chuyển đổi DC-DC giúp chuyển mức điện áp của dòng điện một chiều sang mức điện áp khác (Nguồn: Sưu tầm)

1. Bộ biến đổi DC-DC là gì?

Bộ biến đổi DC-DC (bộ biến đổi điện áp một chiều DC-DC) là mạch điện tử hoặc thiết bị cơ điện dùng để chuyển đổi nguồn dòng điện một chiều (DC) từ mức điện áp này sang mức điện áp khác. Thiết bị này hoạt động với cơ chế lưu trữ tạm thời năng lượng đầu vào và sau đó giải phóng năng lượng đó cho đầu ra ở một điện áp khác. Mức công suất của bộ biến đổi DC-DC từ rất thấp (pin nhỏ) đến rất cao (truyền tải điện cao áp).

Các thành phần lưu trữ từ trường (cuộn cảm, máy biến áp) hoặc các thành phần lưu trữ điện trường (tụ điện) có thể thực hiện lưu trữ năng lượng điện. Việc đẩy mật độ công suất lên cao hơn và nhu cầu về hiệu suất cao hơn khiến bộ chuyển đổi DC-DC mô-đun trở thành một môi trường đòi hỏi khắt khe đối với các IC nguồn. Điều này đòi hỏi bộ chuyển đổi DC-DC được thiết kế phải đáp ứng được về khả năng chịu nhiệt và hiệu suất thể tích.

Một số bộ chuyển đổi DC-DC cho phép truyền năng lượng trong một hai chiều. Lúc này, các điốt của bộ chuyển đổi thông thường được thay thế bằng các bóng bán dẫn được điều khiển độc lập, thường được sử dụng cho phanh xe tái sinh hoặc KERS.

Bộ chuyển đổi DC-DC có thể ở dạng tích hợp hoặc mô-đun tùy vào thiết kế. Ở dạng mô - đun, các phần tử khác được thêm vào giúp bộ chuyển đổi có nhiều chức năng hơn và được sử dụng theo cách đơn giản hơn.

Bộ biến đổi DC-DC là gì? — Bộ chuyển đổi DC-DC cần được thiết kế đáp ứng khả năng chịu nhiệt và hiệu suất thể tích (Nguồn: Sưu tầm)

2. Tác dụng của bộ chuyển đổi DC-DC đối với xe điện

Ắc quy của xe điện sản xuất ra vài trăm vôn DC. Tuy nhiên, các thiết bị bên trong xe như radio, bảng điều khiển, máy lạnh, máy tính và màn hình tích hợp sẵn có điện áp thấp hơn so với ắc quy. Lúc này, bộ chuyển đổi DC-DC được lắp đặt nhằm chuyển đổi năng lượng. Nếu không có bộ chuyển đổi DC-DC, ô tô điện sẽ không vận hành được.

Trên thực tế, động cơ vận hành trên các mẫu xe điện có thể sử dụng điện áp gấp ba lần điện áp do pin cung cấp. Với sự trợ giúp của bộ chuyển đổi DC-DC, điện áp tại động cơ chạy sẽ được điều chỉnh mà không cần phải sử dụng đến ắc quy lớn hơn.

Ngoài ra, hầu hết các bộ chuyển đổi DC-DC đều tiêu tán công suất dưới dạng nhiệt. Mức nhiệt này cần được quản lý đúng cách để bộ chuyển đổi duy trì hoạt động trong giới hạn nhiệt độ khuyến nghị nhằm nâng cao an toàn, tránh tình trạng bị hỏng hóc sớm ở động cơ.

Tác dụng của bộ chuyển đổi DC-DC đối với xe điện — Bộ chuyển đổi DC-DC giúp các thiết bị trong xe chuyển đổi mức điện áp phù hợp (Nguồn: Sưu tầm)

3. Phân loại bộ chuyển đổi DC-DC

Bên cạnh thắc mắc về bộ biến đổi DC-DC là gì thì cũng có nhiều người dùng không rõ bộ chuyển DC-DC có những loại nào. Dưới đây là các bộ chuyển đổi DC - DC được phân chia tùy theo đặc điểm từng loại. Cụ thể:

Bucks: Đây là bộ chuyển đổi DC-DC đơn giản và phổ biến nhất. Bộ Bucks có đầu vào và đầu ra cùng mặt với nhau, đảm bảo điện áp đầu ra được duy trì ở một giá trị cụ thể, ngay cả khi tải đầu ra có thể thay đổi.
Thang máy (Tăng cường): Bộ chuyển đổi này tăng điện áp thay vì giảm điện áp xuống và điện áp đầu ra luôn cao hơn đầu vào. Đầu ra có mặt bằng với đầu vào và chủ xe không thể giới hạn dòng điện đầu ra bằng điện tử.
Flyback: Điện áp đầu ra có thể thấp/cao hơn điện áp đầu vào với cực tính đảo ngược. Đây là một loại bộ chuyển đổi có thể có đầu vào, đầu ra hoặc không. Trong những thiết bị được cách ly, việc chuyển đổi sẽ được thực hiện bằng máy biến áp.
Trực tiếp (Chuyển tiếp): Cơ chế hoạt động của bộ chuyển đổi này giống như Bucks. Tuy nhiên, bộ chuyển trực tiếp có một biến áp hoạt động cách điện giữa đầu vào và đầu ra, có thể tạo ra nhiều đầu ra với điện áp cao hơn đầu vào, tùy thuộc vào cuộn thứ cấp.
Đẩy-kéo (PUSH-PULL): Sử dụng bóng bán dẫn ở đầu vào của cuộn sơ cấp, tạo ra sóng đối xứng và điốt ở đầu vào thứ cấp, đồng thời đạt được chỉnh lưu sóng kép.
Cầu: Nếu hoạt động ở cuộn thứ cấp, cầu giống như cuộn dây đẩy kéo. Ngược lại, nếu hoạt động ở cuộn sơ cấp, bộ chuyển đổi thực hiện sóng đối xứng với bốn tranzito cầu làm việc theo cặp.
Cầu nửa chừng: Đây là một hình thức đơn giản hóa của bộ chuyển đổi cầu DC-DC, có hai bóng bán dẫn và hai tụ điện trong sơ cấp.

Phân loại bộ chuyển đổi nguồn DC-DC — Bộ chuyển đổi DC-DC được phân thành 7 loại tùy theo đặc điểm và cơ chế vận hành (Nguồn: Sưu tầm)

Giải đáp rõ thắc mắc: “Bộ biến đổi DC-DC là gì?” giúp người dùng nắm được thông tin về cơ chế hoạt động cũng như phân loại từng bộ chuyển đổi. Bộ biến đổi DC-DC không chỉ giúp xe vận hành trơn tru mà còn kéo dài tuổi thọ của các thiết bị khi được hoạt động với mức điện áp phù hợp.

Khách hàng có thể đặt mua VinFast VF e34 hoặc đặt cọc VinFast VF 8 và VF 9 để trải nghiệm những mẫu xe xanh sang trọng, đẳng cấp, được trang bị hệ thống động cơ mạnh mẽ, với khả năng vận hành vượt trội và hưởng những ưu đãi hấp dẫn từ VinFast.

Khách hàng tìm hiểu thêm thông tin về các mẫu xe VinFast có thể liên hệ qua: