Toitekonverterid

Toitekonverterid on elektriseadmed, mis muudavad toitepinge, voolu või sageduse vastavalt seadmete vajadusele. Nad võimaldavad toita näiteks arvuteid, kodukasutuses olevaid seadmeid, telekommunikatsiooni vahendeid, autotööstuse süsteeme ning taastuvenergia rajatisi. Toitekonverterid jagunevad peamiselt nelja suurde rühma: AC-DC konverterid, DC-DC konverterid, DC-AC inverid ja AC-AC konverterid. AC-DC konverterid muudavad vahelduvpinget alalisvooluks (või pakuvad sobivat DC-illatset) ning hõlmavad nii lihtsaid kui ka switched-mode lahendusi. DC-DC konverterid teisendavad alalisvoolu erinevatele pinge- või voolutasemetele, neid on isolatsiooniga ja ilma isolatsioonita ning nende hulgas on buck-, boost- ja buck-boost-variandid. DC-AC inverid muundavad alalisvoolu vahelduvvooluks ning neid kasutatakse näiteks arvutite toiteplokkides, päikesepaneelide süsteemides ning UPS-ides. AC-AC konverterid muudavad vahelduvpinget või sagedust (nt cycloconverterid või matriitsed konverterid).

Tööpõhimõte põhineb peamiselt energiaga vahetuse kaudu: suur osa kaasaegsetest toitekonverteritest kasutab lülitusmoodulit (switch-mode), kus transistorid (näiteks MOSFETid) lülituvad kiiresti sisse ja välja, ning energia kantakse edasi induktorite ja/või transformerite kaudu. Kiire lülitamine võimaldab väikese suuruse ja kaalu juures kõrget efektiivsust ning täpset väljundpinget. Kontrollsüsteem jälgib väljundit tagasiandmise teel ning kohandab lülitusparameetreid, et pinge ja/või sagedus püsiks soovitud tasemel.

Olulised omadused on efektiivsus, isolatsioon, kaitsefunktsioonid ja elektromagnetic interference (EMI) juhtimine. Toitekonverterid on sõltuvalt rakendusest disainitud erinevateks: nad võivad olla isolatsiooniga või mitteisolatsiooniga, täpsed või laokerge koormuse jaoks.