Introduktion
Hur säkerställer vi att alla olika moduler i en produkt får rätt spänningar och därmed fungerar som tänkt? Vi använder kraftelektronik!
Kraftelektronik är den gren av elektroteknik som sysslar med bearbetning av spänningar och strömmar för att tillhandahålla kraft som stöder en mängd olika behov. Detta inkluderar allt från hushållselektronik till utrustning i rymdtillämpningar.
Syftet med kraftelektronik är att konstruera stabil och pålitlig elektrisk ström med önskade specifikationer.
Feedback kedja
Inom elproduktion, särskilt inom förnybar energi, måste den producerade kraften bearbetas för att uppfylla spänningsspecifikationen för elnätet. Till exempel producerar en solcell som genererar likström ingen konstant spänning, så det är viktigt att maximera och utnyttja all energi från solcellerna. Syftet är därför att utvinna den maximala effekt som finns tillgänglig vid solcellernas utgång och föra över den vidare in i systemet med högsta möjliga verkningsgrad.
För att inte slösa energi när man arbetar med solceller används ofta uppladdningsbara batterier för att lagra energi. Denna lagrade energi kan sedan användas senare i systemet efter behov, vilket ökar effektiviteten.
Detta görs ofta genom att sätta upp en återkopplingskedja, eller återkopplingskedja/återkopplingsslinga, i kretsen. En återkopplingskedja fungerar genom att mäta vissa spänningar runt kretsen för att kontrollera om spänningarna är som önskade vid dessa punkter. När de inte är som önskat görs beräkningar i kretsen för att korrigera dessa fel. Ju snabbare korrigeringarna beräknas och reageras på, desto känsligare är återkopplingskontrollen. Nedan i figur 1 visas ett blockschema över ett typiskt kraftelektroniksystem. 
Figur 1 : Blockschema över ett typiskt kraftelektroniksystem. Så om vi tänker på vår situation med solcellerna kommer strömmen som genereras från dem att vara input. Ingången skulle vara variabel och inte konstant, men vi vill ofta ha en konstant uteffekt utan fluktuationer. För detta används en återkopplingskedja för att fastställa och korrigera felet. Korrigeringsmetoden beror på den specifika applikationen, men felet är nästan alltid skillnaden mellan vår input och vår önskade output.
Det primära elementet i det kraftelektroniska systemet är en strömomvandlare. En switch/switch kan ses som en länk mellan olika kretsar och delkretsar. När omkopplaren är stängd ansluter den en underkrets till en annan, och när den är stängd finns det ingen anslutning. Eftersom effektiviteten hos ett system är mycket viktigt för att driva elektronik, är det vettigt att diskutera förlusten en krets upplever när en switch görs.
Växlingsförluster
Omkopplingsförluster uppstår när en brytare/kontakt öppnas och sluts. Till exempel, när en strömbrytare slås på, går spänningen över strömbrytaren från ett lågt värde till den spänning som blockerades när den var i avstängt läge. Samtidigt går strömmen genom enheten från noll till belastningsströmnivån (eller till vad switchen ansluter). Eftersom denna process inte sker omedelbart och tar en lång tid, sker strömavbrott. Dessa förluster utgör växlingsförluster. Så varje gång du ansluter eller kopplar bort underkretsar/kretsar till varandra, upplever systemet swithcing förluster eftersom verkan av en switch inte är momentan.
Typer av kraftelektronikkretsar
Beroende på syftet med kretsen som arbetas på, kan vi behöva konvertera ingången till en viss typ av utgång. Kanske är det önskvärt att spänningen stiger eller sjunker eller går från en likspänning till en växelspänning eller vice versa. Omvandlare kan användas för detta. 
Figur 2 : Olika typer av effektomvandlare.
Det finns många olika omvandlare som kan användas för att konvertera alla ingångar till de utgångar som visas i figur 2. Låt oss granska en för varje konvertering.
En likriktare , som också nämns i denna blogg om analoga kretsar, kan användas för att omvandla en AC-signal till DC .
En buck-omvandlare används till exempel för att omvandla en DC-spänning till en mindre DC-spänning. Boost-omvandlaren , som du kanske har gissat, ökar spänningen så att utgången är högre än ingången.
Och slutligen, från AC till AC, kan en cyklokonverterare, även kallad frekvensomvandlare, användas.
Vikten av kraftelektronik
Eftersom vi använder mer och mer el växer behovet av denna energikälla snabbt. Vi använder otroliga mängder elektrisk energi idag, så det är viktigt att utnyttja så mycket som möjligt. Det är viktigt att denna energi omvandlas till en form som kan användas i olika tillämpningar.
Så för att sammanfatta kan en elektrisk produkt bestå av många olika moduler. Varje modul i systemet har var och en kriterier för att modulens in- och utspänning ska fungera optimalt. Det finns vanligtvis både kriterier för spänningen över modulens ingång och utgång. Metoderna för att uppfylla dessa kriterier och samtidigt hålla en hög verkningsgrad för den tillgängliga energin är precis vad kraftelektronik handlar om.
