Przetwornice

Przekształtnik typu Buck, znany również jako przekształtnik obniżający napięcie, jest przekształtnikiem DC/DC, który obniża napięcie między jego wejściem a wyjściem. W przekształtniku typu Buck są zintegrowane podstawowe komponenty i obwody.Przekształtniki typu Buck są używane w niezliczonych zastosowaniach elektronicznych, gdzie ich właściwości regulacji mocy są istotnym czynnikiem.Jak działa przekształtnik typu Buck?Przekształtnik typu Buck jest rodzajem zasilacza przełączanego, należącym do klasy urządzeń, które zawierają przełącznik (zwykle MOSFET) umożliwiający szybkie włączanie i wyłączanie obwodu. To szybkie przełączanie tworzy falę prostokątną. Jeśli cykl roboczy przełącznika jest ustawiony na 50%, tj. przełącznik jest włączony przez 50% czasu, średnie napięcie będzie wynosić 50% wartości wejściowej.Aby zapewnić użyteczną moc, należy wygładzić falę prostokątną. Zazwyczaj używa się do tego cewki indukcyjnej i kondensatora połączonych szeregowo. Taka kombinacja jest nazywana filtrem dolnoprzepustowym LC. Właściwości cewki indukcyjnej wygładzają przebieg prądu, natomiast kondensator zapobiega nagłym zmianom napięcia. Połączony efekt daje stosunkowo płynny przebieg napięcia wyjściowego o niskim tętnieniu.Przykładowo, Jeśli napięcie wejściowe wynosi 10 V, a cykl roboczy przełącznika to 50%, napięcie wyjściowe będzie równe 5 V.Kolejnym niezbędnym elementem przekształtnik typu Buck jest połączenie diody lub innego przełącznika równolegle z cewką indukcyjną. Ma to na celu skompensowanie właściwości cewki indukcyjnej, w związku z tym, że prąd w cewce indukcyjnej nie może natychmiast się zmienić, zabezpieczając tranzystor przełączający przed przeciążeniem i zniszczeniem.Przekształtniki typu Buck posiadają również dodatkowe obwody, aby zapewnić stabilne napięcie wyjściowe. Przekształtnik wykorzystuje schemat sterowania w pętli zamkniętej z ujemnym sprzężeniem zwrotnym do monitorowania napięcia wyjściowego i dynamicznie reguluje cykl pracy przełącznika w celu regulacji napięcia wyjściowego.Założenia projektowe• Przekształtniki typu Buck są bardzo wydajne. W przypadku pewnych urządzeń wydajność przekracza 95%• Przekształtniki typu Buck mogą być bardziej ekonomiczne niż regulatory liniowe przy wyższych poziomach mocy, koszt usunięcia ciepła generowanego przez regulator liniowy może być mniejszy niż koszt zastosowania przekształtnika typu Buck• Na wyjściu przekształtnika typu Buck występuje szum, co powoduje, że bardziej stabilne wyjście liniowego regulatora napięcia lepiej nadaje się do zastosowań wymagających niskiego poziomu szumu• Regulatory liniowe mogą reagować szybciej na zmiany napięcia wejściowego i wyjściowego w porównaniu do przekształtnika typu Buck