Buck Converterssu temeljni građevinski blok u modernom elektroniku za efikasan i precizan regulacija napona u širokom rasponu aplikacija. Oni uzimaju viši napon i pretvore ga u donji napon s više struje. Mnoga elektronika zahtijeva određene napone kako bi funkcionirali. Za razliku od linearnih regulatora (još jedan opcija pretvarača napona) koja otpada dodatni napon kao toplinu, pretvarači Buck su mnogo efikasniji (preko 90%). To znači Buck Converters ne treba puno hlađenja, jer se manje energije troši kao toplina, a u prijenosnom elektroniku, Buck Converters pomažu u produženju vijek trajanja baterije koristeći efikasnije.
Kako funkcionira pretvarač Buck?
Buck Converter ima prekidač, induktora, diodu, kondenzator i opterećenje. Prekidač, obično metal-oksidni poluvodički tranzistor polja (MOSFET), djeluje kao brzi okidač za uključivanje / isključivanje, koji kontrolira protok električne energije. Induktorski zavojnica odolijeva trenutnim promjenama pohranjivanjem energije kada struja teče i oslobađa kad se trenutna zaustavi. Dioda je jednosmjerni ventil koji omogućava struju da teče samo u jednom smjeru, a kondenzator djeluje poput malene baterije, pohranjivajući električnu energiju za izravnavanje izlaznog napona.
Kompletne obrade Buck Convertera mogu se shvatiti poštovanjem svog ponašanja u "Uključi" i "isključivanje". Tijekom uključivanja tranzistor se uključuje, povezujući ulaznu naponu na induktora. Trenutak počinje teći kroz krug, a induktor povećava svoju energiju, odupirući se trenutnom povećanju. Ova rastuća struja također naplaćuje kondenzator. Tijekom isključivanja tranzistor se isključuje, isključujući ulazni napon. Budući da se induktori odupiru promjenama u trenutnom, struja i dalje teče kroz diodu (koja omogućava struju u ovom smjeru) i nadalje za kondenzator, napajanjem tereta.
U većini praktičnih pretvarača Buck, upravljački krug nadgleda izlazni napon. Ako je prenizak, prekidač će ostati na dužem trajanju (radne ciklus) u svakom ciklusu za isporuku više snage. Ako je izlazni napon previsok, prekidač će biti na kraćem trajanju, smanjujući isporuku napajanja. Podešavanjem vremena za uključivanje / isključivanje (radne ciklus) prekidača, količina energije prenesena iz ulaza u izlaz kontrolira se da efikasno odstupi napon. Induktor i kondenzator zajedno rade na izglađivanju izlaznog napona, pružajući stalni protok snage na uređaj.
Primjene pretvarača Buck
· Laptop:Jednom kada se naizmenični izlazni napon pretvori u DC punjačem, istosmjerni napon ulazi u laptop. Unutar laptopa, Buck Converter zauzima ovaj istosmjerni napon (oko 19 V DC) i polazi ga dalje do različitih nivoa nižih napona koji su potrebni različitim komponentama poput CPU-a, memorijske i grafičke kartice (obično se u rasponu od 1,8 V do 12 V DC).
· Automobili:Moderni automobili imaju nekoliko elektroničkih sistema koji rade na različitim nivoima napona. Buck Converters, često integrirani u DC-DC pretvarače, koriste se za regulaciju napona isporučenog na ove sisteme iz glavne baterije automobila (što je obično 12 V). To osigurava da svaki sustav prima odgovarajući napon za optimalne performanse.
· LED svjetla:LED svjetla često trebaju niži napon od izvora napajanja. Buck Converters koriste se u LED upravljačkim programima kako bi se omogućili pravilan napon za pravilno funkcioniranje. To omogućava LED-ovima da rade efikasno i konzumiraju manju snagu.
· Punjači baterije:Mnogi punjači za baterije, posebno za litijum-jonske baterije koje se koriste u prijenosnom elektroniku, uključivaju Buck Converters. Ovi pretvarači regulišu napon koji odlaze u bateriju tokom postupka punjenja. To osigurava da baterija dobije ispravan napon da napuni sigurno i efikasno, sprječavajući oštećenja od prekomjernog punjenja.
Zaključak
Buck Converters pretvaraju veći napon na niži napon dok povećavaju struju. Izmjenom radnog ciklusa, količina vremena ulazni napon može proći kroz induktora i doći do rezultata reguliran je. Duže trajanje prekidača koji se nalazi na (većem radnom ciklusu) dovodi do povećanog izlaznog napona, koji pristupa ulaznom naponu. Ako je prekidač na kraćem periodu (manji ciklus), izlazni napon postaje manji od ulaza.