Vad är en Buck Converter?

July 30

En buck-omvandlaren är en omvandlare som minskar den spänning som når en likström (DC) belastning. Exempelvis kan utsignalen från en 24-volts (V) likström (VDC) strömkälla kan trappas ner för att vitalisera 12-volts utrustning. En väl utformad buck-omvandlare är i stånd att ge en stadig utspänning under varierande belastningsförhållanden och upprätthålla mycket låg effektförlust, vilket leder till hög effektivitet.

Linjära regulatorer kan vara en enkel lösning för låg effektbehov. De använder sig av en serie passeffekttransistor som styr strömmen över belastningen för att producera den stadig DC-utspänning. Om en 50-V DC använde en linjär regulator för att driva en 25-V belastning vid 1 ampere (A), kommer strömmen över lasten samt linjär regulator vara 25 watt (W). Det innebär 50 W dräneras från 50-V strömförsörjning. Verkningsgraden är 50%, men om en buck-omvandlare används och effektförlusten i buck-omvandlare är 2,5 W medan strömmen vid belastning är fortfarande 25 W, är effektiviteten ca 90%.

Bocken omvandlaren är en DC-DC-omvandlare som fungerar ungefär som en switchat nätaggregat (SMPS), som styr arbetscykeln för en fast frekvens fyrkantvåg. När belastningen kräver mindre ström, är ett "på" -tid i fyrkantvågen låg, men när belastningen kräver en ström mycket nära gränsen för SMPS, "på" tid går utöver 85%. Den bytte DC använder en serie induktor med snabbkopplingsdiod som använder den induktiva backflöde för att upprätthålla energiöverföring när huvuddrivelementet är avstängd under korta perioder.

För ett program som är motsatt den för buck-omvandlare är step-up boost converter (subC) används. Den subC genererar en utspänning som är högre än dess ingång. I denna ansökan, induktorn i serie med lasten konverterar ett kollaps magnetfält till en likspänning som är högre än kretsens ingångsspänningen.

En annan elkraft omvandlare är buck-boost-omvandlare som kan arbeta antingen som en buck-omvandlare eller som en boost converter. I solenergisystem, är det möjligt att få ett brett likspänning intervall beroende på tillgången på solljus. En batteribank laddas av en solceller array kan ha en spänning som sträcker sig från 40 till 56 VDC. Om en känslig last kräver 47-49 VDC, sedan en buck-boost-omvandlaren kommer att fungera som ett uppsving omvandlare när batteribanken spänningen är mindre än 47 V. Omvandlaren kommer att arbeta som buck-omvandlare när spänningen är mer än 49 V.