Buck Boost Converter: Θεωρία κυκλώματος και εφαρμογές

Δοκιμάστε Το Όργανο Μας Για Την Εξάλειψη Των Προβλημάτων





ο ο μετατροπέας buck boost είναι ένας μετατροπέας DC σε DC . Η τάση εξόδου του μετατροπέα DC σε DC είναι μικρότερη ή μεγαλύτερη από την τάση εισόδου. Η τάση εξόδου του μεγέθους εξαρτάται από τον κύκλο λειτουργίας. Αυτοί οι μετατροπείς είναι επίσης γνωστοί ως μετασχηματιστές step up και step down και αυτά τα ονόματα προέρχονται από το ανάλογο μετασχηματιστής προς τα πάνω και προς τα κάτω . Οι τάσεις εισόδου είναι προς τα πάνω / κάτω σε κάποιο επίπεδο περισσότερο από ή μικρότερο από την τάση εισόδου. Χρησιμοποιώντας την ενέργεια χαμηλής μετατροπής, η ισχύς εισόδου είναι ίση με την ισχύ εξόδου. Η ακόλουθη έκφραση δείχνει το χαμηλό μιας μετατροπής.

Ισχύς εισόδου (Pin) = Ισχύς εξόδου (Pout)




Για τη λειτουργία αύξησης, η τάση εισόδου είναι μικρότερη από την τάση εξόδου (Vin

Ελα



Στην κατάσταση κατεβάσματος η τάση εισόδου είναι μεγαλύτερη από την τάση εξόδου (Vin> Vout). Επομένως, το ρεύμα εξόδου είναι μεγαλύτερο το ρεύμα εισόδου. Ως εκ τούτου, ο μετατροπέας ώθησης buck είναι μια κατάσταση μείωσης.

Vin> Vout και Iin

Τι είναι ο μετατροπέας Buck Boost;

Είναι ένας τύπος Μετατροπέας DC σε DC και έχει μέγεθος τάσης εξόδου. Μπορεί να είναι περισσότερο ή λιγότερο από το μέγεθος τάσης εισόδου. Ο μετατροπέας ώθησης buck είναι ίσος με το κύκλωμα επιστροφής πτήσης και μονός επαγωγέας χρησιμοποιείται στη θέση του μετασχηματιστή. Υπάρχουν δύο τύποι μετατροπέων στο μετατροπέα ώθησης buck που είναι μετατροπέας buck και ο άλλος είναι μετατροπέας ενίσχυσης. Αυτοί οι μετατροπείς μπορούν να παράγουν το εύρος της τάσης εξόδου από την τάση εισόδου. Το παρακάτω διάγραμμα δείχνει τον βασικό μετατροπέα ώθησης buck.

Μετατροπέας Buck Boost

Μετατροπέας Buck Boost

Αρχή λειτουργίας του μετατροπέα Buck-Boost

Η λειτουργία λειτουργίας του μετατροπέα DC σε DC είναι ο επαγωγέας στην αντίσταση εισόδου έχει την απροσδόκητη μεταβολή στο ρεύμα εισόδου. Εάν ο διακόπτης είναι ΟΝ, τότε ο επαγωγέας τροφοδοτεί την ενέργεια από την είσοδο και αποθηκεύει την ενέργεια της μαγνητικής ενέργειας. Εάν ο διακόπτης είναι κλειστός, απαλλάσσει την ενέργεια. Το κύκλωμα εξόδου του πυκνωτή θεωρείται ότι είναι αρκετά υψηλό από ότι η σταθερά χρόνου ενός κυκλώματος RC είναι υψηλή στο στάδιο εξόδου. Η τεράστια σταθερά χρόνου συγκρίνεται με την περίοδο μεταγωγής και βεβαιωθείτε ότι η σταθερή κατάσταση είναι σταθερή τάση εξόδου Vo (t) = Vo (σταθερά) και υπάρχει στο τερματικό φορτίου.

Υπάρχουν δύο διαφορετικοί τύποι αρχών εργασίας στον μετατροπέα ώθησης buck.

  • Μετατροπέας Buck.
  • Ενισχυτής μετατροπής.

Ο μετατροπέας Buck λειτουργεί

Το παρακάτω διάγραμμα δείχνει τη λειτουργία του μετατροπέα buck. Στο μετατροπέα buck το πρώτο τρανζίστορ είναι ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΜΕΝΟ και το δεύτερο τρανζίστορ απενεργοποιείται λόγω της υψηλής συχνότητας τετραγωνικού κύματος. Εάν ο ακροδέκτης πύλης του πρώτου τρανζίστορ είναι περισσότερο από το ρεύμα που διέρχεται από το μαγνητικό πεδίο, φορτίζεται C και τροφοδοτεί το φορτίο. Το D1 είναι η δίοδος Schottky και απενεργοποιείται λόγω της θετικής τάσης στην κάθοδο.

Ο μετατροπέας Buck λειτουργεί

Ο μετατροπέας Buck λειτουργεί

Ο επαγωγέας L είναι η αρχική πηγή ρεύματος. Εάν το πρώτο τρανζίστορ είναι ΑΝΕΝΕΡΓΟ χρησιμοποιώντας τη μονάδα ελέγχου τότε η τρέχουσα ροή στη λειτουργία buck. Το μαγνητικό πεδίο του επαγωγέα καταρρέει και το πίσω e.m.f δημιουργείται καταρρέοντας πεδίο περιστρέφοντας την πολικότητα της τάσης κατά μήκος του επαγωγέα. Το ρεύμα ρέει στη δίοδο D2, το φορτίο και τη δίοδο D1 θα ενεργοποιηθεί.

Η εκφόρτιση του πηνίου L μειώνεται με τη βοήθεια του ρεύματος. Κατά τη διάρκεια του πρώτου τρανζίστορ είναι σε μία κατάσταση το φορτίο του συσσωρευτή στον πυκνωτή. Το ρεύμα ρέει μέσω του φορτίου και κατά τη διάρκεια της περιόδου εκτός λειτουργίας διατηρώντας λογικά τον Vout. Ως εκ τούτου, διατηρεί το ελάχιστο πλάτος κυματισμού και ο Vout κλείνει στην τιμή του Vs

Ενισχύστε τον μετατροπέα εργασίας

Σε αυτόν τον μετατροπέα το πρώτο τρανζίστορ ανάβει συνεχώς και για το δεύτερο τρανζίστορ εφαρμόζεται το τετράγωνο κύμα υψηλής συχνότητας στο τερματικό πύλης. Το δεύτερο τρανζίστορ πραγματοποιείται όταν η κατάσταση ενεργοποίησης και του ρεύματος εισόδου ρέει από τον επαγωγέα L μέσω του δεύτερου τρανζίστορ. Ο αρνητικός ακροδέκτης φορτίζει το μαγνητικό πεδίο γύρω από τον πηνίο. Η δίοδος D2 δεν μπορεί να διεξαχθεί επειδή η άνοδος βρίσκεται στο δυνητικό έδαφος μέσω της υψηλής διεξαγωγής του δεύτερου τρανζίστορ.

Ενισχύστε τον μετατροπέα εργασίας

Ενισχύστε τον μετατροπέα εργασίας

Με τη φόρτιση του πυκνωτή C, το φορτίο εφαρμόζεται σε ολόκληρο το κύκλωμα στην κατάσταση ON και μπορεί να κατασκευάσει προηγούμενους κύκλους ταλαντωτών. Κατά τη διάρκεια της περιόδου ON ο πυκνωτής C μπορεί να εκφορτίζεται τακτικά και το ποσό της υψηλής συχνότητας κυματισμού στην τάση εξόδου. Η κατά προσέγγιση πιθανή διαφορά δίνεται από την παρακάτω εξίσωση.

VS + VL

Κατά την περίοδο OFF του δεύτερου τρανζίστορ ο επαγωγέας L φορτίζεται και ο πυκνωτής C αποφορτίζεται. Ο επαγωγέας L μπορεί να παράγει το πίσω e.m.f και οι τιμές εξαρτώνται από τον ρυθμό μεταβολής του ρεύματος του δεύτερου διακόπτη τρανζίστορ. Το ποσό της επαγωγής που μπορεί να καταλάβει το πηνίο. Εξ ου και το πίσω e.m.f μπορεί να παράγει οποιαδήποτε διαφορετική τάση μέσα από ένα ευρύ φάσμα και να καθορίζεται από το σχεδιασμό του κυκλώματος. Εξ ου και η πολικότητα της τάσης στον πηνίο L έχει αντιστραφεί τώρα.

Η τάση εισόδου δίνει την τάση εξόδου και τουλάχιστον ίση ή υψηλότερη από την τάση εισόδου. Η δίοδος D2 είναι προς τα εμπρός προκατειλημμένη και το ρεύμα εφαρμόζεται στο ρεύμα φορτίου και επαναφορτίζει τους πυκνωτές σε VS + VL και είναι έτοιμο για το δεύτερο τρανζίστορ.

Τρόποι μετατροπέων Buck Boost

Υπάρχουν δύο διαφορετικοί τύποι λειτουργιών στον μετατροπέα ώθησης buck. Ακολουθούν οι δύο διαφορετικοί τύποι μετατροπέων ενίσχυσης buck.

  • Λειτουργία συνεχούς αγωγής.
  • Λειτουργία ασυνεχούς αγωγής.

Λειτουργία συνεχούς αγωγής

Στη λειτουργία συνεχούς αγωγιμότητας, το ρεύμα από άκρο σε άκρο του πηνίου δεν πηγαίνει ποτέ στο μηδέν. Ως εκ τούτου, ο επαγωγέας εκφορτώνει μερικώς νωρίτερα από τον κύκλο μεταγωγής.

Λειτουργία ασυνεχούς αγωγής

Σε αυτήν τη λειτουργία το ρεύμα μέσω του επαγωγέα πηγαίνει στο μηδέν. Ως εκ τούτου, ο επαγωγέας θα εκφορτιστεί πλήρως στο τέλος των κύκλων εναλλαγής.

Εφαρμογές του μετατροπέα ενίσχυσης Buck

  • Χρησιμοποιείται στα αυτορυθμιζόμενα τροφοδοτικά.
  • Έχει ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης.
  • Χρησιμοποιείται στα συστήματα ισχύος μπαταρίας.
  • Προσαρμοστικές εφαρμογές ελέγχου.
  • Εφαρμογές ενισχυτή ισχύος.

Πλεονεκτήματα του Buck Boost Converter

  • Δίνει υψηλότερη τάση εξόδου.
  • Χαμηλός κύκλος αγωγών λειτουργίας.
  • Χαμηλή τάση σε MOSFET

Έτσι, όλα αφορούν την εργασία και τις εφαρμογές κυκλώματος μετατροπέα Buck Boost. Οι πληροφορίες που δίνονται στο άρθρο είναι η βασική έννοια των μετατροπέων ώθησης buck. Εάν έχετε απορίες σχετικά με αυτήν την ιδέα ή για την υλοποίηση έργων ηλεκτρολογίας , παρακαλώ σχολιάστε στην ενότητα σχολίων παρακάτω. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς. Ποιες είναι οι λειτουργίες των μετατροπέων ώθησης buck;

Φωτογραφικές μονάδες: