na 2024/05/30 765

Razumevanje pretvornikov Buck: načelo dela, oblikovanje in delovanje

Buck pretvorniki, ki jih običajno imenujemo regulatorji napetosti, so postali dinamične komponente na področju sodobne elektronike, saj omogočajo učinkovit nadzor moči.S podrobno analizo bomo raziskali dvofazno delovanje BUC-ovih pretvornikov, njihovih valovnih oblik in funkcijo prenosa, ki narekuje njihovo vedenje.Poleg tega bomo preučili različne vrste pretvornikov, njihove prevodne načine in posebne aplikacije, ki imajo koristi od njihove uporabe.Morda bomo prepoznali ključno vlogo, ki jo imajo pretvorniki v sodobnih elektronskih sistemih in njihov prispevek k zanesljivosti in energetski učinkovitosti z razumevanjem teh osnovnih konceptov.

Katalog

Slika 1: Pretvornik Buck

Osnove pretvornikov Buck

Buck pretvorniki, imenovani tudi regulatorji napetosti, so temeljni v sodobni elektroniki, ki učinkovito pretvorijo napetost za različne namene.Ti pretvorniki DC-DC uporabljajo predvsem tranzistorska stikala, kot so MOSFET, IGBT-ji ali BJT, povezani z induktorjem, da natančno upravljajo z močjo in nižjo napetostjo.

Tu je podrobna razčlenitev, kako delujejo pretvorniki Buck:

Shranjevanje energije- Ko je tranzistorsko stikalo zaprto, tok teče skozi induktor in shranjuje energijo v njegovem magnetnem polju.

Prenos energije- Ko se stikalo odpre, induktor sprosti svojo shranjeno energijo na izhod in obremenitev.Dioda preprečuje, da bi tok tekel nazaj, kar zagotavlja stabilen izhod.

Izhodno filtriranje- Izhodni kondenzator zgladi impulzni izhod iz induktorja in ga pretvori v enakomerno enosmerno napetost varovanja za občutljive elektronske komponente.

Kako deluje pretvornik dolarja?

Razumevanje pretvornika Buck vključuje podroben pogled na njegovo natančno dvofazno delovanje.Ta postopek se opira na usklajena dejanja izhodnega kondenzatorja, induktorja in stikala.Sistem ne le zmanjšuje napetosti, ampak tudi stabilizira izhod glede na inherentna nihanja.

Ko je stikalo (običajno tranzistor, kot je MOSFET) vklopljeno, omogoča, da tok teče iz vira napajanja v induktor in izhodni kondenzator.Induktor uravnava tok pretoka in preprečuje, da bi se kondenzator prehitro zaračunal.

Ko je stikalo izklopljeno, induktor, ki nasprotuje nenadnim spremembam v toku, ustvari vzvratno elektromocijsko silo (nazaj EMF).Ta uporablja svojo shranjeno magnetno energijo, da tok teče v obremenitev.V tej fazi postane dioda nujna, kar omogoča, da tok obide odprto stikalo in vzdržuje neprekinjen pretok do obremenitve in kondenzatorja.To dejanje je odločilno za ohranjanje enakomerne izhodne napetosti in toka.

Slika 2: vezje diagram pretvornikov Buck

Diagrami vezja pretvornikov

Vezje pretvornika Buck je sestavljeno iz ključnih komponent: MOSFET stikalo, induktor, dioda (ali dodatni MOSFET v nekaterih naprednih modelih) in kondenzatorja.Ko se ti deli združijo v enostavno arhitekturo vezja in jih integrirajo s krmilnim vezjem, tvorijo popolnoma funkcionalni regulator dolarja.

MOSFET stikalo: Mosfet stikalo je primarni kontrolni element.Krmilni vezje prilagodi delovni cikel MOSFET z nenehnim spremljanjem izhodne napetosti glede na referenčno vrednost.Ta prilagoditev zagotavlja, da izhodna napetost ostane konstantna kljub spremembam v obremenitvi ali vhodni napetosti.

Induktor: nameščen med virom vhodne napetosti in obremenitvijo, induktor shrani in prinaša energijo.Med fazo MOSFET -a 'On' shranjuje energijo v svojem magnetnem polju.Ko se MOSFET 'izklopi', se shranjena energija sprosti v obremenitev, kar zagotavlja neprekinjeno oskrbo, tudi če ni neposredne vhodne moči.

Dioda: Dioda vzdržuje enosmerni tok, zlasti v fazi MOSFET -a, ki preprečuje povratni tok, ki bi lahko destabiliziral vezje.V nekaterih modelih drugi MOSFET nadomesti diodo, da poveča učinkovitost z zmanjšanjem izgub med visokofrekvenčnim preklopom.

Izhodni kondenzator: kondenzator zgladi napetost napetosti in stabilizira izhodno napetost s filtriranjem nihanj, ki jih povzroča postopek preklopa.To zagotavlja, da obremenitev prejme dosledno in stabilno napetost.

Slika 3: Električni valovni obliki pretvornika Buck

Električne valovne oblike v pretvornikih Buck

Valovna oblika pretvornika BUCK prikazuje podrobnosti njegovega delovanja, kar ponazarja ključne električne lastnosti, kot je vhodna napetost (V_v), izhodna napetost (V_zunaj), preklopite napetost vozlišča (VSW), induktorski tok (I_L) in diodni tok (I_D).Ti parametri nam pomagajo razumeti električne interakcije znotraj pretvornika med vsakim stikalnim ciklom.

Vhodna napetost (V_v): Ta napetost med delovanjem ostaja relativno enakomerna in deluje kot glavni vir energije za pretvornik.

Izhodna napetost (V_zunaj): Izhodna napetost je regulirana tako, da je nižja od vhodne napetosti in je nadzorovana z delovnim ciklom stikala.Njegova stabilnost je pomembna za varno delovanje naprav.Na valovanje v voutu vplivajo značilnosti izhodnega kondenzatorja in induktorja.

Preklopite napetost vozlišča (V_SW): Napetost na vozlišču stikala bistveno se spremeni glede na stanje stikala (MOSFET).Ko je stikalo 'vklopljeno', V_SW je skoraj enak V_v.Ko je stikalo 'izklopljeno', v_SW spusti na vrednost, ki je nekoliko nad ozemljitvijo, določena s padcem napetosti diode ali nič, odvisno od vezja.

Induktorski tok (I_L): Tok skozi induktor se linearno poveča, ko je stikalo 'vklopljeno', ker se energija hrani v magnetnem polju Inductor.Ko je stikalo 'izklopljeno', jaz_L zmanjšuje, ko se energija prenese na izhodno obremenitev in kondenzator.Gladek prehod IL med temi stanji zmanjša valovanje izhodne napetosti in poveča učinkovitost.

Diodni tok (I_D): Tok skozi diodo teče le, ko je stikalo 'izklopljeno'.To induktorju omogoča, da shranjeno energijo odvaja na izhod.Pri dizajnih s sinhronim usmernikom (z uporabo drugega MOSFET namesto diode) to fazo upravlja drugi MOSFET, ki zmanjšuje izgube in lahko poveča učinkovitost.

Frekvenca preklopa (f_SW): Sklopna frekvenca, ki sega od več deset kilohertza do več megahertov, vpliva na delovanje pretvornika, vključno z učinkovitostjo, velikostjo reaktivnih komponent in napetostjo.Višje frekvence omogočajo uporabo manjših induktorjev in kondenzatorjev, vendar lahko povečajo preklopne izgube.

Slika 4: Funkcije prenosa pretvornika v stanju dinamičnega ravnovesja

Funkcije prenosa pretvornika Buck

Da bi razumeli delovanje pretvornika Buck, začnemo s preučevanjem njegovega vedenja v stanju dinamičnega ravnovesja.To pomeni, da je neto napetost čez induktor v celotnem preklopnem ciklu enaka nič, v skladu z načelom vol-sekunde.To načelo je temeljno pri operaciji induktorja v stanju dinamičnega ravnovesja.

Matematično je to izraženo kot:.Tu je 𝐷 delni cikel in 𝑇 je preklopno obdobje.Poenostavitev te enačbe nam daje:.To kaže, da je izhodna napetost 𝑉𝑜vo neposredno sorazmerna z vhodno napetostjo 𝑉_𝑑𝑐, ki se spreminja z delovnim ciklom 𝐷, ki se giblje od 0 do 1.

Ta povezava poudarja sposobnost pretvornika za nadzor izhodne napetosti kot specifičnega deleža vhodne napetosti, ki ga narekuje delovni cikel.Razumevanje tega načela je ključnega pomena za optimizacijo uspešnosti in razvoj strategij nadzora v aplikacijah v resničnem svetu.

OBLIKOVANJE IN RAZMISKOVANJA ZA PREVERJE

Oblikovanje pretvornika Buck vključuje skrbno izbiro in oceno ključnih komponent, kot so induktor, stikalo, dioda in kondenzator.To zagotavlja, da pretvornik deluje učinkovito in zanesljivo v različnih pogojih.

Slika 5: Oblika induktorja

Induktorski dizajn za pretvornike Buck

Inductorjeva vloga je učinkovito shranjevanje in sproščanje energije.Njegova zasnova se osredotoča na izračun zahtevane induktivnosti in zagotavljanje, da lahko ravna z največjimi tokovi.Analitična induktivnost (𝐿_𝑐) je minimalna vrednost, potrebna za vzdrževanje načina neprekinjene prevodnosti (CCM) pri najnižji obremenitvi, kar preprečuje, da bi induktorski tok padel na nič.Dejanska induktivnost (𝐿_L) mora biti za zagotovitev varnosti vsaj 5% višji od 𝐿𝑐.To vrednost določa:_,kjer je 𝑉𝑜 izhodna napetost, 𝐷 je delovni cikel, 𝑇 je preklopno obdobje in Δ𝐼𝐿 je Vrhunski tok do vrha do vrha.Induktor mora tudi obvladati Vrhunski tok, izračunan kot:, kje I_L je povprečni induktorski tok.

Slika 6: Stikalna zasnova

Preklopna zasnova v pretvornikih Buck

Stikalo mora prenesti napetosti in tokove, višje od največjih delovnih pogojev.Njegova napetost mora biti vsaj 20% nad najvišjo vhodno napetostjo za obdelavo konic.Trenutna ocena je določena z delovnim ciklom in največjim izhodnim tokom:.To zagotavlja, da lahko stikalo upravlja tok brez prekomerne toplote ali poškodb.

Slika 7: dioda dizajn

Dioda dizajn v pretvornikih v Buck

Diode nadzorujejo tok toka, ko je stikalo izklopljeno.Schottky diode so prednostne za svoj nizki padec napetosti in hiter čas obnovitve, idealne za visokofrekvenčne aplikacije.Vrhunska inverzna napetost (𝑉_𝑃𝑅𝑀) diode mora preseči vsoto največje vhodne napetosti (𝑉_𝐷𝐶max) in padec napetosti naprej čez stikalo.Toka diode bi morala obravnavati celoten induktorski tok, ko je stikalo izklopljeno:.To zagotavlja, da lahko dioda varno ravna brez pregrevanja.

Slika 8: Oblikovanje kondenzatorja

Kondenzator za pretvornike

Kondenzatorji stabilizirajo izhod s filtriranjem valovanja napetosti.Njihova napetostV_CMAX mora preseči izhodno napetost plus rob za pričakovano valovanje.Ekvivalentna serijska upor (ESR) kondenzatorja vpliva na dušenje napetosti.Kapacitivnost naj shrani dovolj energije, da se odzove na spremembe nalaganja ali vhoda, tok RMS pa mora preprečiti pregrevanje:𝐼𝑅𝑀𝑆≤ ocena ocene IRMS xAPACITOR.To ohranja stabilno izhodno napetost v želenih specifikacijah pod vsemi pogoji

Obvladovanje zasnove pretvornika dolarja

Oblikovanje pretvornika Buck vključuje postopek po korakih, ki zagotavlja učinkovitost in funkcionalnost z natančnimi izračuni in skrbnim upoštevanjem parametrov.Sledite tem specifičnim korakom:

Specifikacija parametrov: Začnite z definiranjem ključnih parametrov: vhodna napetost, želena izhodna napetost in potreben izhodni tok.Te vrednosti tvorijo temelj za vse naslednje izračune.

Izračun delovnega cikla: Izračunajte delovni cikel, ki je ključnega pomena za razumevanje lastnosti preklopa pretvornika.Delovni cikel je razmerje med izhodno napetostjo in vhodno napetostjo.To razmerje narekuje, kako pretvornik odstopi vhodno napetost na želeno izhodno raven.

Izračuni moči

Izhodna moč: Izračunajte izhodno močStr_zunaj z množenjem izhodne napetostiV_zunaj z izhodnim tokomI_zunaj v kodi in upoštevati vidik neučinkovitosti med vhodno močjo Str_vin izhodna moč, lahko uporabite ta delček Python Code:

Energija na impulz: Za učinkovito visokofrekvenčno preklapljanje izračunajte energijo, prenašano na impulz, tako da izhodno moč delimo s frekvenco preklopa_.

Izračun induktivnosti

Za določitev potrebne induktivnosti uporabite energijo na impulzL za učinkovitost in stabilnost.Izračunajte induktivnost, kadar je 𝐸 energija na impulz in 𝐼 je vhodni tok kvadrata:.To zagotavlja, da lahko induktor shrani dovolj energije na cikel brez nasičenosti.

Izberite komponente na podlagi izračunov in tako zagotovite, da lahko obravnavajo določene električne pogoje.Izberite ustrezne tranzistorje (MOSFET, IGBT, BJT), induktorje in diode, ki ustrezajo izračunanim vrednostim in pričakovanim operativnim napetosti v resničnem svetu.

Razvrstitev in primerjava variant pretvornika BUCK

Pretvorniki Buck so na voljo v dveh glavnih vrstah: nesinhroni in sinhroni.Vsak ima edinstvene značilnosti, prednosti in oblikovalske zapletenosti, ki ustrezajo različnim aplikacijam.

Slika 9: Ne-sinhrone različice

Ne-sinhroni pretvorniki

Ta preprostejši dizajn uporablja en sam tranzistor kot stikalo in diodo.Tranzistor uravnava vhodno napetost tako, da občasno omogoča, da napajanja prehaja do izhoda, medtem ko dioda preprečuje, da bi tok tekel nazaj, ko je stikalo izklopljeno.Ne-sinhroni pretvorniki so na splošno manj učinkoviti zaradi padca napetosti čez diodo med prevodnostjo, kar povzroča izgube električne energije, še posebej opazne v aplikacijah z visoko izhodom ali nizko izhodom.

V aplikacijah z visoko izhodom ali nizko izhodom.

Slika 10: sinhrone različice

Sinhroni pretvorniki

Sinhroni pretvorniki nadomestijo diodo z drugim MOSFET, ki deluje kot sinhroni usmernik, ki se s primarnim stikalom izmeni za zmanjšanje padca napetosti in izgube energije, povezane z diodami.Ta zasnova zahteva natančen nadzor za upravljanje časa obeh MOSFET-jev, zaradi česar se je nujno izogniti streljanju, kjer se oba MOSFET vklopita hkrati, kar lahko povzroči kratke stike in resne škode.Za varno in učinkovito sinhronizacijo stikal se uporabljajo napredna vezja za vrat in natančni časovni mehanizmi.

Neprekinjeno v primerjavi z diskontinuirano v pretvorniku za

Pretvorniki Buck delujejo v dveh glavnih načinih prevodnosti: način neprekinjene prevodnosti (CCM) in prekinitveni način prevodnosti (DCM).Vsak način vpliva na delovanje pretvornika drugače, kar vpliva na učinkovitost in elektromagnetno združljivost.

Način neprekinjene prevodnosti (CCM)

V CCM med stikalnim ciklom nikoli ne pade na nič.Ta način dosežemo z zagotavljanjem, da bo induktorski tok ostal nad ničlo, preden se začne naslednji cikel.

• Prednosti

Spodnja napetostna valovanje: induktorski tok ostane neprekinjen, kar ima za posledico bolj stabilno izhodno napetost z nižjo valovanje.Aplikacije, ki potrebujejo natančne napetosti, so odvisne od te stabilnosti

Zmanjšan stres na komponentah: konstanten tok tok zmanjšuje največje napetosti na komponentah, kar poveča njihovo zanesljivost in življenjsko dobo.

Za aplikacije z visokim tokom ali situacije, kjer so pomembne stabilnosti napetosti in spremembe obremenitve majhne, ​​kot v komunikacijski opremi in natančnih digitalnih napravah, je CCM popoln.

Diskontinuiran način prevodnosti (DCM)

V DCM se induktorski tok med stikalnim ciklom pade na nič, preden se začne naslednji cikel.Ta način se običajno pojavi pri lažjih obremenitvah.

• Prednosti

Večja učinkovitost pri svetlobnih obremenitvah: DCM je lahko učinkovitejši v pogojih svetlobe, saj se energija v induktorju v celoti porabi vsak cikel, kar zmanjšuje izgube zaradi vzdrževanja neprekinjenega toka.

Empler Control: Upravljanje pretvornika Buck je lahko poenostavitev v DCM, saj stanje ničelnega toka naravno ponastavi induktorski tok, ki pomaga pri krmiljenju stikala.

• izzivi

Višja napetostna valovanje: Prekinjen tok tok lahko privede do povečanega napetostnega valovanja, kar lahko škodi občutljivim aplikacijam.

Povečane elektromagnetne motnje (EMI): nenadni zagon in zaustavitev toka lahko povzroči znatne elektromagnetne motnje, kar lahko vpliva na bližnjo elektroniko.

Izbira med CCM in DCM je odvisna od zahtev aplikacije, povezanih z učinkovitostjo, spremenljivostjo obremenitve in potrebno stabilnostjo napetosti.DCM je primeren za varčevanje z energijo v sistemih z zelo spremenljivimi ali prekinjenimi nizkimi obremenitvami, vendar je CCM priporočljiv za aplikacije, kjer je potrebna stabilnost izhodne napetosti.

Strateški izbor komponent za optimalno uspešnost pretvornika vrednosti

Učinkovitost in zmogljivost pretvornika Buck sta odvisna od izbire ustreznih delov.Vsaka komponenta mora biti izbrana na podlagi njegove posebne vloge in vpliva na celotno funkcionalnost in zanesljivost pretvornika.

Stikalo na visoki strani

Za enostavnejše ali vesoljske omejene zasnove je zaradi svojih lahkih potreb po vožnji vrat pogosto prednostna P-kanalna MOSFET.Vrata P-kanala MOSFET se lahko poganja neposredno iz napajalne napetosti, nižje od napetosti izvor, kar odpravi potrebo po dodatnih komponentah.

N-kanalni MOSFET, hkrati pa nudi boljše zmogljivosti z nižjo odpornostjo in večjo učinkovitostjo, zahteva bolj zapleten vozni mehanizem.Za pridobitev potrebne napetosti vrat se običajno uporablja gonilnik vrat za zagon, zaradi česar je zasnova vezja bolj zapletena.Vendar pa je pri visokozmogljivih aplikacijah, kjer je učinkovitost ostra, lahko ta zapletenost dragocena.

Dioda

Za natančno prenos moči in zmanjšanje izgub med "izklopljenim" delom stikalnega cikla je potrebna dioda.Schottky dioda je zelo priporočljiva zaradi nizkega padca napetosti naprej in hitrega preklopa.Te lastnosti so idealne za ravnanje z visokimi tokovi z minimalno izgubo napetosti, s čimer se poveča celotna učinkovitost pretvornika Buck, zlasti pri visokofrekvenčnih aplikacijah.

Kondenzator

Vrednost izhodnega kondenzatorja znatno vpliva na valovanje izhodne napetosti in stabilnost izhoda pretvornika.Kondenzatorji, ki segajo od 100 µF do 680 µF, so običajno primerni za nizko tokovno uporabo.Natančno vrednost je treba izbrati na podlagi posebnih potreb aplikacije, če upoštevamo dejavnike, kot so največja dovoljena valovanje, tok obremenitve in frekvenca preklopa.

Medtem ko se elektrolitski kondenzatorji uporabljajo za svoje visoke vrednosti kapacitivnosti z nizkimi stroški, so keramični kondenzatorji pogosto prednostni pri sodobnih modelih zaradi svojega vrhunskega frekvenčnega odziva in zanesljivosti.

Praktične aplikacije pretvornikov v sodobni elektroniki

Učinkovite zmogljivosti regulacije napetosti Buck pretvornikov so potrebne v širokem razponu tehnologij.Spodaj je na voljo temeljit pregled njihove uporabe na številnih področjih.

• Potrošniška elektronika

Pretvorniki Buck se spustijo navzdol z višjo napetostjo omrežja na nižje ravni, ki jih zahtevajo komponente, kot so procesorji in pomnilniški moduli.To učinkovito upravljanje električne energije optimizira zmogljivost in podaljša življenjsko dobo baterije v prenosnih napravah.

• Telekomunikacije

Ti sistemi potrebujejo stabilne napajalne napajalnike z nizkim hrupom, da ohranijo celovitost komunikacijskega signala.Pretvorniki Buck zagotavljajo natančne napetostne ravni, ki jih potrebujejo občutljive RF komponente, kar zmanjšuje izkrivljanje signala in poveča zanesljivost telekomunikacijske infrastrukture.

• Avtomobilska industrija

Sodobna vozila, zlasti električni in hibridni modeli, za upravljanje porazdelitve električne energije znotraj zapletenih elektronskih sistemov uporabljajo pretvornike.To vključuje infozabavne module, GPS in krmiljenje motorjev.Buck pretvorniki pretvorijo visokonapetostne izhode iz baterije v uporabne ravni za različne elektronske naprave, kar zagotavlja optimalno delovanje in varnost.

• Sistemi obnovljive energije

Pretvorniki Buck Optimizirajo zajem energije tako, da prilagodijo izhod napetosti iz sončnih plošč in vetrnih turbin na optimalne ravni za shranjevanje ali prenos omrežja.Splošna učinkovitost in produktivnost sistemov obnovljivih virov energije je treba povečati, kar zahteva nastavitev napetosti.

• Prenosne in nosljive naprave

Pretvorniki Buck upravljajo z izhodom baterije, da ustrezajo posebnim zahtevam moči različnih komponent znotraj teh naprav.Z učinkovito pretvorbo in uravnavanjem napetosti podaljšajo življenjsko dobo baterije in zmanjšujejo potrebo po pogostih polnjenju, kar je potrebno za udobje uporabnikov in dolgo življenjsko dobo naprave.

Zaključek

Pretvorniki Buck so osnova na področju elektroenergetske elektronike in zagotavljajo zanesljivo in učinkovito sredstvo za stopnjo napetosti, da bi zadovoljili posebne potrebe različnih elektronskih naprav in sistemov.Njihova sposobnost upravljanja in uravnavanja moči natančno dosežemo s natančnim postopkom oblikovanja, ki vključuje skrbno izbiro komponent, kot so induktorji, stikala, diode in kondenzatorji.

Z razumevanjem načel shranjevanja in prenosa energije ter pomena neprekinjenih in prekinitvenih načinov prevodnosti lahko optimiziramo delovanje teh pretvornikov za različne aplikacije.Buck pretvorniki bodo sestavni del elektronskih inovacij, dokler bomo lahko zagotovili učinkovito in zanesljivo dostavo električne energije.Z nenehnimi raziskavami in razvojem bi morali predvideti še večji dobiček v funkcionalnosti in učinkovitosti teh temeljnih delov, s čimer bomo razširili potencial elektronskih sistemov v vseh sektorjih gospodarstva.

Pogosto zastavljena vprašanja [FAQ]

1. Kaj je zasnova pretvornika Buck?

Pretvornik Buck je vrsta napajanja, ki učinkovito pretvori višjo vhodno napetost v spodnjo izhodno napetost s stikalom, diodo, induktorjem in kondenzatorjem.Zasnova običajno vključuje izbiro teh komponent na podlagi želene izhodne napetosti in trenutnih zahtev.

2. Kakšno je načelo delovanja Buck in Boost pretvornikov?

Pretvornik Buck: Deluje tako, da vhodno napetost vklopite in izklopi s tranzistorjem in nadzira povprečno napetost, ki doseže izhod.Ko je stikalo vklopljeno, tok teče skozi induktor in obremenitev, shranjevanje energije v induktorju.Ko je stikalo izklopljeno, induktor sprosti shranjeno energijo na obremenitev prek diode in ohranja izhodno napetost.

Boost pretvornik: uporablja tudi stikalo, diodo, induktor in kondenzator.Vendar pa njegovo delovanje obrne pretvornik Buck: odpiranje in zapiranje stikala v induktorju.Ko je stikalo izklopljeno, napetost induktorja doda vhodno napetost in jo poveča na izhodu.

3. Katere so osnovne enačbe za pretvornik Buck?

Primarne enačbe, ki urejajo pretvornik Buck, so:

Izhodna napetost (𝑉_𝑜𝑢𝑡):: , kjer je 𝐷 delovni cikel stikala (delež časa, ko je zaprt).

Valovanje toka induktorja (Δ𝐼_𝐿):: , kjer je 𝐿 induktivnost in 𝑓_𝑠𝑤 je frekvenca preklopa.

Valovanje izhodne napetosti (Δ𝑉_𝑜𝑢𝑡):: , z 𝐶_𝑜𝑢𝑡 kot izhodna kapacitivnost.

4. Kje uporabljamo pretvornik Buck in zakaj?

Pretvorniki Buck se pogosto uporabljajo v aplikacijah, kjer sta učinkovitost in prostor žariščni, na primer v prenosnih napravah (pametni telefoni, prenosni računalniki), napajalni moduli in kateri koli sistem, ki zahteva regulirano nižjo napetost iz višje napetosti.Izbrani so zaradi svoje sposobnosti učinkovite napetosti s stopnjo z minimalno proizvodnjo toplote.

5. Kakšne so prednosti in slabosti pretvornika?

Prednosti:

Visoka učinkovitost: lahko doseže učinkovitost nad 90%, kar zmanjša izgubo energije in toploto.

Kompaktna zasnova: uporablja manj komponent, ki omogoča manjše in lažje modele vezja.

Nasta

Slabosti:

Kompleksni nadzor: Za ohranitev stabilnosti in odzivanje na spremembe obremenitve ali vhodne napetosti zahteva natančen nadzor stikalnega elementa.

Elektromagnetne motnje (EMI): Hitro preklapljanje ustvarja hrup, kar potencialno posega v bližnje elektronske naprave.

Omejitev napetosti: Izhodna napetost je vedno nižja od vhodne napetosti, kar omejuje njegovo uporabo v scenarijih, kjer je potrebno povečanje.