Circuitul practic de convertizor buck explicat aici folosește doar 3 tranzistoare și este extrem de ușor de construit. Chiar dacă circuitul este simplu, are o eficiență ridicată.

Circuitul poate fi folosit pentru a comanda LED-uri de 3,3 V de la surse de intrare superioare, cum ar fi de la intrări de alimentare de 12 V sau 9 V.

Designul convertorului buck poate fi, de asemenea, actualizat cu ușurință pentru a opera sarcini nominale mai mari în locul unui LED.

Cuprins

Funcționarea de bază a unei topologii Buck Converter

Referindu-ne la figura de mai jos, să încercăm să înțelegem cum funcționează un convertor „buck” sau „step-down”. . Cu un circuit de convertizor buck, o tensiune de intrare mai mare poate fi transformată într-o tensiune de ieșire mai mică. Modul său de bază de funcționare este descris după cum urmează.

De îndată ce comutatorul S este apăsat, se dezvoltă o tensiune pozitivă pe inductorul L. Acest lucru se datorează faptului că Uin este mai mare decât Uout. Bobina încearcă inițial să reziste curentului instantaneu. Ca rezultat, curentul din bobină crește liniar și energia începe să se depoziteze în bobină.

Apoi, de îndată ce comutatorul S este deschis, curentul stocat curge prin bobină în condensatorul de ieșire prin dioda D.

Deoarece tensiunea UL pe bobină este acum negativă, curentul prin bobină se reduce liniar. Ieșirea primește energia care a fost capturată și stocată în bobină. Acum, dacă comutatorul S este închis din nou, procedura începe din nou și se repetă pe măsură ce comutatorul este acționat PORNIT/OPRIT.

“cum se folosește ohmmetrul ”

Moduri de operare

Tensiunea care apare la ieșire este determinată de modul în care este acționat comutatorul S. Conform figurii de mai jos, există trei tipuri de bază de flux de curent.

Să presupunem că comutatorul S este închis într-un punct în care curentul care curge în interiorul bobinei nu a ajuns la zero, un flux de curent va fi întotdeauna experimentat prin bobină. Acesta este denumit „mod continuu” (CM).
Dacă curentul poate ajunge la zero pentru o parte a ciclului, așa cum este ilustrat în Figura 2(b), atunci circuitul funcționează în „mod discontinuu” (DM).
Când comutatorul este închis exact când curentul bobinei a ajuns la zero, numim această operație limită CM/DM.

Aceasta înseamnă că într-un convertor buck atât tensiunea de ieșire, cât și puterea pot fi modificate prin ajustarea perioadelor de „pornire” ale comutatorului. Acesta se mai numește și raportul marcaj-spațiu.

Este suficientă teorie; acum să examinăm un circuit simplu din lumea reală.

Realizarea unui design practic al convertizorului Buck

Următoarea figură prezintă un circuit simplu practic de convertizor buck folosind doar 3 tranzistoare și alte câteva elemente pasive.

Funcționează în felul următor:

Comutatorul S din acest circuit este reprezentat de tranzistorul T1. Celelalte componente ale convertorului step-down sunt dioda D1 și bobina L1.

De îndată ce circuitul este alimentat, R3 furnizează un curent de bază către T2 (deoarece specificația de tensiune directă a lui D2 este mai mare de 0,7 V) și T2 este pornit.

Cu T2 conducător, T1 primește o polarizare de bază și, de asemenea, începe să conducă. În această situație, punctul P experimentează o creștere a tensiunii, ceea ce face ca T2 să conducă și mai greu.

Acum, pe măsură ce tensiunea punctului P atinge 9 V, curentul prin L1 începe să crească. Tensiunea pe bobină și inductanța acesteia influențează cât de repede crește curentul din interiorul acesteia.

Pe măsură ce curentul prin bobină crește, tensiunea pe R1 scade. De îndată ce acest potențial atinge 0,7 V (aproximativ 70 mA) face ca T3 să se pornească. Acest lucru elimină rapid curentul de bază al lui T1.

“cum funcționează invertoarele solare ”

Deoarece curentul din L1 nu mai poate crește acum, tensiunea în punctul P începe să scadă. Prin urmare, T2 este oprit, urmat de T1.

Curentul prin L1 se deplasează acum prin D1 până când scade la zero. Acest lucru face ca tensiunea de pe T2 să crească din nou, iar procesul se repetă din nou.

Tranzistoarele funcționează ca un tiristor cu feedback pozitiv, rezultând o oscilație. T3 se asigură că T1 este oprit la curentul predeterminat și că circuitul funcționează în modul limită CM/DM.

Actualizarea circuitului pentru sarcini mai mari

În loc să iluminați un LED, puteți utiliza acest circuit pentru a opera o sarcină nominală mai mare. Dar, cu o sarcină mai mare, veți găsi că convertizorul buck nu oscilează.

Acest lucru se datorează încărcării care împiedică R3 să pornească T2 la pornire.

Această problemă poate fi evitată prin plasarea unui condensator (0,1uF) între punctul P și baza lui T2.

“cum să faci o simplă dronă ”

O altă mișcare inteligentă ar fi netezirea tensiunii prin conectarea unui condensator electrolitic de 10 F la ieșire.

Convertorul buck funcționează ca o sursă de curent în loc de o sursă de tensiune și nu este reglat. Cu toate acestea, pentru majoritatea aplicațiilor simple, acest lucru va fi mai mult decât suficient.

Cum se construiește

Pasul # 1: Luați plăci de bandă de uz general de 20 mm pe 20 mm.
Spep#2: Curățați partea de cupru cu o hârtie de șmirghel.
Pasul # 3: Luați rezistențele și diodele și îndoiți cablurile lor lăsând o distanță de 1 mm între corpul lor și cabluri.
Pasul #4: Introduceți rezistențele în PCB și lipiți-le. Tăiați lungimile de plumb în exces.
Pasul #5: Introduceți tranzistoarele conform aceleiași poziții de aspect, așa cum este indicată în schema. Lipiți-le cablurile și tăiați cablurile extinse.
Pasul # 6: Acum, introduceți inductorul, lipiți-l și tăiați-i cablurile.
Pasul #7: În cele din urmă introduceți, condensatorul și LED-ul, lipiți cablurile. Tăiați cablurile în exces

Odată ce asamblarea de mai sus este realizată, interconectați cu atenție cablurile diferitelor componente, făcând referire la diagrama schematică. Faceți acest lucru folosind bucățile din firele de plumb tăiate, tăiate anterior.

Dacă nu reușiți să conectați cablurile direct de pe partea de cupru, puteți utiliza cablul jumper de pe partea componentă a PCB-ului.

Cum se testează

Țineți LED-ul deconectat la pornire.
Aplicați 9 V DC la circuit.
Măsurați tensiunea în punctele în care LED-ul ar trebui să fie conectat.
Trebuie să fie în jur de 3 V până la 4 V.
Acest lucru va confirma că ați construit corect convertizorul de dolari și că funcționează corect.
Puteți opri alimentarea și conectați LED-ul înapoi în poziția sa.
Acum porniți din nou DC, veți găsi LED-ul iluminat puternic de la intrarea de 9 V DC cu eficiență maximă.