Čia paaiškinta praktiška „Buck“ keitiklio grandinė naudoja tik 3 tranzistorius ir yra labai lengva sukurti. Nors grandinė yra paprasta, ji pasižymi dideliu efektyvumu.

Grandinę galima naudoti 3,3 V šviesos diodams valdyti iš aukštesnio įvesties šaltinio, pvz., iš 12 V arba 9 V maitinimo įėjimų.

„Buck“ keitiklio dizainą taip pat galima lengvai atnaujinti, kad būtų galima naudoti didesnes vardines apkrovas, o ne šviesos diodą.

Turinys

Pagrindinis „Buck“ keitiklio topologijos darbas

Remdamiesi toliau pateiktu paveikslu, pabandykime suprasti kaip veikia „sumažinimo“ arba „sumažinimo“ keitiklis . Naudojant keitiklio grandinę, didesnė įėjimo įtampa gali būti transformuota į mažesnę išėjimo įtampą. Pagrindinis jo veikimo būdas aprašytas taip.

Kai tik paspaudžiamas jungiklis S, per induktorių L atsiranda teigiama įtampa. Taip yra todėl, kad Uin yra didesnis nei Uout. Ritė iš pradžių bando atsispirti momentiniam srovės srautui. Dėl to srovė ritėje didėja tiesiškai, o energija pradeda kauptis ritėje.

Tada, kai tik atidaromas jungiklis S, saugoma srovė teka per ritę į išėjimo kondensatorių per diodą D.

Kadangi įtampa UL per ritę dabar yra neigiama, srovė per ritę mažėja tiesiškai. Išvestis gauna energiją, kuri buvo užfiksuota ir saugoma ritėje. Dabar, jei jungiklis S vėl uždaromas, procedūra prasidės iš naujo ir kartojasi, kai jungiklis įjungiamas/išjungiamas.

Veikimo režimai

Išėjime atsirandanti įtampa nustatoma pagal tai, kaip veikia jungiklis S. Pagal toliau pateiktą paveikslėlį yra trys pagrindiniai srovės srauto tipai.

Tarkime, jungiklis S yra uždarytas taške, kur srovė, tekanti ritės viduje, nepasiekė nulio, per ritę visada bus juntamas srovės srautas. Tai vadinama „nepertraukiamu režimu“ (CM).
Jei srovė gali pasiekti nulį tam tikrą ciklo dalį, kaip parodyta 2 paveiksle (b), tada grandinė veikia „nepertraukiamu režimu“ (DM).
Kai jungiklis uždaromas tiksliai tada, kai ritės srovė pasiekia nulį, tai vadiname CM/DM ribine operacija.

Tai reiškia, kad keitiklyje išėjimo įtampa ir galia gali būti keičiami reguliuojant jungiklio „įjungimo“ periodus. Tai taip pat vadinama žymės ir erdvės santykiu.

Užtenka teorijos; dabar panagrinėkime paprastą realaus pasaulio grandinę.

Praktinio Buck keitiklio dizaino kūrimas

Toliau pateiktame paveikslėlyje parodyta paprasta praktiška keitiklio grandinė, naudojanti tik 3 tranzistorius ir keletą kitų pasyvių elementų.

“kaip padaryti ekvalaizerį ”

Jis veikia tokiu būdu:

Jungiklį S šioje grandinėje vaizduoja tranzistorius T1. Kiti sumažinto keitiklio komponentai yra diodas D1 ir ritė L1.

Kai tik grandinė įjungiama, R3 tiekia bazinę srovę į T2 (nes D2 tiesioginė įtampa yra didesnė nei 0,7 V) ir T2 įjungiamas.

Kai T2 laidumas, T1 gauna bazinį poslinkį ir taip pat pradeda laidumą. Esant tokiai situacijai, taške P padidėja įtampa, dėl kurios T2 praleidžia dar stipriau.

Dabar, kai taško P įtampa pasiekia 9 V, srovė per L1 pradeda didėti. Įtampa visoje ritėje ir jos induktyvumas turi įtakos tam, kaip greitai didėja srovė joje.

Didėjant srovei per ritę, įtampa per R1 mažėja. Kai tik šis potencialas pasiekia 0,7 V (apie 70 mA), T3 įsijungia. Tai greitai pašalina bazinę T1 srovę.

Kadangi srovė L1 dabar nebegali didėti, įtampa taške P pradeda mažėti. Dėl to T2 išjungiamas, o po to T1.

Srovė per L1 dabar keliauja per D1, kol nukrenta iki nulio. Dėl to T2 įtampa vėl padidėja, o procesas kartojamas iš naujo.

Tranzistoriai veikia kaip tiristorius su teigiamu grįžtamuoju ryšiu, todėl atsiranda virpesių. T3 užtikrina, kad T1 būtų išjungtas esant iš anksto nustatytai srovei ir kad grandinė veiktų CM/DM ribiniu režimu.

Grandinės atnaujinimas didesnėms apkrovoms

Užuot apšvietę šviesos diodą, galite naudoti šią grandinę didesnei vardinei apkrovai valdyti. Tačiau esant didesnei apkrovai, buck keitiklis nesvyruoja.

Taip yra dėl apkrovos, neleidžiančios R3 įjungti T2 paleidžiant.

Šios problemos galima išvengti pastačius kondensatorių (0,1 uF) tarp taško P ir T2 pagrindo.

Kitas protingas žingsnis būtų išlyginti įtampą, prijungus 10 F elektrolitinį kondensatorių prie išvesties.

Buck keitiklis veikia kaip srovės šaltinis, o ne kaip įtampos šaltinis ir yra nereguliuojamas. Tačiau daugeliui paprastų programų to bus daugiau nei pakankamai.

Kaip statyti

1 veiksmas: paimkite 20 mm x 20 mm bendrosios paskirties juostelių plokštę.
2 veiksmas: nuvalykite varinę pusę švitriniu popieriumi.
3 veiksmas: paimkite rezistorius ir diodus ir sulenkite jų laidus, palikdami 1 mm atstumą tarp korpuso ir laidų.
4 veiksmas: įdėkite rezistorius į PCB ir lituokite. Nupjaukite perteklinius laido ilgius.
5 veiksmas: įdėkite tranzistorius pagal tą pačią išdėstymo padėtį, kaip nurodyta schemoje. Lituokite jų laidus ir apkarpykite išplėstinius laidus.
6 veiksmas: dabar įkiškite induktorių, lituokite ir apkarpykite jo laidus.
7 veiksmas: Galiausiai įdėkite kondensatorių ir šviesos diodą, lituokite laidus. Nupjaukite perteklinius laidus

Atlikę aukščiau aprašytą surinkimą, atsargiai sujunkite įvairių komponentų laidus pagal schemą. Atlikite tai naudodami nupjautų švino laidų gabalus, anksčiau nupjautus.

Jei negalite prijungti laidų tiesiai iš varinės pusės, galite naudoti trumpiklį iš PCB komponentinės pusės.

Kaip išbandyti

Paleiskite šviesos diodą atjungtą.
Į grandinę įjunkite 9 V nuolatinę įtampą.
Išmatuokite įtampą taškuose, kuriuose turėtų būti prijungtas šviesos diodas.
Jis turi būti apie 3 V–4 V.
Tai patvirtins, kad teisingai sukūrėte „Buck“ keitiklį ir jis tinkamai veikia.
Galite išjungti maitinimą ir vėl prijungti šviesos diodą į savo padėtį.
Dabar vėl įjunkite nuolatinę srovę, pamatysite, kad šviesos diodas šviečia ryškiai iš 9 V nuolatinės srovės įvesties ir maksimaliai efektyviai.