Vad är en Buck Converter?
En buck-omvandlare är en omvandlare som minskar spänningen som når en likströmslast (DC). Exempelvis kan utgången från en 24-volt (V) likström (VDC) kraftkälla stängas ned för att aktivera 12-volts utrustning. En välkonstruerad buck-omvandlare kan tillhandahålla en jämn utgångsspänning under olika belastningsförhållanden och upprätthålla mycket låg effektdistribution, vilket leder till hög effektivitet.
Linjära regulatorer kan vara en enkel lösning för krav på låg effekt. De använder sig av en seriepassströmstransistor som styr strömmen över lasten för att producera den jämna likspänningen. Om en 50-VDC-försörjning använde en linjär regulator för att driva en 25-V-belastning vid 1 ampere (A), kommer kraften över lasten liksom den linjära regulatorn att vara 25 watt (W). Detta betyder att 50 W tappas från 50-V-strömförsörjningen. Omvandlingseffektiviteten är 50%, men om en buck-omvandlare används och effektavledningen i buck-omvandlaren är 2,5 W medan effekten vid lasten fortfarande är 25 W är effektiviteten cirka 90%.
Buck-omvandlaren är en DC-till-DC-omvandlare som fungerar ungefär som en switchad-strömförsörjning (SMPS), som styr driftscykeln för en kvadratvåg med fast frekvens. När lasten kräver mindre ström är kvadratvågens “på” -tid låg, men när lasten kräver en ström mycket nära SMPS-gränsen, går ”on” -tiden över 85%. Den växlade DC använder en serieinduktor med snabbomkopplande dioder som använder det induktiva bakflödet för att upprätthålla energiöverföring när huvuddrivelementet är avstängt under korta perioder.
För en applikation som är motsatt den för buck-omvandlaren används step up boost-omvandlaren (SUBC). SUBC genererar en utspänning som är högre än dess ingång. I denna applikation konverterar induktorn i serie med lasten ett kollapsande magnetfält till en likspänning som är högre än kretsens ingångsspänning.
En annan elektrisk omvandlingsenhet är buck-boost-omvandlaren som kan fungera antingen som en buck-omvandlare eller som en boost-omvandlare. I solenergisystem är det möjligt att få ett brett likspänningsområde beroende på tillgängligheten för solljus. En batteribank som laddas av en fotovoltaisk grupp kan ha en spänning som sträcker sig från 40 till 56 VDC. Om en känslig belastning kräver 47 till 49 VDC, kommer en buck-boost-omvandlare att fungera som en boost-omvandlare när batteriets bankspänning är mindre än 47 V. Omvandlaren fungerar som en buck-omvandlare när spänningen är mer än 49 V.