Mis on Buck Converter?

Buck converter on muundur, mis vähendab pinget, mis jõuab alalisvoolu (DC) koormuseni. Näiteks võib 24-voldise (V) alalisvoolu (VDC) toiteallika väljundit 12-voldise seadmete pingestamiseks vähendada. Hästi läbimõeldud buck-muundur on võimeline tagama püsiva väljundpinge erinevatel koormustingimustel ja säilitama väga väikese võimsuse hajumise, mis tagab kõrge efektiivsuse.

Lineaarsed regulaatorid võivad olla lihtsaks lahenduseks väikese võimsusega nõuetele. Nad kasutavad järjestikust voolutransistorit, mis juhib koormuse voolu, et tekitada püsiv alalisvoolu väljundpinge. Kui 50 V alalisvoolu toiteallikas kasutas lineaarset regulaatorit 25 V koormuse juhtimiseks 1 ampri (A) juures, on nii koormuse kui ka lineaarse regulaatori võimsus 25 vatti (W). See tähendab, et 50 V toiteallikast tühjendatakse 50 W. Muundamise kasutegur on 50%, kuid kui kasutatakse buck-muundurit ja võimsuse hajumine buck-muunduris on 2.5 W, samal ajal kui võimsus koormuse juures on endiselt 25 W, on efektiivsus umbes 90%.

Buck-muundur on alalis-alalisvoolu muundur, mis töötab sarnaselt lülitusrežiimiga toiteallikaga (SMPS), mis juhib fikseeritud sagedusega ruutlaine töötsüklit. Kui koormus nõuab vähem voolu, on nelinurklaine sisselülitusaeg madal, kuid kui koormus nõuab SMPS-i piirile väga lähedast voolu, ületab sisselülitusaeg 85%. Lülitatud alalisvoolus kasutatakse kiirelt lülituva dioodiga järjestikust induktiivpooli, mis kasutab induktiivset tagasivoolu energiaülekande säilitamiseks, kui põhiajam on lühikeseks ajaks välja lülitatud.

Rakenduse puhul, mis on vastupidine buck-muundurile, kasutatakse astmelist võimendusmuundurit (SUBC). SUBC genereerib väljundpinge, mis on kõrgem kui selle sisend. Selles rakenduses muundab koormusega järjestikku ühendatud induktiivpool kokkuvariseva magnetvälja alalispingeks, mis on kõrgem kui vooluringi sisendpinge.

Teine elektrienergia muundamise seade on buck-boost muundur, mis võib töötada kas tagasimaksemuundurina või võimendusmuundurina. Päikeseenergiasüsteemides on võimalik saada lai alalispinge vahemik sõltuvalt päikesevalguse olemasolust. Fotogalvaanilise massiiviga laetud akupanga pinge võib olla vahemikus 40–56 V alalisvoolu. Kui tundlik koormus nõuab 47–49 V alalisvoolu, siis buck-boost muundur töötab võimendusmuundurina, kui akupanga pinge on alla 47 V. Muundur töötab buck-muundurina, kui pinge on üle 49 V.