Bộ chuyển đổi Buck Boost: Lý thuyết mạch làm việc và ứng dụng

Hãy Thử Công Cụ CủA Chúng Tôi Để LoạI Bỏ Các VấN Đề





Các bộ chuyển đổi buck boost là bộ chuyển đổi DC sang DC . Điện áp đầu ra của bộ chuyển đổi DC sang DC nhỏ hơn hoặc lớn hơn điện áp đầu vào. Điện áp đầu ra của cường độ phụ thuộc vào chu kỳ làm việc. Những bộ chuyển đổi này còn được gọi là máy biến áp bậc lên và bậc xuống và những cái tên này đến từ bước lên và bước xuống máy biến áp . Điện áp đầu vào tăng / giảm đến một số mức lớn hơn hoặc nhỏ hơn điện áp đầu vào. Bằng cách sử dụng năng lượng chuyển đổi thấp, công suất đầu vào bằng công suất đầu ra. Biểu thức sau đây cho thấy mức thấp của một chuyển đổi.

Công suất đầu vào (Pin) = Công suất đầu ra (Pout)




Đối với chế độ nâng cấp, điện áp đầu vào nhỏ hơn điện áp đầu ra (Vin

Nào



Ở chế độ bước xuống, điện áp đầu vào lớn hơn điện áp đầu ra (Vin> Vout). Theo đó, dòng điện đầu ra lớn hơn dòng điện đầu vào. Do đó, bộ chuyển đổi buck boost là một chế độ giảm dần.

Vin> Vout và Iin

Bộ chuyển đổi Buck Boost là gì?

Nó là một loại Bộ chuyển đổi DC sang DC và nó có độ lớn của điện áp đầu ra. Nó có thể lớn hơn hoặc nhỏ hơn độ lớn điện áp đầu vào. Bộ chuyển đổi buck boost bằng bay trở lại mạch và cuộn cảm đơn được sử dụng thay thế cho máy biến áp. Có hai loại bộ chuyển đổi trong bộ chuyển đổi buck là bộ chuyển đổi buck và một loại còn lại là bộ chuyển đổi tăng cường. Các bộ chuyển đổi này có thể tạo ra dải điện áp đầu ra hơn điện áp đầu vào. Sơ đồ sau đây cho thấy bộ chuyển đổi tăng buck cơ bản.

Công cụ chuyển đổi Buck Boost

Công cụ chuyển đổi Buck Boost

Nguyên lý làm việc của Bộ chuyển đổi Buck-Boost

Hoạt động làm việc của bộ chuyển đổi DC sang DC là cuộn cảm trong điện trở đầu vào có sự thay đổi không mong muốn trong dòng điện đầu vào. Nếu công tắc BẬT thì cuộn cảm cấp năng lượng từ đầu vào và nó lưu trữ năng lượng từ trường. Nếu đóng công tắc, nó sẽ xả năng lượng. Mạch đầu ra của tụ điện được giả định là đủ cao so với hằng số thời gian của mạch RC là cao trên tầng đầu ra. Hằng số thời gian khổng lồ được so sánh với chu kỳ chuyển mạch và đảm bảo rằng trạng thái ổn định là điện áp đầu ra không đổi Vo (t) = Vo (không đổi) và hiện diện ở đầu nối tải.

Có hai loại nguyên lý làm việc khác nhau trong bộ chuyển đổi tăng cường buck.

  • Dụng cụ đổi tiền.
  • Bộ chuyển đổi tăng cường.

Buck Converter hoạt động

Sơ đồ sau đây cho thấy hoạt động làm việc của bộ biến đổi buck. Trong bộ chuyển đổi buck, bóng bán dẫn đầu tiên được BẬT và bóng bán dẫn thứ hai được TẮT do tần số sóng vuông cao. Nếu cực cổng của bóng bán dẫn thứ nhất nhiều hơn dòng điện đi qua từ trường, nạp C, và nó cung cấp cho tải. D1 là điốt Schottky và nó bị TẮT do điện áp dương vào cực âm.

Buck Converter hoạt động

Buck Converter hoạt động

Cuộn cảm L là nguồn ban đầu của dòng điện. Nếu bóng bán dẫn đầu tiên TẮT bằng cách sử dụng bộ điều khiển thì dòng điện trong hoạt động buck. Từ trường của cuộn cảm bị thu hẹp và trường suy giảm e.m.f trở lại được tạo ra quay xung quanh cực của điện áp trên cuộn cảm. Dòng điện chạy trong diode D2, tải và diode D1 sẽ được BẬT.

Sự phóng điện của cuộn cảm L giảm khi có dòng điện. Trong khi bóng bán dẫn đầu tiên ở một trạng thái, điện tích của bộ tích lũy trong tụ điện. Dòng điện chạy qua tải và trong thời gian tắt giữ Vout hợp lý. Do đó, nó giữ biên độ gợn sóng tối thiểu và Vout đóng ở giá trị Vs

Boost Converter đang hoạt động

Trong bộ chuyển đổi này, bóng bán dẫn đầu tiên được BẬT liên tục và đối với bóng bán dẫn thứ hai, sóng vuông tần số cao được áp dụng cho cực cổng. Bóng bán dẫn thứ hai đang dẫn khi trạng thái bật và dòng điện đầu vào chảy từ cuộn cảm L qua bóng bán dẫn thứ hai. Cực âm nạp từ trường xung quanh cuộn cảm. Diode D2 không thể dẫn điện vì cực dương nằm trên mặt đất tiềm năng bằng cách dẫn điện cao của bóng bán dẫn thứ hai.

Boost Converter đang hoạt động

Boost Converter đang hoạt động

Bằng cách sạc tụ điện C, tải được áp dụng cho toàn bộ mạch ở trạng thái BẬT và nó có thể tạo ra các chu kỳ dao động sớm hơn. Trong thời gian ON, tụ điện C có thể phóng điện thường xuyên và tần số gợn sóng cao trên điện áp đầu ra. Sự khác biệt tiềm năng gần đúng được đưa ra bởi phương trình dưới đây.

VS + VL

Trong khoảng thời gian TẮT của bóng bán dẫn thứ hai, cuộn cảm L được tích điện và tụ điện C được phóng điện. Cuộn cảm L có thể tạo ra e.m.f ngược và các giá trị tùy thuộc vào tốc độ thay đổi dòng điện của công tắc bóng bán dẫn thứ hai. Độ tự cảm mà cuộn dây có thể chiếm. Do đó, e.m.f phía sau có thể tạo ra bất kỳ điện áp nào khác nhau thông qua một dải rộng và được xác định bởi thiết kế của mạch. Do đó cực tính của điện áp trên cuộn cảm L lúc này đã đảo ngược.

Điện áp đầu vào cho điện áp đầu ra và tối thiểu bằng hoặc cao hơn điện áp đầu vào. Diode D2 được phân cực thuận và dòng điện áp dụng cho dòng tải và nó sạc các tụ điện thành VS + VL và nó đã sẵn sàng cho bóng bán dẫn thứ hai.

Chế độ của bộ chuyển đổi Buck Boost

Có hai loại chế độ khác nhau trong bộ chuyển đổi buck boost. Sau đây là hai loại bộ chuyển đổi buck boost.

  • Chế độ dẫn liên tục.
  • Chế độ dẫn truyền không liên tục.

Chế độ dẫn liên tục

Trong chế độ dẫn liên tục, dòng điện từ đầu đến cuối của cuộn cảm không bao giờ về không. Do đó cuộn cảm phóng điện một phần sớm hơn chu kỳ chuyển mạch.

Chế độ dẫn điện không liên tục

Trong chế độ này, dòng điện qua cuộn cảm về không. Do đó, cuộn cảm sẽ phóng điện hoàn toàn vào cuối chu kỳ chuyển mạch.

Các ứng dụng của bộ chuyển đổi Buck boost

  • Nó được sử dụng trong các bộ nguồn tự điều chỉnh.
  • Nó có điện tử tiêu dùng.
  • Nó được sử dụng trong hệ thống pin.
  • Các ứng dụng điều khiển thích ứng.
  • Các ứng dụng khuếch đại công suất.

Ưu điểm của Buck Boost Converter

  • Nó cho điện áp đầu ra cao hơn.
  • Chu kỳ hoạt động của ống dẫn thấp.
  • Điện áp thấp trên MOSFET

Vì vậy, đây là tất cả về cách làm việc của mạch chuyển đổi Buck Boost và các ứng dụng. Thông tin được đưa ra trong bài báo là khái niệm cơ bản về bộ chuyển đổi buck boost. Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào về khái niệm này hoặc thực hiện các dự án kỹ thuật điện , vui lòng bình luận trong phần bình luận bên dưới. Dưới đây là một câu hỏi cho bạn. Chức năng của bộ chuyển đổi buck boost là gì?

Tín ảnh: