Litar penukar buck praktikal yang dijelaskan di sini hanya menggunakan 3 transistor dan sangat mudah untuk dibina. Walaupun litarnya ringkas, ia mempunyai kecekapan yang tinggi.

Litar ini boleh digunakan untuk memacu LED 3.3 V daripada bekalan input yang lebih tinggi seperti daripada input bekalan 12 V atau 9 V.

Reka bentuk penukar wang juga boleh dinaik taraf dengan mudah untuk mengendalikan beban berkadar lebih tinggi dan bukannya LED.

Kandungan

Kerja Asas Topologi Buck Converter

Merujuk kepada rajah di bawah, mari kita cuba fahami cara penukar 'buck' atau 'step-down' berfungsi . Dengan litar penukar buck, voltan masukan yang lebih tinggi boleh diubah menjadi voltan keluaran yang lebih rendah. Mod asas operasinya diterangkan seperti berikut.

Sebaik sahaja suis S ditekan, voltan positif berkembang merentasi induktor L. Ini kerana Uin lebih tinggi daripada Uout. Gegelung pada mulanya cuba menahan aliran arus serta-merta. Akibatnya, arus dalam gegelung meningkat secara linear, dan tenaga mula disimpan dalam gegelung.

Seterusnya, sebaik sahaja suis S dibuka, arus yang disimpan mengalir melalui gegelung ke dalam kapasitor keluaran melalui diod D.

Oleh kerana voltan UL merentasi gegelung kini negatif, arus melalui gegelung berkurangan secara linear. Keluaran menerima tenaga yang ditangkap dan disimpan dalam gegelung. Sekarang, jika Suis S ditutup sekali lagi, prosedur akan bermula semula dan terus berulang apabila suis dikendalikan HIDUP/MATI.

Mod Operasi

Voltan yang muncul pada output ditentukan oleh cara suis S dikendalikan. Menurut rajah di bawah, terdapat tiga jenis asas aliran arus.

Katakan, suis S ditutup pada titik di mana arus yang mengalir di dalam gegelung belum mencapai sifar, aliran arus akan sentiasa dialami melalui gegelung. Ini dirujuk sebagai 'mod berterusan' (CM).
Jika arus dapat mencapai sifar untuk sebahagian daripada kitaran, seperti yang digambarkan dalam Rajah 2(b), maka litar beroperasi dalam 'mod tak selanjar' (DM).
Apabila suis ditutup tepat apabila arus gegelung telah mencapai sifar, kami memanggil operasi had CM/DM ini.

Ini bermakna, dalam penukar wang kedua-dua voltan keluaran dan kuasa boleh ditukar dengan melaraskan tempoh 'hidup' suis. Ini juga dipanggil nisbah markah-ruang.

Cukuplah teori; sekarang mari kita periksa litar dunia sebenar yang mudah.

Membuat Reka Bentuk Penukar Buck Praktikal

Rajah berikut menunjukkan litar penukar buck praktikal mudah menggunakan hanya 3 transistor dan beberapa elemen pasif yang lain.

“untuk apa pintu masuk logik digunakan ”

Ia berfungsi dengan cara berikut:

Suis S dalam litar ini diwakili oleh transistor T1. Komponen lain penukar injak turun ialah diod D1 dan gegelung L1.

Sebaik sahaja litar dikuasakan, R3 membekalkan arus asas kepada T2 (kerana spesifikasi voltan hadapan D2 lebih besar daripada 0.7 V) dan T2 dihidupkan.

Dengan pengaliran T2, T1 mendapat pincang asas dan ia juga mula mengalir. Dalam keadaan ini, titik P mengalami peningkatan voltan, yang menyebabkan T2 mengalir lebih keras.

Sekarang apabila voltan titik P mencapai 9 V, arus melalui L1 mula meningkat. Voltan merentasi gegelung dan kearuhannya mempengaruhi seberapa cepat arus di dalamnya meningkat.

Apabila arus merentasi gegelung meningkat, voltan merentasi R1 berkurangan. Sebaik sahaja potensi ini mencecah 0.7 V (kira-kira 70 mA) menyebabkan T3 dihidupkan. Ini dengan cepat mengeluarkan arus asas T1.

Oleh kerana arus dalam L1 kini tidak lagi boleh meningkat, voltan pada titik P mula berkurangan. T2 akibatnya dimatikan, diikuti oleh T1.

Arus melalui L1 kini bergerak melalui D1 sehingga ia turun kepada sifar. Ini menyebabkan voltan pada T2 meningkat semula, dan proses itu berulang semula.

Transistor berfungsi sebagai thyristor dengan maklum balas positif, menghasilkan ayunan. T3 memastikan bahawa T1 dimatikan pada arus yang telah ditetapkan dan bahawa litar beroperasi dalam mod had CM/DM.

Menaik taraf Litar untuk Beban Lebih Tinggi

Daripada menerangi LED, anda boleh menggunakan litar ini untuk mengendalikan beban berkadar yang lebih tinggi. Tetapi dengan beban yang lebih tinggi anda akan mendapati penukar wang tidak berayun.

Ini disebabkan oleh beban yang menghalang R3 daripada menghidupkan T2 semasa permulaan.

Isu ini boleh dielakkan dengan meletakkan kapasitor (0.1uF) di antara titik P dan tapak T2.

Satu lagi langkah pintar adalah untuk melicinkan voltan dengan menyambungkan kapasitor elektrolitik 10 F merentasi output.

Penukar buck berfungsi sebagai sumber arus dan bukannya sumber voltan dan tidak dikawal. Walau bagaimanapun, untuk kebanyakan aplikasi mudah, ini adalah lebih daripada mencukupi.

Cara Membina

Langkah #1: Ambil papan jalur tujuan umum 20 mm kali 20 mm.
Spep#2: Bersihkan bahagian kuprum dengan kertas pasir.
Langkah #3: Ambil perintang dan diod dan bengkokkan petunjuknya meninggalkan jarak 1 mm antara badan dan petunjuknya.
Langkah #4: Masukkan perintang ke dalam PCB dan paterinya. Potong lebihan panjang plumbum.
Langkah #5: Masukkan transistor mengikut kedudukan susun atur yang sama seperti yang ditunjukkan dalam skema. Pateri petunjuknya, dan potong petunjuk yang dilanjutkan.
Langkah #6: Sekarang, masukkan induktor, pateri dan potong petunjuknya.
Langkah #7: Akhir sekali masukkan, kapasitor dan LED, pateri petunjuk. Potong lebihan petunjuk

Setelah pemasangan di atas dilakukan dengan berhati-hati menyambungkan petunjuk pelbagai komponen dengan merujuk kepada rajah skematik. Lakukan ini menggunakan kepingan wayar plumbum yang dipotong, yang dipotong sebelum ini.

Jika anda tidak dapat menyambungkan petunjuk terus dari bahagian tembaga, anda boleh menggunakan wayar pelompat dari bahagian komponen PCB.

Cara Menguji

Pastikan LED diputuskan pada permulaan.
Sapukan 9 V DC pada litar.
Ukur voltan merentasi titik di mana LED sepatutnya disambungkan.
Ia mestilah sekitar 3 V hingga 4 V.
Ini akan mengesahkan bahawa anda telah membina penukar wang dengan betul, dan ia berfungsi dengan betul.
Anda boleh mematikan kuasa dan menyambungkan LED kembali ke kedudukannya.
Sekarang hidupkan DC sekali lagi, anda akan mendapati LED diterangi dengan terang daripada input 9 V DC dengan kecekapan maksimum.