Den praktiske buck-omformerkretsen som er forklart her bruker kun 3 transistorer og er ekstremt enkel å bygge. Selv om kretsen er enkel, har den høy effektivitet.

Kretsen kan brukes til å drive 3,3 V LED-er fra en høyere inngangsforsyning som fra 12 V eller 9 V forsyningsinnganger.

Bukk-konverteringsdesignen kan også enkelt oppgraderes til å betjene høyere belastninger i stedet for en LED.

Innhold

Grunnleggende bruk av en Buck Converter-topologi

Med henvisning til figuren nedenfor, la oss prøve å forstå hvordan en 'buck' eller en 'step-down' omformer fungerer . Med en buck-omformerkrets kan en høyere inngangsspenning transformeres til en lavere utgangsspenning. Dens grunnleggende driftsmåte er beskrevet som følger.

Så snart bryteren S trykkes inn, utvikles det en positiv spenning over induktoren L. Dette er fordi Uin er høyere enn Uout. Spolen prøver først å motstå den øyeblikkelige strømmen. Som et resultat øker strømmen i spolen lineært, og energi begynner å lagres i spolen.

Så snart bryteren S er åpnet, flyter den lagrede strømmen gjennom spolen inn i utgangskondensatoren gjennom dioden D.

Siden spenningen UL over spolen nå er negativ, reduseres strømmen gjennom spolen lineært. Utgangen mottar energien som ble fanget og lagret i spolen. Nå, hvis bryter S lukkes igjen, begynner prosedyren på nytt og fortsetter å gjentas mens bryteren betjenes PÅ/AV.

Driftsmåter

Spenningen som vises ved utgangen bestemmes av hvordan bryteren S betjenes. I henhold til figuren nedenfor er det tre grunnleggende typer strømflyt.

Anta at bryteren S er lukket på et punkt der strømmen som flyter inne i spolen ikke har nådd null, vil en strøm av strøm alltid oppleves gjennom spolen. Dette omtales som 'kontinuerlig modus' (CM).
Hvis strømmen er i stand til å nå null for en del av syklusen, som illustrert i figur 2(b), så fungerer kretsen i 'diskontinuerlig modus' (DM).
Når bryteren lukkes nøyaktig når spolestrømmen har nådd null, kaller vi dette CM/DM-grenseoperasjon.

Dette betyr at i en buck-omformer kan både utgangsspenningen og effekten endres ved å justere 'på'-periodene til bryteren. Dette kalles også mark-space-forholdet.

“fire former for fornybar energi ”

Det er nok teori; la oss nå undersøke en enkel krets fra den virkelige verden.

Lage et praktisk Buck Converter-design

Følgende figur viser en enkel praktisk buck-omformerkrets som bruker kun 3 transistorer og noen få andre passive elementer.

Det fungerer på følgende måte:

Bryter S i denne kretsen er representert av transistor T1. De andre komponentene til nedtrappingsomformeren er diode D1 og spole L1.

Så snart kretsen er slått på, leverer R3 en basisstrøm til T2 (fordi D2s foroverspenningsspesifikasjon er større enn 0,7 V) og T2 slås PÅ.

“pumpe tørrkjøringssensor ”

Med T2-ledning får T1 en basebias, og den begynner også å lede. I denne situasjonen opplever punkt P en spenningsøkning, som får T2 til å lede enda hardere.

Nå når punktet Ps spenning når 9 V, begynner strømmen gjennom L1 å øke. Spenningen over spolen og dens induktans påvirker begge hvor raskt strømmen inne i den øker.

Når strømmen over spolen øker, synker spenningen over R1. Så snart dette potensialet treffer 0,7 V (ca. 70 mA) får T3 til å slå seg PÅ. Dette fjerner raskt grunnstrømmen til T1.

Siden strømmen i L1 nå ikke lenger kan øke, begynner spenningen i punktet P å synke. T2 som et resultat er slått av, etterfulgt av T1.

Strømmen via L1 går nå via D1 til den faller til null. Dette fører til at spenningen på T2 øker igjen, og prosessen gjentas på nytt.

Transistorene fungerer som en tyristor med positiv tilbakemelding, noe som resulterer i en oscillasjon. T3 sørger for at T1 er slått av ved den forhåndsbestemte strømmen og at kretsen fungerer i CM/DM-grensemodus.

Oppgradering av kretsen for høyere belastninger

I stedet for å lyse en LED, kan du bruke denne kretsen til å betjene en høyere nominell belastning. Men med høyere belastning vil du finne at bukk-omformeren ikke oscillerer.

Dette skyldes at belastningen hindrer R3 i å slå på T2 ved oppstart.

Dette problemet kan unngås ved å plassere en kondensator (0,1uF) mellom punktet P og bunnen av T2.

Et annet smart trekk ville være å jevne ut spenningen ved å koble en 10 F elektrolytisk kondensator over utgangen.

Bukk-omformeren fungerer som en strømkilde i stedet for en spenningskilde og er uregulert. Men for de fleste enkle applikasjoner vil dette være mer enn tilstrekkelig.

Hvordan bygge

Trinn nr. 1: Ta 20 mm x 20 mm stripebrett for generell bruk.
Spep#2: Rengjør kobbersiden med et sandpapir.
Trinn nr. 3: Ta motstandene og diodene og bøy ledningene slik at det er 1 mm avstand mellom kroppen og ledningene.
Trinn #4: Sett motstandene inn i PCB-en og lodd dem. Kutt overflødige ledningslengder.
Trinn #5: Sett inn transistorene i henhold til samme layoutposisjon som angitt i skjemaet. Lodd ledningene deres, og trim de utvidede ledningene.
Trinn #6: Sett inn induktoren, lodd den og trim ledningene.
Trinn #7: Sett til slutt inn kondensatoren og LED-en, lodd ledningene. Klipp overflødige ledninger

Når monteringen ovenfor er utført, kobler du forsiktig sammen ledningene til de forskjellige komponentene ved å referere til det skjematiske diagrammet. Gjør dette ved å bruke delene av de trimmede blytrådene, som tidligere er kuttet.

“hvordan er et ohmmeter koblet til en krets ”

Hvis du ikke klarer å koble ledningene direkte fra kobbersiden, kan du bruke jumperledning fra komponentsiden av PCB.

Hvordan teste

Hold LED frakoblet ved starten.
Påfør 9 V DC til kretsen.
Mål spenningen over punktene der LED-en skal kobles til.
Det må være rundt 3 V til 4 V.
Dette vil bekrefte at du har bygget buck-omformeren riktig, og at den fungerer som den skal.
Du kan slå AV strømmen og koble lysdioden tilbake i sin posisjon.
Slå nå PÅ DC-en igjen, du vil finne LED-en lyser sterkt fra 9 V DC-inngangen med maksimal effektivitet.