مدیریت منابع تغذیه
مبدل کاهنده افزاینده
مبدل DC به DC کاهنده و افزاینده ولتاژ
![](https://gebrabit.com/wp-content/themes/woodmart/images/lazy.png)
مبدل کاهنده افزاینده (Buck-Boost) نوعی مبدل DC به DC است که میتواند ولتاژ ورودی را در صورت نیاز افزایش یا کاهش دهد. این مبدل هر دو مبدل باک (کاهنده) و بوست (افزاینده) را ترکیب میکند تا ولتاژ خروجی رگوله شدهای را ارائه دهد که میتواند بیشتر یا کمتر از ولتاژ ورودی باشد.
در اینجا یک توضیح گام به گام درباره نحوه عملکرد مبدل باک بوست آورده شده است:
زمان روشن (سوئیچ بسته): هنگامی که سوئیچ (معمولا ماسفت) بسته یا روشن است، ولتاژ ورودی (Vin) به سلف (L) وصل میشود. جریان عبوری از سلف به صورت خطی شروع به افزایش کرده و انرژی را در میدان مغناطیسی خود ذخیره میکند. در طول این مدت، دیود (D) بایاس معکوس میشود و از عبور جریان به خروجی جلوگیری میکند.
زمان خاموش (سوئیچ باز): هنگامی که کلید باز یا خاموش می شود، جریان جریان از طریق سلف مختل میشود و میدان مغناطیسی در حال فروپاشی؛ ولتاژی را در سراسر سلف القا میکند. قطبیت ولتاژ القایی مخالف ولتاژ ورودی است که دیود را بایاس فوروارد میکند و اجازه میدهد تا جریان به خازن خروجی (Cout) و بار جریان یابد.
ولتاژ خروجی مبدل باک بوست به دیوتی سایکل (D) سوئیچ بستگی دارد که نسبت زمان روشن به کل دوره سوئیچینگ (زمان روشن + زمان خاموش) است. ولتاژ خروجی را میتوان با استفاده از فرمول زیر تقریب زد:
Vout ≈ -Vin * D / (1 – D)
توجه داشته باشید که ولتاژ خروجی دارای علامت منفی در فرمول است، به این معنی که ولتاژ خروجی نسبت به ولتاژ ورودی معکوس است. با این حال، یک مبدل باک بوست غیر معکوس میتواند با استفاده از سوئیچهای اضافی یا آی سی های مبدل یکپارچه طراحی شود.
مدار کنترل، معمولاً از یک کنترلر اختصاصی PWM یا یک میکروکنترلر استفاده میکند، ولتاژ خروجی را نظارت و دیوتی سایکل را برای حفظ ولتاژ خروجی پایدار تنظیم میکند. حلقه کنترل معمولاً از یک مرجع ولتاژ، یک تقویت کننده خطا و یک ژنراتور PWM تشکیل شده است. با مقایسه ولتاژ خروجی با ولتاژ مرجع و تنظیم دیوتی سایکل بر این اساس، مدار کنترل تضمین میکند که ولتاژ خروجی حتی با تغییرات در ولتاژ ورودی یا شرایط بار، ثابت میماند.
راندمان یک مبدل کاهنده و افزاینده به فرکانس سوئیچینگ، کیفیت قطعات و طراحی بستگی دارد. برای دستیابی به راندمان مطلوب، ریپل ولتاژ خروجی و پاسخ گذرا؛ انتخاب درست و بهینه اجزا، مانند مقدار سلف، نوع دیود و مقدار خازن خروجی ضروری است. راندمان نرمال برای مبدلهای باک بوست از 75% تا 95% متغیر است.
سوالات متداول
...
…