Što je Buck Converter?

Buck pretvarač je pretvarač koji smanjuje napon koji dosegne istosmjerno (DC) opterećenje. Na primjer, izlaz 24-voltnog (V) istosmjernog (VDC) izvora napajanja može se smanjiti kako bi se uključila oprema od 12 volti. Dobro dizajniran buck pretvarač može osigurati stabilan izlazni napon pod različitim uvjetima opterećenja i održavati vrlo malu disipaciju snage, što dovodi do visoke učinkovitosti.

Linearni regulatori mogu biti jednostavno rješenje za zahtjeve male snage. Koriste serijski tranzistor snage koji kontrolira struju kroz opterećenje kako bi proizveo stalni istosmjerni izlazni napon. Ako je napajanje od 50 VDC koristilo linearni regulator za pokretanje opterećenja od 25 V na 1 amper (A), snaga preko opterećenja kao i linearnog regulatora bit će 25 vata (W). To znači da se 50 W troši iz napajanja od 50 V. Učinkovitost pretvorbe je 50%, ali ako se koristi buck pretvarač i rasipanje snage u buck pretvaraču je 2.5 W dok je snaga na opterećenju još uvijek 25 W, učinkovitost je oko 90%.

Buck pretvarač je DC u DC pretvarač koji radi slično kao napajanje s prekidačkim načinom rada (SMPS), koje kontrolira radni ciklus kvadratnog vala fiksne frekvencije. Kada opterećenje zahtijeva manju struju, vrijeme “uključenja” pravokutnog vala je malo, ali kada opterećenje zahtijeva struju vrlo blizu granice SMPS-a, vrijeme “uključenja” prelazi 85%. Uključeni istosmjerni tok koristi serijski induktor s brzopreklopnom diodom koja koristi induktivni povratni tok za održavanje prijenosa energije kada je glavni pogonski element isključen na kratko vrijeme.

Za primjenu koja je suprotna onoj od pojačanog pretvarača, koristi se pojačani pretvornik (SUBC). SUBC generira izlazni napon koji je veći od ulaznog. U ovoj primjeni, induktor u seriji s opterećenjem pretvara magnetsko polje u kolapsu u istosmjerni napon koji je viši od ulaznog napona kruga.

Drugi uređaj za pretvorbu električne energije je buck-boost pretvarač koji može raditi ili kao pojačani pretvarač ili kao pojačivač. U sustavima solarne energije moguće je dobiti širok raspon istosmjernog napona ovisno o dostupnosti sunčeve svjetlosti. Baterija napunjena fotonaponskim nizom može imati napon u rasponu od 40 do 56 VDC. Ako osjetljivo opterećenje zahtijeva 47 do 49 VDC, tada će buck-boost pretvarač raditi kao pojačani pretvarač kada je napon baterije manji od 47 V. Pretvarač će raditi kao pretvornik za pojačavanje kada je napon veći od 49 V.