Praktický obvod převodníku, který je zde vysvětlen, používá pouze 3 tranzistory a je extrémně snadno sestavit. I když je obvod jednoduchý, má vysokou účinnost.

Obvod lze použít k napájení 3,3 V LED z vyšších vstupních zdrojů, jako jsou 12 V nebo 9 V napájecí vstupy.

Konstrukce převodníku může být také snadno upgradována tak, aby místo LED fungovala s vyšší jmenovitou zátěží.

Obsah

Základní funkce topologie Buck Converter

S odkazem na obrázek níže se pokusme pochopit jak funguje převodník 'dolar' nebo 'step-down' . S obvodem buck konvertoru může být vyšší vstupní napětí transformováno na nižší výstupní napětí. Jeho základní provozní režim je popsán následovně.

Jakmile se stiskne spínač S, vytvoří se na induktoru L kladné napětí. Je to proto, že Uin je vyšší než Uout. Cívka se zpočátku snaží odolávat okamžitému toku proudu. V důsledku toho se proud v cívce lineárně zvyšuje a energie se začíná ukládat do cívky.

Poté, jakmile se otevře spínač S, uložený proud protéká cívkou do výstupního kondenzátoru přes diodu D.

Protože napětí UL na cívce je nyní záporné, proud skrz cívku se lineárně snižuje. Výstup přijímá energii, která byla zachycena a uložena v cívce. Pokud nyní spínač S znovu sepnete, postup začne znovu a bude se opakovat, když spínač zapnete/vypnete.

Provozní režimy

Napětí, které se objeví na výstupu, je určeno způsobem ovládání spínače S. Podle níže uvedeného obrázku existují tři základní typy toku proudu.

Předpokládejme, že spínač S je sepnutý v bodě, kde proud tekoucí uvnitř cívky nedosáhl nuly, bude tok proudu vždy procházet cívkou. Toto se nazývá „kontinuální režim“ (CM).
Pokud je proud schopen po část cyklu dosáhnout nuly, jak je znázorněno na obrázku 2(b), pak obvod pracuje v „nespojitém režimu“ (DM).
Když je spínač sepnut přesně ve chvíli, kdy proud cívky dosáhl nuly, nazýváme to CM/DM limitní operace.

To znamená, že v doláčovém konvertoru lze změnit výstupní napětí i výkon úpravou period 'zapnuto' spínače. To se také nazývá poměr mark-space.

To je dost teorie; nyní prozkoumáme přímý okruh v reálném světě.

Vytvoření praktického návrhu převodníku

Následující obrázek ukazuje jednoduchý praktický obvod buck měniče využívající pouze 3 tranzistory a několik dalších pasivních prvků.

“zesílení napětí zesilovače ce ”

Funguje to následujícím způsobem:

Spínač S v tomto obvodu je reprezentován tranzistorem T1. Dalšími součástmi snižujícího měniče jsou dioda D1 a cívka L1.

Jakmile je obvod napájen, R3 dodává základní proud do T2 (protože propustné napětí D2 je větší než 0,7 V) a T2 se zapne.

Při vedení T2 získá T1 základní předpětí a také začne vedení. V této situaci dochází v bodě P ke zvýšení napětí, což způsobí, že T2 vede ještě tvrději.

Nyní, když napětí bodu P dosáhne 9 V, proud přes L1 se začne zvyšovat. Napětí na cívce a její indukčnost ovlivňují, jak rychle se proud uvnitř cívky zvyšuje.

Jak se proud přes cívku zvyšuje, napětí na R1 klesá. Jakmile tento potenciál dosáhne 0,7 V (asi 70 mA), způsobí zapnutí T3. To rychle odstraní základní proud T1.

Protože proud v L1 se již nemůže zvyšovat, napětí v bodě P začne klesat. V důsledku toho se vypne T2 a poté T1.

Proud přes L1 nyní prochází přes D1, dokud neklesne na nulu. To způsobí, že napětí na T2 opět vzroste a proces se znovu opakuje.

Tranzistory pracují jako tyristor s kladnou zpětnou vazbou, což má za následek oscilaci. T3 zajišťuje, že T1 je vypnut při předem stanoveném proudu a že obvod pracuje v limitním režimu CM/DM.

“jak udělat RGB led ovladač ”

Upgrade obvodu pro vyšší zatížení

Namísto rozsvícení LED můžete tento obvod použít k provozu vyšší jmenovité zátěže. Ale při vyšší zátěži zjistíte, že buck převodník nebude oscilovat.

To je způsobeno zátěží, která brání R3 v zapnutí T2 při spuštění.

Tomuto problému lze předejít umístěním kondenzátoru (0,1uF) mezi bod P a základnu T2.

Dalším chytrým krokem by bylo vyhlazení napětí připojením 10F elektrolytického kondenzátoru přes výstup.

Měnič buck funguje jako zdroj proudu místo zdroje napětí a je neregulovaný. Pro většinu jednoduchých aplikací to však bude více než dostatečné.

Jak stavět

Krok č. 1: Vezměte 20 mm x 20 mm desku pro obecné použití.
Spep#2: Očistěte měděnou stranu brusným papírem.
Krok č. 3: Vezměte rezistory a diody a ohněte jejich vodiče tak, aby mezi jejich tělem a vodiči byla vzdálenost 1 mm.
Krok č. 4: Vložte rezistory do PCB a připájejte je. Odřízněte přebytečné délky olova.
Krok č. 5: Vložte tranzistory podle stejné pozice rozložení, jak je uvedeno ve schématu. Připájejte jejich vodiče a ořízněte prodloužené vodiče.
Krok č. 6: Nyní vložte induktor, připájejte jej a ořízněte jeho vodiče.
Krok č. 7: Nakonec vložte kondenzátor a LED, připájejte vodiče. Přebytečné vodiče odstřihněte

Jakmile je výše uvedená montáž provedena, pečlivě propojte vodiče různých součástí podle schématu. Udělejte to pomocí kousků oříznutých vodičů, které jste předtím uřízli.

Pokud se vám nedaří zapojit vodiče přímo z měděné strany, můžete použít propojovací kabel ze strany součástek desky plošných spojů.

Jak testovat

Na začátku nechte LED odpojenou.
Přiveďte do obvodu 9 V DC.
Změřte napětí v bodech, kde má být LED připojena.
Musí být kolem 3V až 4V.
Tím potvrdíte, že jste převaděč peněz sestavili správně a že funguje správně.
Můžete vypnout napájení a připojit LED zpět na své místo.
Nyní znovu zapněte DC, zjistíte, že LED svítí jasně ze vstupu 9 V DC s maximální účinností.