Burada açıklanan pratik dönüştürücü devresi sadece 3 transistör kullanır ve inşa edilmesi son derece kolaydır. Devre basit olmasına rağmen verimi yüksektir.

Devre, 12 V veya 9 V besleme girişleri gibi daha yüksek giriş kaynaklarından 3,3 V LED'leri sürmek için kullanılabilir.

Buck dönüştürücü tasarımı, LED yerine daha yüksek nominal yükleri çalıştırmak için kolayca yükseltilebilir.

İçindekiler

Bir Buck Dönüştürücü Topolojisinin Temel Çalışması

Aşağıdaki şekle bakarak anlamaya çalışalım bir 'para' veya 'aşayan' dönüştürücü nasıl çalışır? . Bir dönüştürücü devre ile, daha yüksek bir giriş voltajı, daha düşük bir çıkış voltajına dönüştürülebilir. Temel çalışma modu aşağıda açıklanmıştır.

S anahtarına basılır basılmaz L indüktörü üzerinde pozitif bir voltaj gelişir. Bunun nedeni Uin'in Uout'tan daha yüksek olmasıdır. Bobin başlangıçta anlık akım akışına direnmeye çalışır. Sonuç olarak bobindeki akım lineer olarak artar ve bobinde enerji depolanmaya başlar.

Daha sonra, S anahtarı açılır açılmaz, depolanan akım bobinden D diyotu üzerinden çıkış kondansatörüne akar.

Bobin üzerindeki UL gerilimi artık negatif olduğundan, bobinden geçen akım doğrusal olarak azalır. Çıkış, bobinde yakalanan ve depolanan enerjiyi alır. Şimdi, S Anahtarı bir kez daha kapatılırsa, prosedür yeniden başlar ve anahtar AÇIK/KAPALI olarak çalıştırılırken tekrarlanmaya devam eder.

Operasyon modları

Çıkışta görünen voltaj, S anahtarının nasıl çalıştırıldığına göre belirlenir. Aşağıdaki şekle göre, üç temel akım akışı türü vardır.

Farz edelim ki, bobin içinde akan akımın sıfıra ulaşmadığı bir noktada S anahtarı kapalıdır, bobinden her zaman bir akım akışı yaşanacaktır. Buna 'sürekli mod' (CM) denir.
Eğer akım, Şekil 2(b)'de gösterildiği gibi, çevrimin bir kısmı için sıfıra ulaşabiliyorsa, o zaman devre 'süreksiz modda' (DM) çalışıyordur.
Bobin akımı sıfıra ulaştığında anahtar tam olarak kapatıldığında, buna CM/DM limit işlemi diyoruz.

Bu, bir dönüştürücüde, anahtarın 'açık' dönemlerini ayarlayarak hem çıkış voltajının hem de gücün değiştirilebileceği anlamına gelir. Buna işaret-boşluk oranı da denir.

Bu kadar teori yeter; şimdi basit bir gerçek dünya devresini inceleyelim.

Pratik Bir Buck Dönüştürücü Tasarımı Yapmak

Aşağıdaki şekil, sadece 3 transistör ve birkaç diğer pasif eleman kullanan basit bir pratik dönüştürücü devresini göstermektedir.

Aşağıdaki şekilde çalışır:

Bu devredeki S anahtarı, transistör T1 ile temsil edilir. Düşürücü dönüştürücünün diğer bileşenleri diyot D1 ve bobin L1'dir.

Devreye güç verilir verilmez R3, T2'ye bir temel akım sağlar (çünkü D2'nin ileri voltaj özelliği 0,7 V'den büyüktür) ve T2 AÇIK konuma getirilir.

“bir alıcı-verici nasıl çalışır ”

T2 iletkenliği ile T1 bir baz önyargısı alır ve ayrıca iletmeye başlar. Bu durumda, P noktası voltajda bir artış yaşar, bu da T2'nin daha da sert iletmesine neden olur.

Şimdi P noktasının voltajı 9 V'a ulaştığında, L1'den geçen akım artmaya başlar. Bobin üzerindeki voltaj ve endüktansı, içindeki akımın ne kadar hızlı arttığını etkiler.

Bobin üzerindeki akım arttıkça, R1 üzerindeki voltaj azalır. Bu potansiyel 0,7 V'a (yaklaşık 70 mA) ulaşır ulaşmaz T3'ün AÇIK hale gelmesine neden olur. Bu, T1'in temel akımını hızla kaldırır.

L1'deki akım artık artamayacağından, P noktasındaki voltaj düşmeye başlar. Sonuç olarak T2 kapatılır, ardından T1 gelir.

L1 üzerinden akım şimdi sıfıra düşene kadar D1 üzerinden hareket eder. Bu, T2 üzerindeki voltajın tekrar artmasına neden olur ve işlem yeniden tekrarlanır.

Transistörler, pozitif geri beslemeli bir tristör olarak çalışır ve bir salınım ile sonuçlanır. T3, T1'in önceden belirlenmiş akımda kapatılmasını ve devrenin CM/DM limit modunda çalışmasını sağlar.

Devreyi Daha Yüksek Yükler İçin Yükseltme

Bir LED'i aydınlatmak yerine, daha yüksek bir nominal yükü çalıştırmak için bu devreyi kullanabilirsiniz. Ancak daha yüksek bir yükle, dönüştürücünün salınım yapmadığını göreceksiniz.

“dalgalanma gerilimi yarım dalga doğrultucu ”

Bunun nedeni, başlangıçta R3'ün T2'yi açmasını engelleyen yüktür.

Bu sorun, P noktası ile T2'nin tabanı arasına bir kapasitör (0,1 uF) yerleştirilerek önlenebilir.

Başka bir akıllı hareket, çıkışa 10 F'lik bir elektrolitik kapasitör bağlayarak voltajı yumuşatmak olacaktır.

Buck dönüştürücü, bir voltaj kaynağı yerine bir akım kaynağı olarak işlev görür ve regüle edilmez. Ancak, çoğu basit uygulama için bu fazlasıyla yeterli olacaktır.

Nasıl inşa edilir

Adım #1: 20 mm'ye 20 mm genel amaçlı şerit tahta alın.
Spep#2: Bakır tarafı zımpara kağıdı ile temizleyin.
Adım 3: Dirençleri ve diyotları alın ve uçlarını gövdeleri ile uçlar arasında 1 mm mesafe bırakarak bükün.
Adım #4: Dirençleri PCB'ye yerleştirin ve lehimleyin. Fazla kurşun uzunluklarını kesin.
Adım#5: Transistörleri şemada gösterildiği gibi aynı yerleşim konumuna göre yerleştirin. Uçlarını lehimleyin ve uzatılmış uçları kesin.
Adım #6: Şimdi indüktörü yerleştirin, lehimleyin ve uçlarını kesin.
Adım #7: Son olarak, kapasitör ve LED'i takın, uçları lehimleyin. Fazla uçları kesin

Yukarıdaki montaj yapıldıktan sonra, şematik diyagrama bakarak çeşitli bileşenlerin kablolarını dikkatlice birbirine bağlayın. Bunu, önceden kesilmiş kesilmiş kurşun tellerin parçalarını kullanarak yapın.

Uçları doğrudan bakır tarafından bağlayamıyorsanız, PCB'nin bileşen tarafından atlama teli kullanabilirsiniz.

Nasıl Test Edilir

Başlangıçta LED'in bağlantısını kesin.
Devreye 9 V DC uygulayın.
LED'in bağlanması gereken noktalardaki voltajı ölçün.
3 V ila 4 V civarında olmalıdır.
Bu, para dönüştürücüyü doğru şekilde kurduğunuzu ve doğru çalıştığını onaylayacaktır.
Gücü KAPALI konuma getirebilir ve LED'i yerine geri bağlayabilirsiniz.
Şimdi DC'yi tekrar AÇIK konuma getirin, maksimum verimle 9 V DC girişinden parlak bir şekilde yanan LED'i bulacaksınız.