(رِگولاتور شناسی)
رِگولاتور باک Buck Regulator
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
نکته: رگولاتور باک ساده و بازده آن بـیش از 90 % اسـت و فقـط بـه یک ترانزیستور نیاز دارد. در این رگولاتور ولتاژ خروجی فقط یک قطبیت داشته و جریان خروجی یک سویه است. همچنـین بـرای جلوگیری از اتصال کوتاه در مسیر دیود به یک مدار محافظ نیاز میباشد.
مبدل های کاهنده (همچنین مبدل های باک نیز نامیده می شوند) ولتاژ ورودی بزرگ تری می گیرند و ولتاژ خروجی کمتری تولید می کنند. برعکس، مبدل های افزایش دهنده (همچنین مبدل های تقویت کننده نیز نامیده می شوند) ولتاژ ورودی کمتری می گیرند و ولتاژ خروجی بالاتری تولید می کنند.مبدل باک بوست یک مبدل تک مرحله ای است که عملکرد های باک و مبدل تقویتی را برای تنظیم خروجی در محدوده وسیعی از ولتاژ های ورودی که می تواند بیشتر یا کمتر از ولتاژ خروجی باشد، ترکیب می کند.چهار جزء اساسی یک رگولاتور خطی عبارتند از ترانزیستور عبور، تقویت کننده خطا، مرجع ولتاژ و شبکه بازخورد مقاومت. یکی از ورودی های تقویت کننده خطا توسط دو مقاومت در مدار برای نظارت بر درصدی از ولتاژ خروجی تنظیم می شود.
از سوی دیگر، یک رِگولاتور باک Buck Regulator به اجزای بیشتری برای ایجاد مدار نیاز دارد. مرحله قدرت بین V IN و زمین سوئیچ می شود تا بسته های شارژ را برای تحویل به خروجی ایجاد کند. مشابه یک رِگولاتور باک Buck Regulator ، یک تقویت کننده عملیاتی وجود دارد که ولتاژ خروجی DC را از شبکه فیدبک نمونه برداری می کند و آن را با یک مرجع ولتاژ داخلی مقایسه می کند. سپس سیگنال خطا تقویت، جبران و فیلتر می شود. این سیگنال برای تعدیل چرخه وظیفه PWM برای بازگرداندن خروجی به حالت تنظیم استفاده می شود. به عنوان مثال، اگر جریان بار به سرعت افزایش یابد و باعث افت ولتاژ خروجی شود، حلقه کنترل چرخه وظیفه PWM را افزایش می دهد تا بار بیشتری را به بار برساند و ریل را به حالت تنظیم بازگرداند.
تنظیم کننده های رِگولاتور باک Buck Regulator اغلب در کاربرد هایی استفاده می شوند که به عملکرد ، حساس به نویز، جریان کم یا فضای محدود هستند. برخی از نمونه ها شامل لوازم الکترونیکی مصرفی مانند هدفون، پوشیدنی ها و دستگاه های اینترنت اشیا (IoT) است. به عنوان مثال، برنامه هایی مانند سمعک می توانند از یک تنظیم کننده خطی استفاده کنند، زیرا عنصر سوئیچینگ ندارند که می تواند صدای ناخواسته ایجاد کند و در عملکرد دستگاه اختلال ایجاد کند.علاوه بر این، اگر طراحان عمدتاً علاقه مند به ایجاد یک برنامه کاربردی کم هزینه هستند، نیازی نیست که نگران اتلاف توان باشند و می توانند به یک تنظیم کننده خطی تکیه کنند.تنظیم کننده‌های سوئیچینگ برای کاربرد های عمومی تر مفید هستند و به ویژه در برنامه هایی که به کارایی و عملکرد نیاز دارند، مانند کاربرد های مصرف کننده، صنعتی، سازمانی و خودرو سازی مفید هستند.
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
دکترایِ تخصصی نانو _ میکرو الکترونیک