Разликата между бък регулатор и буст регулатор
Функция и посока на изходното напрежение
Регулатор за намаляване на напрежението
Основната функция на регулатора за намаляване на напрежението е да намали по-високото входно напрежение до по-ниско стабилно изходно напрежение. Например, обичайното входно DC напрежение от 12V се преобразува в стабилно изходно напрежение от 5V или 3.3V, за да отговари на нуждите на нисконапрежените захранвания, като зарядни устройства за мобилни телефони и някои чипове на материнската плата на компютъра.
Усилен регулатор на напрежението
Усилен регулатор на напрежението увеличава по-ниското входно напрежение до по-високо стабилно изходно напрежение. Например, в някои устройства, които използват единични или многобройни сухи батерии (1.5V или 3V и т.н.) за захранване, напрежението може да бъде повишено до 5V, 9V и т.н., чрез усилвателния регулатор, за да захранва краци или устройства, които изискват по-високо напрежение, като портативни говорители и някои ръчни измервателни прибори.
Схемна структура и принцип на действие
Регулатор за намаляване на напрежението
Основна схемна структура: Обикновеният buck регулатор използва структура на buck преобразувател. Той е основно съставен от мощностни ключови транзистори (като MOSFET), индуктори, кондензатори, диоди и контролни цепи.
Принцип на действие: Когато мощностният ключов транзистор е включен, входното напрежение зарежда индуктора, токът през индуктора се увеличава линейно, в този момент диодът е обратно изключен, а захранването на нагрузката се осъществява от кондензатора; Когато ключовият транзистор е изключен, индукторът генерира обратна електромоторна сила, която захранва кондензатора и нагрузката чрез диода, а токът през индуктора намалява линейно. Чрез контролиране на времето на включване и изключване (фактор на дължина) на ключовия транзистор, изходното напрежение се регулира, за да се поддържа стабилно изходно напрежение.
Усилен регулатор на напрежението
Основна схемна структура: Обикновено се използва структура на boost преобразувател, която също включва мощностни ключови транзистори, индуктори, кондензатори, диоди и контролни цепи.
Принцип на действие: Когато мощностният ключов транзистор е включен, входното напрежение се добавя към двата края на индуктора, токът през индуктора се увеличава линейно, в този момент диодът е изключен, а кондензаторът разтоварва напрежението към нагрузката, за да се поддържа изходното напрежение; Когато ключовият транзистор е изключен, обратната електромоторна сила, генерирана от индуктора, се сумира с входното напрежение, зарежда кондензатора чрез диода и захранва нагрузката. Чрез регулиране на времето на включване и изключване (фактор на дължина) на ключовия транзистор, изходното напрежение може да бъде повишено и стабилизирано.
Приложим сценарий
Регулатор за намаляване на напрежението
Потребителски електронни устройства: широко използвано в мобилни телефони, таблети, лаптопи и други устройства. Повечето чипове и схемни модули в тези устройства изискват различни нисковолтови равнища на захранване, а входното захранване на устройството (като напрежението на литиевата батерия или напрежението на външния адаптер) е относително високо, и е необходим регулатор за намаляване на напрежението, за да отговори на напрежението на различните компоненти.
Захранващ адаптер: Използван за преобразуване на публичната мрежа в по-ниско DC напрежение, например, обикновеното 220V AC напрежение в 5V, 9V, 12V DC напрежение, за зареждане или захранване на мобилни телефони, рутери и други устройства.
Усилен регулатор на напрежението
Портативни устройства: За портативни устройства, захранвани от нисковолтови батерии (като сухи батерии, бутончета), използват, когато някои компоненти в устройството изискват по-високо напрежение. Например, някои фенери, захранвани от единична 1.5V суха батерия, повишават напрежението до 3V или по-високо чрез усилвателен регулатор, за да предоставят по-ярко осветление.
Система за възобновяема енергия: В системата за солнечна фотогенерация, когато изходното напрежение на фотоелемента е ниско при ниска светлина, усилвателният регулатор може да повиши ниското напрежение до напрежение, подходящо за последващите цепи (като инвертори), за да се подобри ефективността на използването на солнечната енергия.
Характеристика на ефективността
Регулатор за намаляване на напрежението
В процеса на намаляване, ефективността на регулатора за намаляване на напрежението е свързана с разликата между входното и изходното напрежение, тока на нагрузката, качеството на схемните компоненти и други фактори. Обикновено, когато разликата между входното и изходното напрежение е малка, ефективността е относително ниска при лека нагрузка (малък ток на нагрузката), а ефективността ще се подобри с увеличаването на тока на нагрузката. Но ако разликата между входното и изходното напрежение е прекалено голяма, ефективността ще бъде намалена поради влиянието на загубите на мощност (предимно загуби на компоненти като ключови транзистори и индуктори).
Усилен регулатор на напрежението
Ефективността на усилвателния регулатор също е засегната от много фактори. Тъй като в процеса на повишаване, индукторът трябва да запази повече енергия, за да повиши напрежението, а диодът има определена енергийна загуба при обратно изключване, така че при ниско входно напрежение, високо изходно напрежение и тежка нагрузка (голям ток на нагрузката), ефективността може да бъде значително засегната, но с развитието на технологията, новите усилвателни регулатори постоянно подобряват ефективността.
