تفاوت بین تنظیمکننده باک و تنظیمکننده بوست
کارکرد و جهت ولتاژ خروجی
تنظیمکننده پایینبر
کار اصلی تنظیمکننده پایینبر کاهش ولتاژ ورودی بالاتر به یک ولتاژ خروجی پایدار و کمتر است. برای مثال، ولتاژ ورودی معمول 12V DC به یک ولتاژ خروجی پایدار 5V یا 3.3V تبدیل میشود تا نیازهای تغذیه با ولتاژ پایین مانند شارژرهای موبایل و برخی تراشههای روی مادربرد کامپیوتر را برآورده کند.
تنظیمکننده بالابر
تنظیمکننده بالابر ولتاژ ورودی کمتر را به یک ولتاژ خروجی پایدار و بیشتر افزایش میدهد. برای مثال، در برخی دستگاهها که از یک یا چند باتری خشک (1.5V یا 3V و غیره) برای تغذیه استفاده میکنند، ولتاژ میتواند از طریق تنظیمکننده بالابر به 5V، 9V و غیره افزایش یابد تا مدارها یا دستگاههایی که نیاز به ولتاژ بالاتر دارند مانند بلندگوها و برخی دستگاههای سنجش دستی تغذیه شوند.
ساختار مدار و اصل کار
تنظیمکننده پایینبر
ساختار مدار پایه: تنظیمکننده پایینبر معمولی از ساختار تبدیلکننده پایینبر استفاده میکند. آن به طور اصلی از لولههای تغییر وضعیت توان (مانند MOSFET)، القاییها، خازنهای الکتریکی، دیودها و مدارهای کنترل تشکیل شده است.
اصل کار: هنگامی که لوله تغییر وضعیت توان روشن است، ولتاژ ورودی القایی را شارژ میکند، جریان القایی خطی افزایش مییابد، در این زمان دیود برعکس خاموش است و بار توسط خازن تغذیه میشود؛ وقتی لوله تغییر وضعیت قطع میشود، القایی یک القای الکترومغناطیسی معکوس ایجاد میکند که از طریق دیود به خازن و بار تغذیه میکند و جریان القایی خطی کاهش مییابد. با کنترل زمان روشن و خاموش (دوره کار) لوله تغییر وضعیت، ولتاژ خروجی تنظیم میشود تا ولتاژ خروجی پایدار بماند.
تنظیمکننده بالابر
ساختار مدار پایه: از ساختار تبدیلکننده بالابر استفاده میشود و همچنین شامل لولههای تغییر وضعیت توان، القاییها، خازنهای الکتریکی، دیودها و مدارهای کنترل میباشد.
اصل کار: هنگامی که لوله تغییر وضعیت توان روشن است، ولتاژ ورودی به دو سر القایی اضافه میشود، جریان القایی خطی افزایش مییابد، در این زمان دیود قطع میشود و خازن به بار تخلیه میشود تا ولتاژ خروجی حفظ شود؛ وقتی لوله تغییر وضعیت خاموش میشود، القای الکترومغناطیسی معکوس تولید شده توسط القایی با ولتاژ ورودی اضافه میشود، خازن از طریق دیود شارژ میشود و به بار تغذیه میکند. با تنظیم زمان روشن و خاموش (دوره کار) لوله تغییر وضعیت، ولتاژ خروجی میتواند افزایش یافته و پایدار شود.
سناریوی کاربرد
تنظیمکننده پایینبر
دستگاههای الکترونیکی مصرفکننده: به طور گسترده در موبایلها، تبلتها، لپتاپها و دستگاههای مشابه استفاده میشود. بیشتر تراشهها و ماژولهای مداری درون این دستگاهها نیاز به انواع سطوح ولتاژ پایین دارند و ولتاژ تغذیه دستگاه (مانند ولتاژ باتری لیتیوم یا ولتاژ آداپتور خارجی) نسبتاً بالاست و نیاز به تنظیمکننده پایینبر برای برآورده کردن نیازهای ولتاژ مختلف مؤلفهها وجود دارد.
آداپتور تغذیه: برای تبدیل شبکه اصلی به ولتاژ DC پایینتر استفاده میشود، مانند ولتاژ AC 220V معمولی به 5V، 9V، 12V DC برای شارژ یا تغذیه موبایلها، روترها و دستگاههای مشابه.
تنظیمکننده بالابر
دستگاههای قابل حمل: برای دستگاههای قابل حمل که با باتریهای ولتاژ پایین (مانند باتریهای خشک، باتریهای دکمهای) تغذیه میشوند، زمانی استفاده میشود که برخی مؤلفههای دستگاه نیاز به ولتاژ بالاتر دارند. برای مثال، برخی فانوسهای چراغهای پرتکاوه که با یک باتری خشک 1.5V تغذیه میشوند، ولتاژ را با استفاده از تنظیمکننده بالابر به 3V یا بالاتر افزایش میدهند تا نور روشنتری فراهم کنند.
سیستمهای انرژی تجدیدپذیر: در سیستم تولید برق فتوولتائیک خورشیدی، هنگامی که ولتاژ خروجی سلول خورشیدی در شدت نور کم کم است، تنظیمکننده بالابر میتواند ولتاژ کم را به سطح مناسب برای مدارهای بعدی (مانند انوگر) افزایش دهد تا کارایی استفاده از انرژی خورشیدی بهبود یابد.
ویژگی کارایی
تنظیمکننده پایینبر
در فرآیند پایینبر، کارایی تنظیمکننده پایینبر مرتبط با اختلاف ولتاژ ورودی و خروجی، جریان بار، عملکرد مؤلفههای مدار و عوامل دیگر است. به طور کلی، هنگامی که اختلاف ولتاژ ورودی و خروجی کم است، کارایی در حالت بار سبک (جریان بار کم) نسبتاً کم است و با افزایش جریان بار کارایی بهبود مییابد. اما اگر اختلاف ولتاژ ورودی و خروجی خیلی زیاد باشد، کارایی نیز به دلیل تاثیرات ضرر توان (به طور اصلی ضرر مؤلفههایی مانند لولههای تغییر وضعیت و القاییها) کاهش مییابد.
تنظیمکننده بالابر
کارایی تنظیمکننده بالابر نیز تحت تاثیر عوامل متعددی قرار دارد. چون در فرآیند بالابر، القایی نیاز به ذخیره انرژی بیشتری برای افزایش ولتاژ دارد و دیود در حالت قطع معکوس یک ضرر انرژی خاص دارد، بنابراین در حالت ولتاژ ورودی کم، ولتاژ خروجی بالا و بار سنگین (جریان بار بزرگ)، کارایی ممکن است به طور قابل توجهی تحت تاثیر قرار گیرد، اما با پیشرفت تکنولوژی، تنظیمکنندههای بالابر جدید نیز به طور مداوم کارایی را بهبود میبخشند.
