Ang pagkakaiba sa pagitan ng isang buck regulator at boost regulator

Pamamaraan at direksyon ng output voltage

Step-down regulator

Ang pangunahing tungkulin ng step-down regulator ay bawasan ang mas mataas na input voltage upang maging mas mababang stable output voltage. Halimbawa, ang karaniwang 12V DC input voltage ay inaayos upang maging stable output voltage ng 5V o 3.3V upang tugunan ang pangangailangan ng low voltage power supply tulad ng mga charger ng mobile phone at ilang chips sa motherboard ng computer.

Boost voltage regulator

Ang boost voltage regulator ay para sa pagtaas ng mas mababang input voltage upang maging mas mataas na stable output voltage. Halimbawa, sa ilang mga aparato na gumagamit ng iisang o maraming dry battery (1.5V o 3V, atbp.) para sa power supply, maaaring itaas ang voltage sa 5V, 9V, atbp., sa pamamagitan ng boost regulator, upang makapagbigay ng lakas sa mga circuit o aparato na nangangailangan ng mas mataas na voltages, tulad ng portable loudspeakers at ilang handheld measuring instruments.

Struktura ng circuit at working principle

Step-down regulator

• Basic circuit structure: Ang karaniwang buck regulator ay gumagamit ng buck converter structure. Ito ay pangunahing binubuo ng power switching tubes (tulad ng MOSFET), inductors, capacitors, diodes at control circuits.

• Working principle: Kapag ang power switch tube ay on, ang input voltage ay nagcha-charge sa inductor, ang current ng inductor ay tumataas nang linear, sa oras na ito ang diode ay reverse off, at ang load ay pinapagana ng capacitor; Kapag ang switching tube ay cutoff, ang inductor ay nag-generate ng reverse electromotive force, na nagbibigay ng lakas sa capacitor at load sa pamamagitan ng diode, at ang current ng inductor ay bumababa nang linear. Sa pamamagitan ng pagkontrol ng on-off at cut-off time (duty cycle) ng switching tube, ang output voltage ay ina-adjust upang panatilihin ang output voltage na stable.

Boost voltage regulator

• Basic circuit structure: Ang boost converter structure ang kadalasang ginagamit, at kasama rin dito ang power switching tubes, inductors, capacitors, diodes at control circuits.

• Working principle: Kapag ang power switch tube ay on, ang input voltage ay idinadagdag sa parehong dulo ng inductor, ang current ng inductor ay tumataas nang linear, sa oras na ito ang diode ay cutoff, at ang capacitor ay nag-discharge sa load upang panatilihin ang output voltage; Kapag ang switching tube ay off, ang reverse electromotive force na gawa ng inductance ay idinadagdag sa input voltage, na nag-charging sa capacitor sa pamamagitan ng diode at nagbibigay ng lakas sa load. Sa pamamagitan ng pag-aadjust ng on-off at cut-off time (duty cycle) ng switching tube, maaaring itaas at istabilisahin ang output voltage.

Application scenario

Step-down regulator

• Consumer electronic devices: malawak na ginagamit sa mga mobile phones, tablets, laptops at iba pang aparato. Karamihan sa mga chips at circuit modules sa loob ng mga aparato na ito ay nangangailangan ng iba't ibang lebel ng low-voltage power supply, at ang power input ng aparato (tulad ng lithium battery voltage o external adapter voltage) ay relatibong mataas, at kailangan ng step-down regulator upang tugunan ang mga requirement ng voltage ng iba't ibang component.

• Power adapter: Ginagamit upang i-convert ang mains sa mas mababang DC voltage output, tulad ng karaniwang 220V AC mains sa 5V, 9V, 12V DC voltage, para sa charging o pagsupply ng lakas sa mga mobile phones, routers at iba pang aparato.

Boost voltage regulator

• Portable devices: Para sa mga portable device na pinagana ng low-voltage batteries (tulad ng dry batteries, button batteries), ginagamit kapag ang ilang component sa aparato ay nangangailangan ng mas mataas na voltage. Halimbawa, ang ilang flashlight na pinagana ng iisang 1.5V dry battery ay nag-boost ng voltage sa 3V o mas mataas gamit ang boost regulator upang magbigay ng mas matinding ilaw.

• Renewable energy system: Sa solar photovoltaic power generation system, kapag ang output voltage ng photovoltaic cell ay mababa sa mababang light intensity, ang boost regulator ay maaaring itaas ang mababang voltage sa isang voltage level na angkop para sa susunod na circuits (tulad ng inverters) upang mapataas ang epektividad ng paggamit ng solar energy.

Efficiency characteristic

Step-down regulator

Sa proseso ng pagbabawas ng voltage, ang efficiency ng step-down regulator ay may kaugnayan sa difference ng input at output voltage, ang load current, ang performance ng mga circuit components at iba pang factors. Sa pangkalahatan, kapag ang difference ng input at output voltage ay maliit, ang efficiency ay mas mababa sa light load (maliit na load current), at ang efficiency ay tataas habang tumataas ang load current. Gayunpaman, kung ang difference ng input at output voltage ay sobrang malaki, ang efficiency ay maaari ring mabawasan dahil sa power loss (kasama rito ang loss ng mga component tulad ng switching tubes at inductors).

Boost voltage regulator

Ang efficiency ng booster regulator ay din apektado ng maraming factors. Dahil sa proseso ng pagtaas ng voltage, ang inductor ay kailangang mag-store ng mas maraming enerhiya upang itaas ang voltage, at ang diode ay magkakaroon ng tiyak na energy loss sa reverse cutoff, kaya sa light input voltage, high output voltage at heavy load (malaking load current), ang efficiency maaaring maapektuhan ng malaki, ngunit sa pag-unlad ng teknolohiya, ang bagong boost regulators ay patuloy na nai-improve ang efficiency.