A buck szabályozó és a boost szabályozó közötti különbség
Funkció és kimeneti feszültség iránya
Lefelé regisztráló szabályozó
A lefelé regisztráló szabályozó fő funkciója, hogy egy magasabb bemeneti feszültséget csökkent egy alacsonyabb, stabil kimeneti feszültségre. Például a gyakori 12V DC bemeneti feszültséget átalakítják 5V vagy 3.3V stabil kimeneti feszültséggé, hogy eleget tegyenek a mobiltelefon töltők és a számítógépes alaplap bizonyos chipjei által igényelt alacsony feszültségű tápegységnél.
Felfelé regisztráló szabályozó
A felfelé regisztráló szabályozó fő funkciója, hogy egy alacsonyabb bemeneti feszültséget növel egy magasabb, stabil kimeneti feszültségre. Például olyan eszközökben, amelyek egyszerű vagy több elemmel (1.5V vagy 3V, stb.) vannak ellátva, a feszültséget a felfelé regisztráló szabályozó segítségével 5V, 9V, stb.-re emelhetik, hogy köröket vagy eszközöket, mint például hordozható hangszórókat és néhány kézicsoport mérőeszközt, amelyek magasabb feszültséget igényelnek, ellássák energiával.
Kör szerkezet és működési elv
Lefelé regisztráló szabályozó
Alapvető kör szerkezete: A közös lefelé regisztráló szabályozó a lefelé regisztráló szabályozó szerkezetét használja. Főleg erőforrás-váltók (mint például MOSFET), tekercsek, kondenzátorok, diódák és vezérlőkörök alkotják.
Működési elve: Amikor az erőforrás-váltó be van kapcsolva, a bemeneti feszültség feltölti a tekercset, a tekercs áramának lineárisen növekszik, ekkor a dióda fordítottan van kiengedve, és a terhelést a kondenzátor látja el; amikor a váltó kikapcsolódik, a tekercs fordított elektromos erőt generál, ami a kondenzátoron és a terhelésen keresztül a dióda segítségével energiát ad, és a tekercs áramának lineárisen csökken. Az erőforrás-váltó be- és kikapcsolási idő (duty cycle) ellenőrzésével a kimeneti feszültséget állítják be, hogy stabilizálják a kimeneti feszültséget.
Felfelé regisztráló szabályozó
Alapvető kör szerkezete: Általában a felfelé regisztráló szabályozó szerkezetét használják, ami szintén tartalmaz erőforrás-váltók, tekercsek, kondenzátorok, diódák és vezérlőköröket.
Működési elve: Amikor az erőforrás-váltó be van kapcsolva, a bemeneti feszültség mindkét végén lévő tekercsre kerül, a tekercs áramának lineárisen növekszik, ekkor a dióda kikapcsolódik, és a kondenzátor a terhelésre adja át az energiát, hogy a kimeneti feszültséget fenntartsa; amikor a váltó kikapcsolódik, a tekercs által generált fordított elektromos erő összeadódik a bemeneti feszültséggel, és a kondenzátoron keresztül a dióda segítségével a terhelésre adja át az energiát. Az erőforrás-váltó be- és kikapcsolási idő (duty cycle) ellenőrzésével a kimeneti feszültséget emelhetik és stabilizálhatják.
Alkalmazási helyzetek
Lefelé regisztráló szabályozó
Fogyasztói elektronikai eszközök: széles körben használják mobiltelefonok, táblagépek, notebookok és hasonló eszközökön. Ezek az eszközök belső chipjei és körmoduljei számos különböző alacsony feszültségű tápegységet igényelnek, és az eszköz energia-bemenete (mint például a litium akkumulátor feszültsége vagy külső adaptortól származó feszültség) viszont magasabb, így lefelé regisztráló szabályozó szükséges, hogy kielégítse a különböző komponensek feszültségi igényeit.
Tápegység adapter: A hálózati feszültséget alacsonyabb DC feszültségű kimenetre alakítja, például a gyakori 220V AC hálózatot 5V, 9V, 12V DC feszültségre, hogy mobiltelefonok, routerek és hasonló eszközök töltése vagy ellátása legyen lehetséges.
Felfelé regisztráló szabályozó
Hordozható eszközök: Alacsony feszültségű elemekkel (mint például szárazelemek, gombos elemek) ellátott hordozható eszközök esetén, amikor az eszköz bizonyos komponensei magasabb feszültséget igényelnek. Például egyetlen 1.5V szárazelemmel ellátott néhány fénykörnyezetben a felfelé regisztráló szabályozó segítségével a feszültséget 3V vagy annál magasabbra emelik, hogy súlyosabb világítást biztosítsanak.
Megújuló energia rendszerek: A napelemparkrendszerben, amikor a napelem kimeneti feszültsége alacsony a kevés fényintenzitás miatt, a felfelé regisztráló szabályozó a magasabb feszültséget emeli a későbbi körök (például inverterek) megfelelő feszültségi szintjére, hogy javítsa a napelemenergia kihasználtságát.
Hatékonysági jellemzők
Lefelé regisztráló szabályozó
A lefelé regisztráló szabályozó hatékonysága a bemeneti és kimeneti feszültség különbségétől, a terhelési áramtól, a körkomponensek teljesítményétől és más tényezőktől függ. Általában, amikor a bemeneti és kimeneti feszültség különbsége kicsi, a hatékonyság alacsony a könnyű terhelés (kis terhelési áram) esetén, és a hatékonyság növekedik a terhelési áram növekedésével. Azonban, ha a bemeneti és kimeneti feszültség különbsége túl nagy, a hatékonyság csökken a komponens-energia veszteségek (főleg a váltók és a tekercsek) miatt.
Felfelé regisztráló szabályozó
A felfelé regisztráló szabályozó hatékonysága is sok tényezőtől függ. Mivel a felfelé regisztrálás során a tekercsnek több energiát kell tárolnia, hogy emelje a feszültséget, és a dióda bizonyos energiaveszteséget okoz a fordított kikapcsolás közben, ezért alacsony bemeneti feszültség, magas kimeneti feszültség és nagy terhelés (nagy terhelési áram) esetén a hatékonyság jelentősen befolyásolható, de a technológia fejlődésével új felfelé regisztráló szabályozók is folyamatosan javítják a hatékonyságot.
