Dîferansa diya jihandina da kêm (buck regulator) û jihandina da zêde (boost regulator)
Funksiyon ve çıkış gerilimi yönü
Adım aşağı düzenleyici
Adım aşağı düzenleyicinin ana fonksiyonu, daha yüksek giriş gerilimini daha düşük ve istikrarlı bir çıkış gerilimine indirmektir. Örneğin, yaygın 12V DC giriş gerilimi, cep telefonu şarj üniteleri ve bilgisayar anasahibindeki bazı çipler gibi düşük gerilimli güç kaynağı ihtiyaçlarını karşılamak için 5V veya 3.3V'ye dönüştürülür.
Yükseltme düzenleyici
Yükseltme düzenleyicisi, daha düşük giriş gerilimini daha yüksek ve istikrarlı bir çıkış gerilimine yükseltmektir. Örneğin, tek veya çoklu kurutulmuş piller (1.5V veya 3V vb.) kullanılarak güç sağlanan bazı cihazlarda, çıkış gerilimi yükseltme düzenleyicisi aracılığıyla 5V, 9V vb. seviyelere çıkarılabilir, böylece taşınabilir hoparlörler ve bazı elde tutulan ölçüm cihazları gibi daha yüksek gerilim gerektiren devreler veya cihazlara güç sağlanır.
Devre yapısı ve çalışma prensibi
Adım aşağı düzenleyici
Temel devre yapısı: Sıklıkla kullanılan adım aşağı düzenleyici, adım aşağı çevirici yapısını benimser. Ana olarak güç anahtarlama tüpleri (MOSFET gibi), endüktörler, kondansatörler, diyotlar ve kontrol devreleri ile oluşur.
Çalışma prensibi: Güç anahtarlama tüpü açıkken, giriş gerilimi endüktörü şarj eder, endüktör akımı doğrusal olarak artar, bu sırada diyot ters yönde kapanır ve yük kapasitör tarafından beslenir; Anahtarlama tüpü kesildiğinde, endüktör ters elektromanyetik kuvvet oluşturur, bu kuvvet diyot aracılığıyla kapasitöre ve yüküne besleme yapılır ve endüktör akımı doğrusal olarak azalır. Anahtarlama tüpünün açık ve kapalı kalma süresini (duty cycle) kontrol ederek, çıkış gerilimi ayarlanarak istikrarlı hale getirilir.
Yükseltme düzenleyici
Temel devre yapısı: Genellikle yükseltme çevirici yapısı kullanılır ve ayrıca güç anahtarlama tüpleri, endüktörler, kondansatörler, diyotlar ve kontrol devreleri içerir.
Çalışma prensibi: Güç anahtarlama tüpü açıkken, giriş gerilimi endüktörün iki ucuna eklenir, endüktör akımı doğrusal olarak artar, bu sırada diyot kapatılır ve kapasitör yüküne devre dışı bırakılır; Anahtarlama tüpü kapandığında, endüktör tarafından oluşturulan ters elektromanyetik kuvvet giriş gerilimiyle birleşir, diyot aracılığıyla kapasitörü şarj eder ve yükü besler. Anahtarlama tüpünün açık ve kapalı kalma süresini (duty cycle) ayarlayarak, çıkış gerilimi yükseltilip istikrarlaştırılabilir.
Uygulama senaryosu
Adım aşağı düzenleyici
Tüketici elektronik cihazları: Cep telefonları, tabletler, dizüstü bilgisayarlar ve benzeri cihazlarda yaygın olarak kullanılır. Bu cihazların içindeki çoğu çip ve devre modülü, çeşitli düşük gerilimli güç kaynağı gerektirir ve cihazın güç girişi (litium pil gerilimi veya dış adaptör gerilimi gibi) nispeten yüksek olduğundan, farklı bileşenlerin gerilim gereksinimlerini karşılamak için bir adım aşağı düzenleyici gerekir.
Güç adaptörü: Ana gerilimin düşük DC voltajlı bir çıkışa dönüştürülmesi için kullanılır, örneğin yaygın 220V AC ana gerilimin 5V, 9V, 12V DC voltaja dönüştürülmesi, cep telefonları, modemler ve benzeri cihazların şarj edilmesi veya güç alması için.
Yükseltme düzenleyici
Taşınabilir cihazlar: Düşük gerilimli piller (kurutulmuş piller, düğme pilleri) ile çalışan taşınabilir cihazlarda, cihazdaki bazı bileşenlerin daha yüksek gerilim gerektirdiği durumlarda kullanılır. Örneğin, tek 1.5V kurutulmuş pil ile çalışan bazı fenerler, daha parlak aydınlatma sağlamak için bir yükseltme düzenleyici ile 3V veya daha yüksek gerilime yükseltilir.
Yenilenebilir enerji sistemi: Güneş fotovoltaik enerji üretim sistemlerinde, güneş ışığı yoğunluğu düşük olduğunda fotovoltaik hücrenin çıkış gerilimi düşük olabilir, bu durumda yükseltme düzenleyici, düşük gerilimi sonraki devrelere (örneğin, inverterlere) uygun bir gerilim seviyesine yükselterek güneş enerjisini daha verimli kullanmayı sağlar.
Verimlilik özelliği
Adım aşağı düzenleyici
Adım aşağı sürecinde, adım aşağı düzenleyicinin verimliliği, giriş ve çıkış gerilim arasındaki fark, yük akımı, devre bileşenlerinin performansı gibi faktörlere bağlıdır. Genel olarak, giriş ve çıkış gerilim arasındaki fark küçük olduğunda, hafif yük (küçük yük akımı) durumunda verimlilik nispeten düşük olur ve yük akımı arttıkça verimlilik de artar. Ancak, giriş ve çıkış gerilim arasındaki fark çok büyük olduğunda, bileşenlerin (anahtarlama tüpler ve endüktörler gibi) kaybı nedeniyle verimlilik de düşebilir.
Yükseltme düzenleyici
Yükseltme düzenleyicisinin verimliliği de birçok faktöre bağlıdır. Yükseltme sürecinde, endüktör daha fazla enerji depolamak zorunda kalır ve diyot ters yönde kapatıldığında belirli bir enerji kaybı olur, bu nedenle düşük giriş gerilimi, yüksek çıkış gerilimi ve ağır yük (büyük yük akımı) durumlarında verimlilik büyük ölçüde etkilenebilir. Ancak teknolojinin gelişmesiyle yeni yükseltme düzenleyiciler de sürekli olarak verimliliğini artırıyor.
