Razlika između step-down regulatora i step-up regulatora
Funkcija i smer izlaznog napona
Step-down regulator
Glavna funkcija step-down regulatora je snižavanje većeg ulaznog napona na niži stabilni izlazni napon. Na primer, uobičajeni ulazni napon od 12V DC se pretvara u stabilni izlazni napon od 5V ili 3.3V kako bi se ispunili potrebe za niskim napajanjem, kao što su punjači za mobilne telefone i neki čipovi na matičnoj ploči računara.
Boost voltage regulator
Boost voltage regulator povećava niži ulazni napon na veći stabilni izlazni napon. Na primer, u nekim uređajima koji koriste jednu ili više suhih baterija (1.5V ili 3V itd.) za napajanje, napon se može povećati na 5V, 9V itd., kroz boost regulator, kako bi se napajali krugovi ili uređaji koji zahtevaju veće napone, poput nosivih zvučnika i nekih ručnih merila.
Struktura kruga i princip rada
Step-down regulator
Osnovna struktura kruga: Zajednički buck regulator koristi strukturu buck konvertera. Glavno je sastavljen od poluvodičkih prekidača (poput MOSFET-a), induktivnosti, kondenzatora, dioda i kontrolnih krugova.
Princip rada: Kada je poluvodički prekidač uključen, ulazni napon nabavlja induktivnost, tekući tok induktivnosti linearno raste, u ovom trenutku dioda je obrnutog položaja isključena, a opterećenje je napajano od strane kondenzatora; Kada je prekidač isključen, induktivnost generiše obrnutu elektromotornu silu, koja preko diode napaja kondenzator i opterećenje, a tekući tok induktivnosti linearno opada. Kontroliranjem vremena uključivanja i isključivanja (faktor dužine impulsa) prekidača, izlazni napon se prilagođava kako bi se održao stabilan.
Boost voltage regulator
Osnovna struktura kruga: Obično se koristi struktura boost konvertera, koja takođe uključuje poluvodičke prekidače, induktivnosti, kondenzatore, diode i kontrolne krugove.
Princip rada: Kada je poluvodički prekidač uključen, ulazni napon dodaje se na oba kraja induktivnosti, tekući tok induktivnosti linearno raste, u ovom trenutku dioda je isključena, a kondenzator se ispraznjava prema opterećenju kako bi se održao izlazni napon; Kada je prekidač isključen, obrnuta elektromotorna sila generisana induktivnošću se nadovezuje sa ulaznim naponom, napajajući kondenzator preko diode i opterećenje. Prilagođavanjem vremena uključivanja i isključivanja (faktora dužine impulsa) prekidača, izlazni napon se može povećati i stabilizovati.
Scenariji primene
Step-down regulator
Potrošačka elektronska uređaja: široko se koriste u mobilnim telefonima, tabletim, laptop racunarima i drugim uređajima. Većina čipova i modula unutar ovih uređaja zahteva razne nivoe niskog napajanja, a napajanje uređaja (poput naponskog nivoa litijumskih baterija ili spoljnog adaptera) je relativno visoko, stoga je potreban step-down regulator da bi se ispunili naponski zahtevi različitih komponenti.
Napajanje adaptera: Koristi se za pretvaranje strujnog mrežnog napajanja u niži izlazni napon DC, kao što je uobičajeno 220V AC mrežno napajanje u 5V, 9V, 12V DC napajanje, za punjenje ili napajanje mobilnih telefona, rutera i drugih uređaja.
Boost voltage regulator
Nosivi uređaji: Za nosive uređaje napajane niskim napajanjem baterija (poput suhih baterija, gumbasta baterija), kada neke komponente unutar uređaja zahtevaju veći napon. Na primer, neki svetlosni uređaji napajani jednom suhom baterijom od 1.5V podižu napon do 3V ili više kroz boost regulator kako bi obezbedili sjaću svetlost.
Sistem obnovljivih izvora energije: U solarnom fotovoltačkom sistemu generisanja električne energije, kada je izlazni napon fotovoltačne celije nizak pri niskoj intenzitetu svetlosti, boost regulator može povećati nizak napon na nivo pogodan za kasnije krugove (poput inverzora) kako bi se poboljšala efikasnost korišćenja solarnih izvora energije.
Efikasnost karakteristika
Step-down regulator
U procesu snižavanja, efikasnost step-down regulatora je povezana sa razlikom između ulaznog i izlaznog napona, tekućim tokom opterećenja, performansama komponenata kruga i drugim faktorima. Opšte govoreći, kada je razlika između ulaznog i izlaznog napona mala, efikasnost je relativno niska kod laganih opterećenja (mali tekući tok), a efikasnost će se poboljšati s porastom tekućeg toka. Međutim, ako je razlika između ulaznog i izlaznog napona prevelika, efikasnost će se takođe smanjiti zbog uticaja gubitaka snage (pretežno gubitci komponenata poput prekidača i induktivnosti).
Boost voltage regulator
Efikasnost boost regulatora je takođe uticana mnogo faktora. Zbog toga što u procesu povećanja napona, induktivnost mora sakupiti više energije kako bi povećala napon, a dioda će imati određene gubitke energije u obrnutom isključenom stanju, u slučaju niskog ulaznog napona, visokog izlaznog napona i težeg opterećenja (veliki tekući tok), efikasnost može biti značajno uticana, ali sa razvojem tehnologije, novi boost regulatori takođe neprestano unapređuju efikasnost.
