Skillnaden mellan en buck-regulator och en boost-regulator
Funktion och utgångsspänningens riktning
Spänningsnedsättare
Huvudfunktionen för en spänningsnedsättare är att reducera ett högre ingångsspänning till ett lägre stabilt utgångsspänning. Till exempel konverteras den vanliga 12V DC-ingångsspänningen till ett stabilt utgångsspänning på 5V eller 3,3V för att uppfylla behoven av lågspänningsströmförsörjning som mobiltelefonladdare och vissa kretsar på datorns moderkort.
Spänningshöjare
Spänningshöjaren ökar det lägre ingångsspänning till ett högre stabilt utgångsspänning. Till exempel i vissa enheter som använder enstaka eller flera torra batterier (1,5V eller 3V, etc.) för strömförsörjning, kan spänningen höjas till 5V, 9V, etc., genom spänningshöjaren, för att driva kretsar eller enheter som kräver högre spänningar, som portabla högtalare och vissa handhavade mätinstrument.
Kretsuppsättning och arbetsprincip
Spänningsnedsättare
Grundläggande kretsuppsättning: Den vanliga buck-regulatorn använder buck-omvandlarstrukturen. Den består huvudsakligen av strömstyrda växlingsdioder (som MOSFET), spolar, kondensatorer, dioder och styrkretsar.
Arbetsprincip: När strömstyrda växlingsdioden är på, laddas spolen med ingångsspänningen, spolströmmen stiger linjärt, vid detta tillfälle är dioden blockerad, och belastningen drivs av kondensatorn; När växlingsdioden är av, genererar spolen en motsatt elektromotorisk kraft, vilket ger ström till kondensatorn och belastningen genom dioden, och spolströmmen minskar linjärt. Genom att styra tiden för växling på och av (tidsförhållande) justeras utgångsspänningen för att hålla utgångsspänningen stabil.
Spänningshöjare
Grundläggande kretsuppsättning: Boost-omvandlarstrukturen används vanligtvis, och inkluderar också strömstyrda växlingsdioder, spolar, kondensatorer, dioder och styrkretsar.
Arbetsprincip: När strömstyrda växlingsdioden är på, läggs ingångsspänningen till båda ändarna av spolen, spolströmmen stiger linjärt, vid detta tillfälle är dioden blockerad, och kondensatorn avlämnar ström till belastningen för att bibehålla utgångsspänningen; När växlingsdioden är av, superponeras den motsatta elektromotoriska kraften från induktionen med ingångsspänningen, laddar kondensatorn genom dioden och ger ström till belastningen. Genom att justera tiden för växling på och av (tidsförhållande) kan utgångsspänningen höjas och stabiliseras.
Användningsscenarion
Spänningsnedsättare
Förbrukar elektronik: vidt använd i mobiltelefoner, surfplattor, bärbara datorer och andra enheter. De flesta chipp och kretsmoduler inuti dessa enheter kräver olika nivåer av lågspänningsströmförsörjning, och enhetens strömförsörjning (som lithiumbatterispänning eller extern adapterspänning) är relativt hög, och en spänningsnedsättare behövs för att uppfylla spänningskraven för olika komponenter.
Strömförsörjningsadapter: Används för att konvertera nätet till en lägre DC-utgångsspänning, som den vanliga 220V AC-nätet till 5V, 9V, 12V DC-spänning, för att ladda eller driva mobiltelefoner, routrar och andra enheter.
Spänningshöjare
Portabla enheter: För portabla enheter som drivs av lågspänningsbatterier (som torra batterier, knappbatterier), används när vissa komponenter i enheten kräver en högre spänning. Till exempel några ficklampor som drivs av ett enda 1,5V torrbatteri höjer spänningen till 3V eller högre med en spänningshöjare för att ge ljusare belysning.
Förnybar energisystem: I solcellsbaserade fotovoltaiska elproduktionssystem, när solcellernas utgångsspänning är låg vid låg ljusintensitet, kan spänningshöjaren höja den låga spänningen till en nivå som passar för efterföljande kretsar (som omvändare) för att förbättra utnyttjandegraden av solenergi.
Effektivitetskarakteristik
Spänningsnedsättare
Under processen av spänningsnedsättning, är effektiviteten hos spänningsnedsättaren relaterad till skillnaden mellan ingångs- och utgångsspänning, belastningsström, prestanda av kretskomponenter och andra faktorer. Generellt sett, när skillnaden mellan ingångs- och utgångsspänning är liten, är effektiviteten relativt låg under lätt belastning (liten belastningsström), och effektiviteten kommer att förbättras med ökande belastningsström. Om dock skillnaden mellan ingångs- och utgångsspänning är för stor, kommer effektiviteten också att minska p.g.a. effektförlust (främst förlust av komponenter som växlingsdioder och spolar).
Spänningshöjare
Effektiviteten hos spänningshöjaren påverkas också av många faktorer. Eftersom under boost-processen, behöver spolen lagra mer energi för att höja spänningen, och dioden kommer att ha en viss energiförlust under motsatt blockering, så under låg ingångsspänning, hög utgångsspänning och tung belastning (stor belastningsström), kan effektiviteten påverkas betydligt, men med teknologins utveckling, förbättras effektiviteten för nya spänningshöjare ständigt.
