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 sa mas mababang stable output voltage. Halimbawa, ang karaniwang 12V DC input voltage ay inaconvert sa stable output voltage na 5V o 3.3V upang matugunan ang pangangailangan ng low voltage power supply tulad ng mga charger ng mobile phone at ilang chips sa motherboard ng kompyuter.

Boost voltage regulator

Ang boost voltage regulator ay ito ay pataasin ang mas mababang input voltage sa mas mataas na stable output voltage. Halimbawa, sa ilang mga aparato na gumagamit ng single o multiple dry batteries (1.5V o 3V, etc.) para sa power supply, maaaring itaas ang voltage sa 5V, 9V, etc., 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 nagbabaril ng inductor, ang inductor current ay tumaas nang linear, sa oras na ito ang diode ay off, at ang load ay pinopower ng capacitor; Kapag ang switching tube ay cut off, ang inductor ay naglilikha ng reverse electromotive force, na nagbibigay ng lakas sa capacitor at load sa pamamagitan ng diode, at ang inductor current ay bumababa nang linear. Sa pamamagitan ng pagkontrol ng on-off at cut-off time (duty cycle) ng switching tube, ang output voltage ay inaadjust upang panatilihin ang output voltage na stable.

Boost voltage regulator

• Basic circuit structure: Ang boost converter structure ang kadalasang ginagamit, at kasama rin 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 inductor current ay tumaas nang linear, sa oras na ito ang diode ay cut off, at ang capacitor ay nagdidischarge sa load upang mapanatili ang output voltage; Kapag ang switching tube ay off, ang reverse electromotive force na nilikha ng inductance ay dinadagdag sa input voltage, na nagrerecharge ng 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 istabilisahan 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 mas mataas, at kailangan ng step-down regulator upang matugunan ang voltage requirements ng iba't ibang components.

• 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 powering ng mga mobile phones, routers at iba pang aparato.

Boost voltage regulator

• Portable devices: Para sa mga portable devices na pinopower ng low-voltage batteries (tulad ng dry batteries, button batteries), gamitin kapag ang ilang components sa aparato ay nangangailangan ng mas mataas na voltage. Halimbawa, ang ilang flashlights na pinopower ng single 1.5V dry battery ay inaangat ang voltage sa 3V o mas mataas sa pamamagitan ng boost regulator upang magbigay ng mas marilag na ilaw.

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

Efficiency characteristic

Step-down regulator

Sa proseso ng buck, 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 magiging mas mabuti 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 epekto ng power loss (pangunahin ang loss ng mga components tulad ng switching tubes at inductors).

Boost voltage regulator

Ang efficiency ng booster regulator ay maaari ring maapektuhan ng maraming factors. Dahil sa proseso ng boost, ang inductor ay kailangang imumura ng mas maraming energy 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 malaki ang epekto, ngunit sa pag-unlad ng teknolohiya, ang bagong boost regulators ay patuloy na naiimprove ang efficiency.