شبیه سازی مبدل باک بوست
در زیر عکسهایی که مربوط به این شبیه سازی است را میبینید:
ورودی 24 ولت
در شکل زرد رنگ فوق میتوانید کل مدار رو ببینید
خروجی 15 ولت دی سی
جریان خروجی 6.5 آمپر به شکل زیر در اسکوپ قابل مشاهده است:
جریان سلف درون مدارن به صورت زیر بوده است که اعوجاج اولیه ناشی از راه اندازی سیستم است:
نحوه کلید زنی pwm و به شکل زیر بوده است:
دیود و ماسفت غیر ایده آل
توضیحاتی درباره این مبدلها:
مبدلی است که میتواند ولتاژ دی سی را به ولتاژ دی سی تبدیل نماید.
نوعی مبدل DC-DC است که میتواند به صورت افزاینده یا کاهنده یا هر دو به کار رود. از این مبدل در منابع تغذیه DC رگولاته شده‌ای استفاده می‌شود که در آنها بخواهیم ولتاژ خروجی بیشتر و یا کمتر از ولتاژ ورودی است. مبدل باک-بوست را می‌توان با سری کردن دو مبدل باک و بوست به دست آورد، گرچه مدار آن به شکل ساده‌تری طراحی می‌شود. وظیفه مبدل باک-بوست مشابه مبدل کاک است. ولتاژ خروجی در این رگولاتور میتواند کمتر و یا حتی بیشتر از ولتاژ ورودی آن باشد. قطبیت ولتاژ خروجی مخالف با ولتاژ ورودی است این رگولاتور با نام رگولاتور معکوس کننده نیز شناخته می شود در شکل روبرو نمونه ای از این رگولاتور با BJT نشان داده شده است.
شکل بالا شماتیک اساسی مبدل باک افزایشی معکوس یا همان باک – بوست است. یک نوع مبدل DC به DC می باشد که دارای ولتاژ خروجی بزرگی است که یا بزرگتر یا کمتر از میزان ولتاژ ورودی است. دو توپولوژی مختلف مبدل باک و بوست باهم مبدل افزایش نامیده می شود. هر دوی آنها می تواند طیف وسیعی از ولتاژ خروجی ولتاژ خروجی بسیار بزرگتر (قدر مطلق) از ولتاژ ورودی، را تقریبا به صفر برساند.
توپولوژی معکوس
ولتاژ خروجی معکوس از ولتاژ ورودی است. این منبع تغذیه در حالت روشن با توپولوژی مدار مشابه به مبدل بوست و مبدل باک است. ولتاژ خروجی قابل تنظیم بر اساس چرخه کار ترانزیستور سوئیچینگ می باشد. یکی از اشکال ممکن در این مبدل آن است که سوئیچ به یک ترمینال در زمین وصل نمی باشد، این تحلیل مدار را پیچیده می کند. این مشکل از مدار بار که یک باطری می باشد ناشی می شود به دلیل جهت قرارگیری دیود به سادگی می تواند معکوس شود. سوئیچ می تواند بر روی هر دو طرف زمین و یا طرف مثبت وصل باشد. مبدل باک (گام به پایین) و تبدیل و به دنبال آن افزایش (گام به بالا) ولتاژ خروجی عکس ولتاژ ورودی است، و می تواند پایین تر یا بالاتر از ورودی باشد. همچنین یک مبدل باک افزایشی غیر معکوس شونده ممکن یک سلف دیگر به مدار اضافه شود تا قطبیت ولتاژ خروجی برابر با ولتاژ ورودی.
شکل زیر در دو حالت مبدل باک افزایشی را نشان می دهد، هنگامی که سوئیچ روشن می شود، ولتاژ ورودی منبع جریان سلف را تأمین می کند. هنگامی که سوئیچ خاموش می شود سلف از طریق جریان منفی باعث شارژ شدن خازن می شود و نیز توسط مقاومت بار تخلیه می شود البته از طریق مسیر برگشتی دیود.
اصل اساسی مبدل باک افزایش است که نسبتا ساده است:
- در حالتی که سوئیچ روشن است، منبع ولتاژ ورودی است که به طور مستقیم به سلف (L) متصل می شود. این نتایج در انباشت انرژی در L ، و سپس برای خازن تامین انرژی می کند که به بار خروجی منتقل می شود.
- حالتی که سوئیچ خاموش است، سلف به بار خروجی و خازن متصل می شود، بنابراین انرژی از L به C و R منتقل می شود.
در مقایسه با مبدل های باک و بوست ، ویژگی های مبدل باک افزایش یا باک بوست عمدتا برابر با:
- قطبیت ولتاژ خروجی به ورودی مخالف است؛
- ولتاژ خروجی می تواند به طور مداوم از 0 تا متفاوت باشد منهای بینهایت (مبدل ایده آل)
- دامنه ولتاژ خروجی برای باک و یک مبدل بوست به ترتیب 0 تا Viو Vi تا بینهایت است.
حالت‌های عملیاتی
این مبدل بسته به جریانی که از سلف می‌گذرد، میتواند در سه حالت عمل کند
- حالت پیوسته: زمانی که جریان سلف درون مدار همواره بزرگتر از صفر است.
- حالت بحرانی: زمانی که جریان سلف فقط در یک لحظه صفر شود.
- حالت غیرپیوسته: زمانی که جریان سلف در یک بازه زمانی صفر شود.
