Buck breytireru grundvallaratriði í nútíma rafeindatækni fyrir skilvirka og nákvæma spennu reglugerð í fjölmörgum forritum. Þeir taka hærri spennu og breyta því í lægri spennu með meiri straumi. Margar rafeindatækni þurfa sérstaka spennu til að virka. Ólíkt línulegum eftirlitsaðilum (annar valkostur spennubreytir) sem sóa auka spennu sem hita, eru buck breytir mun skilvirkari (yfir 90% stundum). Þetta þýðir að buck breytir þurfa ekki mikið af kælingu þar sem minni orka er til spillis sem hita og í flytjanlegri rafeindatækni hjálpa Buck breytir að lengja endingu rafhlöðunnar með því að nota kraft á skilvirkari hátt.
Hvernig virkar peningabreytir?
Buck breytir er með rofi, inductor, díóða, þétti og álag. Rofa, venjulega málmoxíð hálfleiðari sviði-áhrif smári (MOSFET), virkar sem fljótur kveikja/slökkt og stjórna raforkuflæði. Inductor spólan standast núverandi breytingar með því að geyma orku þegar straumurinn streymir og losar hann þegar straumurinn stoppar. Díóða er einstefna loki sem gerir raforku kleift að flæða aðeins í eina átt og þéttarinn virkar eins og örlítið rafhlaða og geymir raforku til að slétta út framleiðsluspennuna.
Hægt er að skilja fullkomna vinnu peningabreytir með því að fylgjast með hegðun sinni í „kveikjunni“ og „slökkva á“ ríkjum. Við skiptingu kveikir smári og tengir innspennu við spólann. Straumur byrjar að flæða í gegnum hringrásina og inductorinn byggir upp orku sína og standast straumhækkunina. Þessi hækkandi straumur hleður einnig þéttinn. Við slökkt slekkur smári slökkt og aftengir inntaksspennuna. Þar sem inductors standast breytingar á straumi heldur straumurinn áfram í gegnum díóða (sem gerir straum í þessa átt) og hleðst þéttarinn frekar og knýr álagið.
Í flestum hagnýtum Buck breytum, fylgist stjórnunarrás af framleiðsluspennunni. Ef það er of lágt mun rofinn halda áfram í lengri tíma (skylduferli) í hverri lotu til að skila meiri krafti. Ef framleiðsla spenna er of mikil verður rofinn áfram í styttri tíma og dregur úr aflgjafa. Með því að aðlaga ON/OFF tíma (skylduhring) rofans er orkumagninu sem flutt er frá inntakinu yfir í framleiðsluna stjórnað til að efla spennuna á áhrifaríkan hátt. Inductor og þétti vinna saman að því að slétta út framleiðsluspennuna, sem veitir tækinu stöðugt afl.
Forrit af peningatímanum
· Fartölvu:Þegar AC Wall Outlet spennu er breytt í DC með hleðslutækinu fer DC spenna inn í fartölvuna. Inni í fartölvunni tekur peningbreytir þessa DC spennu (um 19 V DC) og stígur hann lengra niður að hinum ýmsu lægri spennustigum sem krafist er af mismunandi íhlutum eins og CPU, minni og skjákorti (venjulega á bilinu 1,8 V til 12 V DC).
· Bílar:Nútímabílar eru með nokkur rafræn kerfi sem starfa á mismunandi spennustigum. Buck breytir, oft samþættir í DC-DC breytir, eru notaðir til að stjórna spennunni sem fylgir þessum kerfum úr aðal rafhlöðu bílsins (sem er venjulega 12 V). Þetta tryggir að hvert kerfi fær viðeigandi spennu fyrir hámarksárangur.
· LED ljós:LED ljós þurfa oft lægri spennu en aflgjafinn. Buck breytir eru notaðir í LED ökumönnum til að veita rétta spennu fyrir LED til að virka rétt. Þetta gerir LED kleift að starfa á skilvirkan hátt og neyta minni afls.
· Rafhlöðuhleðslutæki:Margir rafhlöðuhleðslutæki, sérstaklega fyrir litíumjónarafhlöður sem notaðar eru í flytjanlegum rafeindatækni, fella Buck breytum. Þessir breytir stjórna spennunni sem fer í rafhlöðuna meðan á hleðsluferlinu stendur. Þetta tryggir að rafhlaðan fær rétta spennu til að hlaða á öruggan og skilvirkan hátt og koma í veg fyrir að skemmdir séu ofhleðslu.
Niðurstaða
Buck breytir umbreyta hærri spennu í lægri spennu en auka strauminn. Með því að breyta skylduhringnum er tíminn sem inntaksspenna farið í gegnum inductorinn og náð framleiðslunni er stjórnað. Lengri tímalengd rofans sem er á (meiri skylduferli) leiðir til aukinnar framleiðsluspennu, sem nálgast inntaksspennuna. Ef rofinn er í styttri tíma (lægri skylda) verður framleiðsla spenna minni en innspenna.