מעגל ממיר ה-buck המעשי שהוסבר כאן משתמש ב-3 טרנזיסטורים בלבד וקל במיוחד לבנייה. למרות שהמעגל פשוט, יש לו יעילות גבוהה.

ניתן להשתמש במעגל להנעת נוריות LED של 3.3 וולט מאספקת כניסה גבוהה יותר כגון כניסות אספקה של 12 וולט או 9 וולט.

ניתן לשדרג בקלות את עיצוב ממיר ה-buck כדי להפעיל עומסים גבוהים יותר במקום נורית LED.

תוכן

עבודה בסיסית של טופולוגיה של ממיר באק

בהתייחס לאיור למטה, בואו ננסה להבין כיצד פועל ממיר 'בק' או 'הורדה' . עם מעגל ממיר באק, ניתן להפוך מתח כניסה גבוה יותר למתח פלט נמוך יותר. אופן הפעולה הבסיסי שלו מתואר כדלקמן.

ברגע שמתג S נלחץ, מתח חיובי מתפתח על פני המשרן L. הסיבה לכך היא ש-Uin גבוה מ-Uout. הסליל מנסה בתחילה להתנגד לזרימת הזרם המיידית. כתוצאה מכך, הזרם בסליל גדל באופן ליניארי, ואנרגיה מתחילה לאגור בסליל.

לאחר מכן, ברגע שמתג S נפתח, הזרם המאוחסן זורם דרך הסליל לתוך קבל המוצא דרך דיודה D.

מכיוון שהמתח UL על פני הסליל כעת שלילי, הזרם דרך הסליל פוחת באופן ליניארי. הפלט מקבל את האנרגיה שנלכדה ונאגרה בסליל. כעת, אם מתג S נסגר שוב, ההליך מתחיל מחדש וחוזר על עצמו כאשר המתג מופעל ל-ON/OFF.

“איזו תשובה מסבירה בצורה הטובה ביותר מדוע משתמשים במעגלים משולבים בטלפונים ניידים? ”

דרכי פעולה

המתח המופיע במוצא נקבע לפי אופן הפעלת המתג S. על פי האיור שלהלן, ישנם שלושה סוגים בסיסיים של זרימת זרם.

נניח, המתג S סגור בנקודה שבה הזרם הזורם בתוך הסליל לא הגיע לאפס, תמיד תחווה זרימת זרם דרך הסליל. זה מכונה 'מצב מתמשך' (CM).
אם הזרם מסוגל להגיע לאפס עבור חלק מהמחזור, כפי שמוצג באיור 2(ב), אז המעגל פועל ב'מצב לא רציף' (DM).
כאשר המתג נסגר בדיוק כאשר זרם הסליל הגיע לאפס, אנו קוראים לזה פעולת גבול CM/DM.

משמעות הדבר היא שבממיר באק ניתן לשנות גם את מתח המוצא וגם את ההספק על ידי התאמת תקופות ה'הפעלה' של המתג. זה נקרא גם יחס סימן-רווח.

זה מספיק תיאוריה; עכשיו בואו נבחן מעגל פשוט בעולם האמיתי.

ביצוע עיצוב ממיר באק מעשי

האיור הבא מציג מעגל ממיר buck מעשי פשוט המשתמש רק ב-3 טרנזיסטורים ועוד כמה אלמנטים פסיביים.

זה עובד בצורה הבאה:

מתג S במעגל זה מיוצג על ידי טרנזיסטור T1. הרכיבים האחרים של ממיר הירידה הם דיודה D1 וסליל L1.

ברגע שהמעגל מופעל, R3 מספק זרם בסיס ל-T2 (מכיוון שמפרט המתח קדימה של D2 גדול מ-0.7 V) ו-T2 מופעל.

עם ניצוח T2, T1 מקבל הטיית בסיס והוא גם מתחיל להוליך. במצב זה, נקודה P חווה עלייה במתח, מה שגורם ל-T2 להתנהל חזק עוד יותר.

כעת כאשר המתח של נקודה P מגיע ל-9 V, הזרם דרך L1 מתחיל לעלות. המתח על פני הסליל וההשראות שלו משפיעים על כמה מהר הזרם בתוכו גדל.

ככל שהזרם על פני הסליל גדל, המתח על פני R1 יורד. ברגע שהפוטנציאל הזה מגיע ל-0.7 V (כ-70 mA) גורם ל-T3 להידלק. זה מסיר במהירות את זרם הבסיס של T1.

מכיוון שהזרם ב-L1 כבר לא יכול לעלות, המתח בנקודה P מתחיל לרדת. T2 כתוצאה מכך כבוי, ואחריו T1.

“חיישנים שניתן להוסיף לחומרי בניין ”

הזרם דרך L1 עובר כעת דרך D1 עד שהוא יורד לאפס. זה גורם למתח ב-T2 לעלות שוב, והתהליך חוזר על עצמו מחדש.

הטרנזיסטורים פועלים כתיריסטור עם משוב חיובי, וכתוצאה מכך תנודה. T3 מוודא ש-T1 כבוי בזרם שנקבע מראש ושהמעגל פועל במצב גבול CM/DM.

שדרוג המעגל לעומסים גבוהים יותר

במקום להאיר נורת LED, אתה יכול להשתמש במעגל זה כדי להפעיל עומס מדורג גבוה יותר. אבל עם עומס גבוה יותר תמצאו את ממיר הבאק לא מתנודד.

זה נובע מהעומס שמונע מ-R3 להפעיל את T2 בעת האתחול.

ניתן למנוע בעיה זו על ידי הצבת קבל (0.1uF) בין נקודה P לבסיס של T2.

מהלך חכם נוסף יהיה להחליק את המתח על ידי חיבור קבל אלקטרוליטי 10 F על פני הפלט.

ממיר הבאק מתפקד כמקור זרם במקום כמקור מתח ואינו מווסת. עם זאת, עבור רוב היישומים הפשוטים, זה יהיה די והותר.

איך לבנות

שלב מס' 1: קח לוח רצועות לשימוש כללי בגודל 20 מ'מ על 20 מ'מ.
שלב #2: נקה את צד הנחושת עם נייר חול.
שלב מס' 3: קח את הנגדים והדיודות וכופף את הלידים שלהם תוך השארת מרחק של 1 מ'מ בין גופם ללידים.
שלב מס' 4: הכנס את הנגדים לתוך ה-PCB והלחם אותם. חותכים את אורכי העופרת העודפים.
שלב מס' 5: הכנס את הטרנזיסטורים לפי אותה מיקום פריסה כפי שמצוין בתרשים. הלחמו את ההובלות שלהם, וקצצו את ההובלות המורחבות.
שלב מס' 6: כעת, הכנס את המשרן, הלחמו אותו וקצץ את הלידים שלו.
שלב מס' 7: לבסוף הכנס, את הקבל ואת הנורית, הלחמו את הלידים. חותכים את הלידים העודפים

לאחר ביצוע ההרכבה הנ'ל, חבר בזהירות את הלידים של הרכיבים השונים על ידי התייחסות לתרשים הסכמטי. עשה זאת באמצעות החלקים של חוטי העופרת הגזומים, שנחתכו קודם לכן.

אם אינך מצליח לחבר את ההליכים ישירות מצד הנחושת, אתה יכול להשתמש בחוט מגשר מהצד הרכיב של ה-PCB.