He aquí la imagen: -
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Es bastante más complejo que lo que voy a decir, pero tengan paciencia conmigo: -
En primer lugar, voy a pedirle a usted imaginar que D1 es un cambio como SW1 pero se cierra cuando SW1 se abre. Lo que a continuación, obtener en el punto (2) en el circuito es una onda cuadrada; tiene un pico de Vin (digamos 10V) y rápidamente cae a 0V cuando SW1 se abre (recuerde que le he pedido a considerar que D1 es también un interruptor). Esto se repite en algunos arbitrariamente de alta frecuencia tales como 100kHz.
Digamos también que Vd (su salida) es deseable que sea de 5V. Ahora bien, si la 10V squarewave en (2) se pasó la mitad de su tiempo a 10 v y la mitad de su tiempo en 0V, el valor promedio sería de 5V es decir, exactamente lo que usted desea.
Debe usted requiere de hecho, la Vd a ser de 3.3 V, a continuación, el squarewave en (2) se gastan alrededor de un tercio de su tiempo a 10 v, y alrededor de dos tercios de su tiempo en 0V. (Recuerde que yo estoy pidiendo que usted considere que D1 es un interruptor que se cierra cuando SW1 se abre).
Así que tenemos un squarewave en (2) que tiene un ciclo de trabajo (es decir una tercera parte) Y ahora tiene un filtro de paso bajo formado por L1 y C1 - la salida de este es bastante parecido a un voltaje de cc a 3.3 V.
A continuación, poner una resistencia de carga en (\$R_L\$) - este alterar el voltaje de salida de nivel medio? La respuesta es prácticamente "no" porque se está utilizando un inductor y el condensador para formar un paso bajo circuito y proporcionar el inductor de resistencia interna no es demasiado grande, no va a ser demasiado de un dc voltdrop a través de L1 y usted todavía obtener 3.3 V en la salida.
Sin embargo, si la carga de la salida es demasiado grande, el de 3.3 V va a comenzar a caer y esto es cuando el circuito de control comienza a asumir y aplicar un poco más de la tercera parte del ciclo de trabajo a SW1 está en. Este lazo de control es fundamental en todos los buck regulador de circuitos, pero no es necesario para entender los entresijos de este a comprender el trabajo de base.
Hasta ahora he asumido D1 es un interruptor (como SW1) y lo que he descrito se llama buck síncrono regulador - utiliza dos Transistores, uno para SW1 y uno en lugar de D1. Creo que es más fácil acercarse a buck síncrono reguladores de primera, a continuación, pasar a la comprensión de la norma (pero menos eficiente) a dólar de los reguladores.
Estándar buck reguladores han D1 (no cambiar) y les gustaría D1 se comporte como un interruptor (como se describe arriba), pero no siempre hacen esto. Para empezar gotas de 0.7 V a través de ella cuando se está actuando como un interruptor (tal vez un poco menos si usa un diodo schottky). Se lleva a cabo como un interruptor, pero el 0,7 V a través de ella se pierde energía en forma de calor nunca puede coincidir con la eficiencia de la sincrónico regulador.
¿Cómo D1 se comporte como un interruptor - cuando SW1 está cerrada, una rampa de corriente corre a través de L1 y cuando SW1 abre finalmente, la fuerza contraelectromotriz de L1 unidades (2) negativo en el fin de mantener la corriente a través de L1 sigue fluyendo. Esta es la naturaleza de inductores y si esto es un poco ajeno a ir y estudio de los inductores. Este voltaje negativo rápidamente cae por debajo de 0V hasta D1 comienza a realizar - ahora se está comportando como un regulador síncrono (aunque con 0,7 V de la gota a través de ella). SW1, finalmente, se inicia la realización de nuevo y el ciclo se repite.
Previamente el squarewave se describe en el punto (2) se 10V pico y 0V en la parte inferior - que ahora es de 10V pico pero -0.7 V en la parte inferior. L1 y C1 son todavía un filtro de paso bajo (como se mencionó anteriormente y si el ciclo de trabajo de la onda cuadrada es de un tercio, la tensión en la salida sería de alrededor de 3.1 V. El sistema de control de asumir y modificar el ciclo de trabajo hasta que la salida fue de 3,3 V.
Pero hay un problema adicional cuando D1 es sólo un diodo (y no un interruptor) y esto hace que no síncrono buck reguladores bastante difícil de conseguir a los apretones con. Si la carga es muy ligero, D1 no actúa como un interruptor (como por una sincrónico regulador) y el voltaje de salida se eleva y se eleva debido a la energía almacenada en la L1 guarda el conseguir bombeado en C1 y, por supuesto, el voltaje de salida aumenta. No es un gran problema, porque el lazo de control mantiene en jaque por la aplicación cada vez más pequeños ciclos de la squarewave en el punto (2).
Tengo el punto en que mi explicación donde tengo que tomar un descanso así que si te las arreglas para vadear a través de esto y quieren más, hágamelo saber. El resultado de todo esto de lo que quiero explicar es que rodea el almacenamiento de energía en el inductor (cuando SW1 se cierra), transfiriendo para el condensador y asegurarse de que la energía transferida \$\times\$ frecuencia (ciclos por segundo) coincide con la energía necesaria por la resistencia de carga a la tensión, el regulador tiene la intención de regular.
Sincrónico reguladores son mucho más fáciles de explicar!!
