Pengertian Buck Boost Converter dan Prinsip Kerjanya

{tocify} $title={Daftar Isi}

 Buck boost converter adalah konverter DC ke DC.  Konverter DC ke DC mengubah level tegangan sumber DC dan Menaikan Tegangan DC Tersebut.  Kami menyebutnya konverter DC ke DC karena mengambil tegangan DC sebagai input dan memberikan juga tegangan DC sebagai output. Pertama-tama baca artikel tersebut karena itu akan memberikan cakupan visi yang jelas untuk lebih memahami proyek ini.  Buck boost converter adalah rangkaian gabungan dari buck converter dan boost converter seperti namanya.  Anda bisa mendapatkan gambaran tentang prinsip kerja buck boost converter sendiri dengan memahami prinsip kerja buck dan boost converter individual.

 Katakanlah Anda telah menyalakan perangkat elektronik 12 volt dengan baterai 12 volt.  Tetapi masalahnya adalah baterai 12 volt terkadang memberikan 13 volt jika terisi penuh dan turun menjadi 11 volt jika terkuras penuh.  Dalam hal ini perangkat sensitif dapat mengalami kerusakan.  Disini kita harus menggunakan dua konverter, pertama adalah konverter buck jika tegangan di atas 12 volt dan kedua adalah konverter boost jika tegangan di bawah 12 volt.  Tetapi bagaimana jika kita menambahkan kedua fungsi tersebut dalam satu rangkaian.  Dalam proyek ini kita akan melihat bagaimana kita dapat merancang rangkaian yang dapat melakukan kedua fungsi tersebut.  Mari kita hubungkan kedua rangkaian secara seri.

 Ada banyak komponen yang tidak terpakai di sirkuit ini.  Jadi, setelah melepas kapasitor filter C1 dan menambahkan induktor L1 dan L2 secara seri, kita mendapatkan

 

 Diagram rangkaian yang ditunjukkan di atas adalah konverter buck/boost non-inverting.  Di sini dengan mengontrol kedua sakelar dengan cara yang benar, kita dapat menggunakannya sebagai konverter buck/boost.  Jika SW2 terbuka, SW1 mengontrol fungsionalitas uang dan ketika SW1 tertutup maka kontrol SW2 meningkatkan fungsionalitas.  Di sirkuit ini kita harus mengontrol dua sakelar.  Tetapi ada sirkuit yang tersedia di mana kita hanya perlu memperhatikan satu sakelar.  Kami menyebutnya sirkuit pembalik buck-boost converter atau konverter flyback.

 Inverting konverter buck-boost atau konverter flyback

 

 Mari kita pahami cara kerja dari rangkaian konverter buck boost atau flyback converter.

 Mode-1:- dalam mode ini sakelar aktif dan induktor menyimpan energi.  Dioda D mati.

 Mode-1:- dalam mode ini sakelar mati dan induktor melepaskan energinya.  CapacitorC sedang mengisi daya secara terbalik.  Inilah sebabnya mengapa kami menyebut konverter ini sebagai konverter pembalik.

 Mode-1:- dalam mode ini sakelar mati dan dioda D juga mati.  Tegangan kapasitor muncul di seluruh output.  Tegangan ini negatif.

 Sesuai aturan volt-detik, tegangan melintasi induktor

 Dalam sakelar konverter buck-boost yang sebenarnya diganti dengan MOSFET dan digerakkan oleh pulsa PWM.

 Untuk tegangan keluaran yang stabil pada beban apa pun, kita perlu mengubah siklus kerja setiap kali kita mengubah beban.  Sebaliknya pada tegangan keluaran beban yang berbeda juga akan berbeda pada siklus kerja tetap.  Untuk itu kita perlu merancang rangkaian switcher tersebut dan memberikan output feedback sehingga dapat menyesuaikan duty cycle-nya.

 Menghasilkan pulsa PWM untuk konverter boost

 Ada banyak IC khusus untuk switching.  Tetapi untuk pemahaman yang lebih baik, pertama-tama kita akan melihat bagaimana kita dapat membuat rangkaian seperti itu tanpa IC yang dibuat sebelumnya.  Untuk ini kita akan menggunakan op-amp dan komparator.  Tapi sebelum itu kita akan melihat bagaimana kita bisa menghasilkan sinyal PWM.

 

 Logika untuk membangkitkan pulsa PWM sama seperti yang kita lihat pada proyek buck converter dan boost converter.  Dalam bentuk gelombang Anda dapat melihat bahwa sinyal segitiga kita dibandingkan dengan tegangan umpan balik.  Di sini tegangan keluaran dibalik sehingga kita tidak dapat menghubungkannya langsung ke komparator.  Kita harus menghubungkan op-amp diferensial untuk menghitung perbedaan tegangan keluaran dan tegangan referensi.  Output dari op-amp diferensial adalah tegangan umpan balik.  Dimana tegangan segitiga lebih besar dari tegangan umpan balik keluaran komparator rendah.  Jadi, sinyal segitiga terhubung ke terminal pembalik komparator dan umpan balik terhubung dengan terminal komparator non-pembalik.

 Sekarang jika tegangan output menurun maka tegangan umpan balik akan meningkat.  Maka duty cycle komparator akan meningkat, sehingga tegangan keluaran akan meningkat maka tegangan umpan balik akan menurun.  Dengan cara ini tegangan keluaran menstabilkan dirinya sendiri sesuai dengan beban yang berbeda.  Jadi, kenaikan dan penurunan tegangan output ini terus berlanjut.  Inilah sebabnya mengapa jika Anda mengamati tegangan output tidak pernah mulus dari setiap konverter buck/boost.

 Diagram sirkuit konverter boost dan Komponen

 Jika Anda mengamati diagram kerja inverting buck-boost converter, kita harus menggunakan P-channel MOSFET sebagai saklar.  Tapi, resistansi saluran MOSFET saluran-P jauh lebih tinggi daripada MOSFET saluran-N.  Untuk menggunakan N-channel MOSFET kita harus mengubah posisi saklar.

 

 Untuk membuat rangkaian utuh tanpa IC yang ada, kita membutuhkan komponen berikut.

•  Op-amp MCP602

•  mos

•  Potensiometer

•  kapasitor

•  Transistor TL431 untuk tegangan referensi

•  Pengandar MOSFET (TC4420)

•  MOSFET (IRL540)

•  induktor

•  dioda

 

 Seperti yang Anda lihat, sirkuitnya terlihat sangat berantakan, rumit, dan memakan banyak ruang.  Inilah mengapa kami tidak menyukai sirkuit ini.

 Sekarang kita akan mendesain buck converter menggunakan IC khusus untuk buck-boost converter.  Untuk rangkaian ini kita membutuhkan komponen berikut.

•  IC konverter step up / down XL6009 DC-DC

•  Kapasitor (47uF dan 470uF)

•  Induktor (100uH)

•  dioda

•  Potensiometer (100k)

 

 Saklar MOSFET terintegrasi dalam IC.  Anda dapat melihat betapa sederhananya rangkaian ini.  Hanya beberapa komponen dibandingkan dengan sirkuit sebelumnya.  Efisiensinya juga bagus dibandingkan sirkuit sebelumnya.  Inilah sebabnya mengapa sirkuit ini lebih disukai.  Jangan lupa untuk menggunakan heat sink dengan IC.

 Penggunaan konverter boost

•  Untuk mengatur catu daya

•  Digunakan dalam sistem tenaga baterai

•  Ini digunakan dalam power amplifier

Baca Juga