Snižovač napětí

Snižovač napětí nebo také snižovací pulsní měnič (anglicky step-down convertor, případně buck convertor) je základní zapojení stejnosměrného měniče pro snižování napětí.

Popis

Schéma snižovacího měniče

Schéma zapojení

Obvod je tvořen jedním řízeným polovodičovým prvkem (tranzistor V1), jedním neřízeným polovodičovým prvkem (dioda V0), jedním akumulačním prvkem (indukčnost L) a zátěží (rezistor R). Zejména v případě menších měničů, které napájejí čistě ohmickou zátěž, je jejích součástí tlumivka, ale například při napájení DC motoru plní funkci indukčnosti jeho vinutí.

Grafy popisující proud i a výstupní napětí u_OUT

Funkce

Jedná se o pulzní měnič, který je řízen délkou pulzů, tedy délkou sepnutí spínané součástky. Nezbytným prvkem je indukčnost, v níž se akumuluje energie a která přispívá k vyhlazení proudu. Měnič v provozu pulzuje mezi dvěma stavy:

• 1) $t\in (0;t_{1})$

Tranzistor $V1$ je sepnutý, dioda $V0$ je rozepnutá. Proud protéká ze zdroje přes cívku do zátěže. Cívka se chová jako spotřebič (akumuluje energii do magnetického pole, proud narůstá). Pokud zanedbáme úbytek na cívce, je $u_{OUT}=U_{IN}$

• 2) $t\in (t_{1};t_{2})$

Tranzistor $V1$ vypne, cívka přejde do režimu zdroje (vrací energii do obvodu, proud klesá), proud do spotřebiče se uzavírá přes diodu $V0$. Pokud zanedbáme úbytek na cívce, je $u_{OUT}=0$

Při zjednodušení tak můžeme říci, že výstupní napětí má tvar obdélníkových pulzů, kde maximální hodnota je zhruba stejná jako vstupního. Řízením spínání můžeme snižovat střední hodnotu tohoto napětí:

$U_{STR}=U_{IN}\cdot {\frac {t_{1}}{t_{1}+t_{2}}}=U_{IN}\cdot D$,

kde D je střída řídícího signálu.

Budeme-li dále uvažovat ideální podmínky ($L\rightarrow \infty$ a nepřerušovaný proud), pak je proud zcela vyhlazen a roven $I_{OUT}={\frac {U_{STR}}{R}}$, tedy by platilo, že do zátěže teče stejný proud, jako kdyby byla napájena konstantním napětím o velikosti rovné střední hodnotě výstupního napětí.

Odkazy

Související články

• Zvyšovač napětí
• Usměrňovač
• Střídač

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu snižovač napětí na Wikimedia Commons

Autoritní data	GND: 4628592-1