Comment fonctionne le convertisseur Buck ? | Convertisseur DC-DC - 2

 Comment fonctionne le convertisseur Buck ? | Convertisseur DC-DC :

 Convertisseur DC-DC :

La dernière fois, nous avons examiné le fonctionnement du convertisseur buck, qui est utilisé pour diminuer la tension d'entrée. Dans cette vidéo, nous examinerons le fonctionnement du convertisseur boost. Il est utilisé pour augmenter la tension d'entrée.

Dans un convertisseur buck, la tension est réduite en augmentant le courant. De même, dans le convertisseur boost, la tension sera augmentée en réduisant le courant. Les deux convertisseurs utilisent les mêmes composants mais dans des configurations différentes.

Ceci est un MOSFET à canal N. Il est contrôlé par le signal PWM. Lorsque l'interrupteur s'allume, le courant commence à circuler dans cette boucle à travers l'inducteur. Comme le courant à travers un inducteur ne peut pas changer instantanément, le courant augmente progressivement. De plus, l'inducteur commence à stocker cette énergie dans ses champs magnétiques.

Dans ce circuit, l'interrupteur a une résistance nulle, de plus, vous sauriez que l'inducteur agit comme un court-circuit pour le courant continu. Ainsi, le courant à travers l'inducteur peut augmenter jusqu'à la quantité maximale que la source peut fournir. Pour une source idéale, le courant augmentera à l'infini.

Maintenant, lorsque l'interrupteur s'éteint, le courant circulera à travers la boucle plus grande. Mais le courant est trop élevé pour cette charge à 5 volts, et le courant ne changera pas instantanément. Ainsi, l'inducteur augmente la tension de sorte que la tension combinée de l'inducteur et de la batterie puisse faire circuler ce courant à travers la charge.

L'inducteur se décharge assez rapidement, ce qui provoque une forte augmentation de tension à la sortie. Maintenant, nous pouvons augmenter la tension à la sortie par rapport à l'entrée. Mais ce n'est pas continu. Nous ajoutons donc un condensateur, en parallèle avec la charge, pour stocker l'énergie de la surtension et la libérer ultérieurement.

Mais quelque chose d'étrange semble se produire. Lorsque l'interrupteur s'allume, l'inducteur se charge. Et lorsque l'interrupteur s'éteint, l'inducteur se décharge, chargeant le condensateur. Maintenant, lorsque l'interrupteur se rallume, l'inducteur se charge mais le condensateur se décharge à travers l'interrupteur, et presque aucun courant ne circule à travers la charge. Nous ajoutons donc une diode entre l'inducteur et le condensateur, afin que le courant puisse circuler uniquement dans une direction.

Maintenant, lorsque l'interrupteur est éteint, le condensateur se charge par l'inducteur, et lorsque l'interrupteur s'allume, il se décharge à travers la charge, maintenant ainsi une alimentation constante en courant et en tension en sortie. Et le convertisseur Boost est complet.

Si vous augmentez le rapport cyclique du PWM, la tension augmente, et si vous diminuez le rapport cyclique, la tension diminue également. Mais, tout comme le convertisseur buck, il a le même problème. C'est-à-dire que lorsque la charge change, la tension en sortie change également, en fonction de la quantité de courant que la charge consomme.

Par conséquent, nous ajoutons le diviseur de tension de rétroaction, les amplificateurs opérationnels et le générateur d'onde triangulaire. Dans ce circuit, nous utilisons un MOSFET à canal N. Par conséquent, les entrées du comparateur sont inversées. Tous les autres principes de fonctionnement restent les mêmes que pour le convertisseur buck.

Toute modification de la charge entraînera une modification de la tension en sortie.

Cela changera la tension de rétroaction, ce qui modifiera le rapport cyclique de la PWM. De plus, la tension peut être modifiée en ajustant le potentiomètre. Lors de la conception de cela, il convient de prendre certaines précautions. Premièrement, la tension de sortie est supérieure à la tension d'entrée et peut également atteindre des centaines de volts avec une batterie de 5 volts si le rapport cyclique est trop élevé. Par conséquent, faites attention lors de l'utilisation de ce circuit. Deuxièmement, vérifiez la tension de claquage de la diode. Elle doit être supérieure à la tension maximale en sortie, sinon la diode risque de s'endommager.

Maintenant, vous vous demandez peut-être, que se passe-t-il si vous souhaitez augmenter et diminuer la tension avec un seul appareil, pouvons-nous les combiner en un seul. Oui, vous le pouvez. Et, un tel appareil existe, il s'appelle un convertisseur abaisseur/élévateur. Ici, nous combinons le convertisseur abaisseur et le convertisseur élévateur en série.

Ensuite, nous retirons ce condensateur supplémentaire et combinons les deux inductances en série pour créer le convertisseur Buck-Boost. Maintenant, lorsque le deuxième interrupteur est éteint, cela agit comme un convertisseur buck contrôlé par la modulation de largeur d'impulsion (PWM) au premier interrupteur. Et, lorsque le premier interrupteur est allumé, cela agit comme un convertisseur boost contrôlé par la PWM au deuxième interrupteur.

Au lieu de contrôler les deux interrupteurs, il existe également une autre configuration du convertisseur Buck-Boost, connue sous le nom de convertisseur Buck-Boost inversé, qui fonctionne avec un seul interrupteur. Cela peut obtenir des tensions de 0 à moins de -100 volts avec une source de tension de 5 volts. Pourquoi une tension négative ? Voyons voir. Lorsque l'interrupteur s'allume, le courant circule à travers l'inductance de cette boucle. Il ne peut pas circuler vers l'autre boucle car cette diode est polarisée en inverse. Maintenant, lorsque l'interrupteur s'éteint, cette boucle est ouverte, donc le courant circule à travers l'autre boucle.

Ce terminal est connecté à la terre, il sera donc toujours à zéro volts. Maintenant, si l'inducteur veut continuer le flux du courant dans cette direction, l'autre terminal doit devenir négatif. Ce terminal de la diode est négatif et il est à la terre ou à zéro volts, donc la diode est maintenant polarisée en avant, et c'est une boucle fermée pour le flux de courant. Vous savez peut-être que le courant circule du potentiel le plus élevé vers le potentiel le plus bas. Ici, il circule dans cette direction, et c'est à zéro volts, donc l'autre terminal est au potentiel négatif. De plus, le condensateur se charge de la même polarité. Maintenant, lorsque l'interrupteur se rallume, cette boucle se ferme et la diode est à nouveau polarisée en inverse. Pendant cette phase, le courant à travers la charge est fourni par le condensateur. Si vous diminuez le rapport cyclique de la modulation de largeur d'impulsion, la différence de potentiel diminue, et si vous augmentez le rapport cyclique, la différence de potentiel augmente également. C'est ainsi que fonctionnent les convertisseurs boost et buck boost. Merci de regarder et continuez en regardant nos autres vidéos.

- Le convertisseur Buck est utilisé pour diminuer la tension d'entrée.

- Le convertisseur Boost est utilisé pour augmenter la tension d'entrée.

- Le convertisseur Buck-Boost combine les deux convertisseurs en série.

Répondez à ces questions dans les commentaires :

Qu'est-ce qu'un convertisseur boost et comment fonctionne-t-il?

A) Un convertisseur boost est utilisé pour augmenter la tension d'entrée en réduisant le courant.

B) Un convertisseur boost est utilisé pour diminuer la tension d'entrée en augmentant le courant.

C) Un convertisseur boost est utilisé pour augmenter la tension d'entrée en augmentant le courant.

D) Un convertisseur boost est utilisé pour diminuer la tension d'entrée en réduisant le courant.

Pourquoi ajoute-t-on un condensateur en parallèle à la charge dans le circuit du convertisseur boost?

A) Pour augmenter la tension de sortie.

B) Pour stocker l'énergie du pic de tension et la libérer plus tard.

C) Pour empêcher le courant de circuler dans les deux sens.

D) Pour maintenir une alimentation constante en courant et en tension à la sortie.

Comment fonctionne le convertisseur buck-boost?

A) Le convertisseur buck-boost combine les convertisseurs buck et boost en série.

B) Le convertisseur buck-boost combine les convertisseurs buck et boost en parallèle.

C) Le convertisseur buck-boost utilise un seul interrupteur pour contrôler le courant.

D) Le convertisseur buck-boost utilise deux interrupteurs pour contrôler le courant.