Кіріспе

DC-DC түрлендіргіштің түрі – коммутациялық режимдегі қуат көзі. Buck-boost түрлендіргіші – шығыс кернеуінің шамасы кіріс кернеуінің шамасынан үлкен немесе кіші болатын DC-DC түрлендіргіштің түрі. Бұл трансформатордың орнына бір индукторды қолданатын flyback түрлендіргішімен тең. Екі түрлі топология "buck-boost" түрлендіргіші деп аталады. Олардың екеуі де кіріс кернеуінен әлдеқайда үлкен (абсолюттік шамада) кернеуден бастап, дерлік нөлге дейін шығыс кернеулерінің диапазонын шығара алады. Инвертті топологияда шығыс кернеуі кіріс кернеуіне қарама-қарсы полярлыққа ие. Бұл – күшейткіш түрлендіргіш пен төмендеткіш түрлендіргіш сияқты ұқсас тізбек конфигурациясы бар коммутациялық режимдегі қуат көзі. Шығыс кернеуі коммутациялық транзистордың жұмыс циклына байланысты реттеледі. Бұл түрлендіргіштің бір кемшілігі – коммутатордың жерге қосылатын терминалы жоқ, бұл басқару схемасын күрделілендіреді. Дегенмен, егер қуат көзі жүктеме тізбегінен оқшауланған болса (мысалы, қуат көзі батарея болса), бұл кемшілік маңызды емес, себебі қуат көзі мен диодтың полярлығын кері бұруға болады. Оларды кері бұру мүмкін болса, коммутаторды жерге немесе қуат көзіне орналастыруға болады. Төмендеткіш (step-down) түрлендіргішті көтергіш (step-up) түрлендіргішпен біріктіргенде, шығыс кернеуі әдетте кіріс кернеуімен бірдей полярлыққа ие болады және кірістен төмен немесе жоғары болуы мүмкін. Мұндай инвертті емес buck-boost түрлендіргіші бір индукторды қолдануы мүмкін, ол төмендеткіш индуктор режимінде де, көтергіш индуктор режимінде де қолданылады, диодтардың орнына коммутаторлар қолданылады, кейде "төрт коммутаторлы buck-boost түрлендіргіші" деп аталады, сондай-ақ ол бірнеше индукторларды қолдануы мүмкін, бірақ SEPIC және Ćuk топологияларындағыдай бір ғана коммутаторды қолданады.

Тұжырымдамалық шолу

Бук және буст түрлендіргіштері сияқты, бук-буст түрлендіргішінің жұмысы индуктордың ток өзгерісіне қарсы "қарсыласуы" арқылы жақсы түсіндіріледі. Бастапқы күйде, ештеңе зарядталмаған және қосқыш ашық болғанда, индуктор арқылы өтетін ток нөлге тең болады. Қосқыш алғаш рет жабылғанда, тоқтату диоды ток контурдың оң жағына ағуына кедергі келтіреді, сондықтан барлық ток индуктор арқылы өтуі керек. Бірақ индуктор ток жылдам өзгеруіне рұқсат бермейді, сондықтан бастапқыда ток деңгейін төмен ұстап, көзбен берілген кернеудің көп бөлігін төмендетеді. Уақыт өте келе, индуктор өз кедергісін азайту арқылы ток баяу өсуіне мүмкіндік береді. Идеалды схемада индуктордағы кернеудің төмендеуі тұрақты болар еді. Сымдар мен қосқыштың ішкі кедергісі ескерілгенде, индуктордағы кернеудің төмендеуі де ток өскен сайын төмендейді. Бұл уақыт ішінде индуктор энергияны магниттік өріс түрінде сақтайды.

Төрт коммутаторлы топологияның жұмыс істеу қағидаттары

Төрт ауыстырғыш түрлендіргіш, төмендету (buck) және көтеру (boost) түрлендіргіштерін біріктіреді. Ол төмендету немесе көтеру режимінде жұмыс істей алады. Екі режимде де, жұмыс циклін бір ғана ауыстырғыш басқарады, екіншісі коммутация үшін арналған және біріншісіне қарама-қарсы жұмыс істеуі керек, ал қалған екі ауыстырғыш белгілі бір күйде болады. Екі диодты төмендету-көтеру түрлендіргішін жасауға болады, бірақ диодтарды FET ауыстырғыштарына жаңарту көп қосымша шығыс талап етпейді, ал кернеудің төмендеуі аз болғандықтан тиімділік артады.