Mạch buck là gì

Mạch buck hạ áp là gì

Mạch buck hay mạch buck hạ áp, buck converter là bộ chuyển đổi DC-DC phổ biến giúp chuyển đổi điện áp cao sang điện áp thấp một cách hiệu quả. Chuyển đổi năng lượng hiệu quả kéo dài tuổi thọ pin, giảm nhiệt và cho phép xây dựng các tiện ích nhỏ hơn. Mạch buck có thể được sử dụng trong rất nhiều ứng dụng thú vị. Bài viết này sẽ giới thiệu ngắn gọn về mạch buck và trình bày một vài ứng dụng thú vị của mạch buck hạ áp - và người anh em họ của nó là nửa cầu (half bridge)

Giới thiệu về mạch Buck

Buck converter là một mạch đơn giản. Hình 1 là một sơ đồ đơn giản của mạch buck. MOSFET bên cao MOSFET bật và tắt. Một vi mạch điều khiển, không có trong hình, sử dụng một vòng phản hồi kín để điều khiển điện áp đầu ra. Hàm truyền DC là một phương trình liên quan đến điện áp đầu vào, điện áp đầu ra và chu kỳ làm việc của mạch buck hạ áp. $ Vout = Vin * D $, trong đó Vout là điện áp đầu ra, Vin là điện áp đầu vào và D là chu kỳ làm việc hoặc phần trăm thời gian MOSFET được bật. Cuộn cảm và tụ điện trong hình 1 tạo thành một bộ lọc thông thấp. Bộ lọc thông thấp này làm mịn hoạt động chuyển mạch MOSFET và tạo ra điện áp DC êm ái, mượt mà.

Hình 2 là một biến thể phổ biến của buck converter: mạch buck đồng bộ. Trong mạch buck đồng bộ, diode tự do được thay thế bằng MOSFET. Sử dụng MOSFET cũng cho phép truyền điện hai chiều. Nếu mạch buck chạy ngược, nó có thể hoạt động như mạch boost. Lúc này cần một IC chuyển đổi đặc biệt. Nó được sử dụng trong các ứng dụng như USB On-the-Go cho phép bạn sử dụng điện thoại thông minh để cấp nguồn cho các thiết bị điện tử cầm tay nhỏ.

Hai MOSFET trong cách mắc này được gọi là một nửa cầu (half bridge). Nửa cầu cũng là mạch rất hữu ích có nhiều ứng dụng.

Mạch buck được sử dụng ở mọi nơi. Dưới đây là một số ứng dụng phổ biến.

USB On-The-Go

USB On-The-Go cho phép kết nối bàn phím, chuột và các thiết bị ngoại vi khác với điện thoại thông minh. Thiết bị ngoại vi lấy điện từ cổng USB trên điện thoại. Việc điều chỉnh công suất được xử lý bằng cách sử dụng mạch buck đồng bộ có thể truyền điện theo cả hai hướng. Khi điện thoại được cắm vào bộ sạc pin, thì mạch sẽ có tác dụng như buck converter để sạc pin lithium trong điện thoại. Khi một thiết bị ngoại vi được cắm vào, mạch buck chạy ngược lại như một mạch boost để tạo 5V từ pin lithium. 

Bộ chuyển đổi POL cho PC và máy tính xách tay

Bộ chuyển đổi điểm tải, hoặc POL, là mạch buck không bị cô lập có khả năng truyền công suất hiệu quả đến tải dòng cao. Điều này đặc biệt hữu ích trong bo mạch chủ PC và máy tính xách tay. Các bộ vi xử lý hiện đại chạy ở điện áp rất thấp, thường là 1,8V. Mạch buck đồng bộ, đôi khi nhiều pha, được sử dụng cho mục đích này. POL này thường được gọi là module điều chỉnh điện áp, hoặc VRM trong thông số kỹ thuật của bo mạch chủ. 

Bộ sạc pin

Chúng ta đều muốn điện thoại thông minh, máy tính bảng hoặc bộ pin di động sạc nhanh mà không làm nóng các thiết bị di động. Mạch buck đồng bộ là cách tốt nhất để làm điều này. Thông thường, cổng sạc cho thiết bị di động là cổng micro USB. Nó chấp nhận 5V quy định. Các mạch sạc nằm bên trong thiết bị di động, thường là mạch buck hạ áp. Một số bộ điều khiển buck có tích hợp bộ điều khiển pin thông minh.

Nếu bạn đang cần tìm công ty gia công bo mạch điện tử chất lượng, hãy liên hệ ngay với Điện Tử Tương Lai để được tư vấn!