معرفی رگولاتور سوئیچینگ بوست

معرفی رگولاتور سوئیچینگ بوست:
مبدل یا رگولاتور سوئیچینگ بوست نوع دیگری از منبع تغذیه سوئیچینگ است که عملکرد آن مشابه مبدل باک است، با این تفاوت که ولتاژ خروجی آن بزرگ تر از ولتاژ ورودی بوده و پلاریته ولتاژ ورودی را تغییر نمی دهد.

به عبارت دیگر، مبدل بوست یک مدار رگولاتور افزاینده ولتاژ است که برای مثال ولتاژ 5+ ولت ورودی را به 12+ ولت در خروجی تبدیل می کند.

در قسمت قبل درباره مبدل باک دیدیم که در مدار آن یک ترانزیستور به به صورت سری با ورودی قرار می گیرد.

اما در مبدل بوست از یک ترانزیستور سوئیچینگ موازی برای کنترل ولتاژ خروجی مدار استفاده می شود.

از آن جایی که ترانزیستور به صورت موازی با خروجی در مدار مبدل تعبیه شده است، انرژی الکتریکی وقتی از سلف به خروجی منتقل می شود که ترانزیستور خاموش یا OFF باشد.

شکل زیر مدار مبدل بوست را نشان می دهد.

در مدار مبدل بوست شکل بالا وقتی ترانزیستور کاملاً ON باشد، انرژی الکتریکی از منبع VIN به سلف منتقل می شود و از طریق ترانزیستور به منبع باز می گردد.

در نتیجه، هیچ بخشی از جریان به بار منتقل نمی شود؛ زیرا در این حالت ترانزیستور اشباع شده و مانند یک اتصال کوتاه عمل می کند.

بنابراین، جریان گذرنده از سلف زیاد می شود؛ زیرا یک مسیر داخلی کوتاه تر برای بازگشت جریان آن به منبع وجود دارد.

در همین حال، دیود بایاس معکوس می شود، زیرا آند آن به دلیل هدایت ترانزیستور زمین شده است. در نتیجه خازن در بار تخلیه می شود.

وقتی ترانزیستور کاملاً OFF شود، منبع ورودی از طریق سلف و دیود سری به خروجی وصل می شود. از آن جایی که در این حالت میدان سلف کاهش می یابد، انرژی ذخیره شده آن از طریق دیودی که اکنون بایاس مستقیم است و هدایت می کند به خروجی انتقال می یابد.

در نتیجه، ولتاژ القایی سلفL 1معکوس شده و با ولتاژ ورودی جمع می شود. در نتیجه، ولتاژ خروجی برابر با VIN+VLخواهد بود.

جریان خازن خروجیC1 که برای تغذیه بار از آن استفاده می شود، اکنون از منبع و از طریق دیود به آن بر می گردد.

جریانی که خازن را تغذیه می کند همان جریان گذرنده از دیود است و از آن جایی که وضعیت دیود همواره بین بایاس معکوس و مستقیم تغییر می کند، جریانی تغذیه کننده خازن همواره قطع و وصل می شود.

در نتیجه، خازن خروجی باید به اندازه کافی بزرگ باشد تا بتواند ولتاژ خروجی را هموار کند.

ولتاژ القایی سلف L1 به ولتاژ منبع افزوده شده و موجب عبور جریان از سلف به بار می گردد. ولتاژ خروجی مبدل بوست با رابطه زیر محاسبه می شود:

مشابه مبدل باک، ولتاژ خروجی مبدل بوست به ولتاژ ورودی و سیکل وظیفه بستگی دارد. بنابراین، با کنترل سیکل وظیفه تنظیم خروجی امکان پذیر خواهد بود.

همان طور که می بینیم، اندازه ولتاژ خروجی مستقل از مقدار سلف، جریان بار و خازن خروجی است.

مبدل های بوست معمولاً در مدارهای خازنی مانند شارژ باتری، فلاش دوربین و… به کار می روند، زیرا وقتی سوئیج بسته است، خازن همه جریان بار را تأمین می کند.