Boost en buck converters
-
- Berichten: 47
Boost en buck converters
Hey
Kan er iemand mij en de werking geven van de buck en boost converter? Ik weet wat ze allebei doen maar ik kan dit niet echt elektronisch uitleggen. Wel snap ik dat dit eigenlijk schakelende voedingen zijn. De uitleg die ik vind op het internet is me dan toch iets te moeilijk om te begrijpen. Ik zit in het 6de middelbaar, elektriciteit-elektronica maar ik ben zeer geïnteresseerd. Dit is voor mij GP, deelopdrachten dus alle info is welkom, liefst zo uitgebreid mogelijk
Mvg
Kevin
Kan er iemand mij en de werking geven van de buck en boost converter? Ik weet wat ze allebei doen maar ik kan dit niet echt elektronisch uitleggen. Wel snap ik dat dit eigenlijk schakelende voedingen zijn. De uitleg die ik vind op het internet is me dan toch iets te moeilijk om te begrijpen. Ik zit in het 6de middelbaar, elektriciteit-elektronica maar ik ben zeer geïnteresseerd. Dit is voor mij GP, deelopdrachten dus alle info is welkom, liefst zo uitgebreid mogelijk
Mvg
Kevin
- Moderator
- Berichten: 8.166
Re: Boost en buck converters
Mogelijk heb je wat aan onderstaand filmpje, tezamen met een toelichting op het principe van de hier zo belangrijke zelfinductie: KLIK
- Berichten: 4.541
Re: Boost en buck converters
SMPS principeschema's (zeer hoog rendement omdat de elektronische schakelaar zelf praktisch geen vermogen opneemt)
B:step-up converter Uuit positief (Uuit>Uin)
C: Uuit negatief (Uuit kan in waarde zowel kleiner als groter zijn dan Uin)
De waarde van Uuit wordt bepaald door Uin en de (0%<dutycycle<100%) van de elektronische schakelaar.
A:step-down converter Uuit positief (0<Uuit<Uin)B:step-up converter Uuit positief (Uuit>Uin)
C: Uuit negatief (Uuit kan in waarde zowel kleiner als groter zijn dan Uin)
De waarde van Uuit wordt bepaald door Uin en de (0%<dutycycle<100%) van de elektronische schakelaar.
-
- Berichten: 47
Re: Boost en buck converters
Bedankt ukster en Michel Uphoff. Tot nu toe snap ik dat de elektronische schakelaar ervoor zorgt dat de spoel een inductiespanning opwekt. Afhankelijk van de opstelling wordt de spanning omhoog of omlaag getransformeerd. Nu snap ik enkel niet hoe je dit moet beredeneren met de opstelling en/of hoe je het verschil nu tussen beide opstellingen en hun gevolg uitlegt.
Mvg Kevin
Mvg Kevin
- Berichten: 4.541
Re: Boost en buck converters
Dat is nog knap lastig
Je zult je zeker moeten verdiepen in de werking van een spoel en diode voor het geval de schakelaar open is en dicht is om de uitkomst van Uuit en de vorm van verschillende spanningen en stromen te kunnen beredeneren
ik heb hiervoor wel eens een simulatieprogramma gebruikt om dit te testen en om alle stromen en spanningen zichtbaar te maken.
Hieronder bijvoorbeeld een step up converter met dutycycle 50% (Uin =100V, voor deze configuratie is Uuit dan ongeveer 192V gemiddeld.) Het mooie hieraan is dat je meteen het effect ziet als je verschillende parameters verandert
Je zult je zeker moeten verdiepen in de werking van een spoel en diode voor het geval de schakelaar open is en dicht is om de uitkomst van Uuit en de vorm van verschillende spanningen en stromen te kunnen beredeneren
ik heb hiervoor wel eens een simulatieprogramma gebruikt om dit te testen en om alle stromen en spanningen zichtbaar te maken.
Hieronder bijvoorbeeld een step up converter met dutycycle 50% (Uin =100V, voor deze configuratie is Uuit dan ongeveer 192V gemiddeld.) Het mooie hieraan is dat je meteen het effect ziet als je verschillende parameters verandert
- Moderator
- Berichten: 8.166
Re: Boost en buck converters
Afhankelijk van de opstelling wordt de spanning omhoog of omlaag getransformeerd.
Van transformeren (zoals in een transformator) is hier geen sprake.
Boost: Een spoel die onder een gelijkspanning gezet wordt bouwt een magnetisch veld op. Op het moment dat de spanning plotseling wordt afgeschakeld zal de energie van dat magnetische veld in de spoel een tegenspanning veroorzaken, die in principe veel hoger is dan het oorspronkelijk aangelegde voltage (boost). Dat veel hogere voltage wordt in de condensator 'gedruppeld' bij iedere opening van de schakelaar, terwijl de diode (eenrichtingsklep) voorkomt dat de zo opgeslagen energie aan de andere zijde weg kan lekken. Zo wordt een hoge spanning in de condensator opgebouwd. Zie ook dit bericht en de wet van Lenz.
Bij een buck converter wordt er gedurende een deel van de tijd een spanning over de condensator gezet, bijvoorbeeld 10% aan 90% uit (duty cycle). De condensator zal hierdoor slechts gedeeltelijk geladen worden en dus zal er een lager voltage over staan dan de aangelegde spanning. Probleem is echter, dat er bij het aanschakelen een zeer grote stroom zal gaan lopen (de weerstand van een lege condensator is nagenoeg nul), en dat vernielt de schakeling. Dus wordt er in de stroomkring een spoel opgenomen. De spoel moet een magneetveld opbouwen en biedt gedurende dat opbouwen 'weerstand' waardoor de stroomsterkte beperkt blijft. Op het moment dat de schakelaar open gaat, zal de in het magnetisch veld van de spoel opgeslagen energie eveneens in de condensator lopen, zodat er geen verliezen zijn. Maar die spanning (zie de eerste toelichting) kan zeer hoog worden, en dat willen we voorkomen (o.a. omdat er anders vonkoverslag bij de schakelaar optreedt). Daarvoor dient de diode die bij openzetten van de schakelaar in doorlaatrichting (en dus lage weerstand) de spanningsopbouw gering houdt, terwijl de energie uit de veldlijnen nog steeds in de condensator kan komen.
Omdat een spoel in theorie in tegenstelling tot een weerstand geen energieverlies a.g.v. warmte kent, zijn dit soort schakelingen heel efficiënt. Als je het echt wilt berekenen, wordt het allemaal ingewikkelder, maar dit is ruwweg de werking van boost en buck.
-
- Berichten: 47
Re: Boost en buck converters
Michel Uphoff schreef:
Van transformeren (zoals in een transformator) is hier geen sprake.
...
Omdat een spoel in theorie in tegenstelling tot een weerstand geen energieverlies a.g.v. warmte kent, zijn dit soort schakelingen heel efficiënt.
Oke bedankt Michel Uphoff! En natuurlijk u ook ukster! Door jullie uitleg snap ik het. Nog een prettige dag en de beste wensen voor 2019!
Mvg Kevin