Apa itu Konverter Buck?

Konverter buck adalah konverter yang menurunkan tegangan yang mencapai beban arus searah (DC). Misalnya, output dari sumber daya arus searah (VDC) 24-volt (V) dapat diturunkan untuk memberi energi pada peralatan 12-volt. Konverter buck yang dirancang dengan baik mampu memberikan tegangan output yang stabil di bawah berbagai kondisi beban dan mempertahankan disipasi daya yang sangat rendah, yang mengarah ke efisiensi tinggi.

Regulator linier dapat menjadi solusi sederhana untuk kebutuhan daya rendah. Mereka menggunakan transistor daya lulus seri yang mengontrol arus melintasi beban untuk menghasilkan tegangan keluaran DC yang stabil. Jika suplai 50-VDC menggunakan regulator linier untuk menggerakkan beban 25-V pada 1 ampere (A), daya melintasi beban serta regulator linier akan menjadi 25 watt (W). Ini berarti 50 W sedang terkuras dari catu daya 50-V. Efisiensi konversi adalah 50%, tetapi jika konverter buck digunakan dan disipasi daya dalam konverter buck adalah 2.5 W sedangkan daya pada beban masih 25 W, efisiensinya sekitar 90%.

Konverter buck adalah konverter DC ke DC yang beroperasi seperti catu daya mode-switch (SMPS), yang mengontrol siklus kerja gelombang persegi frekuensi tetap. Ketika beban membutuhkan lebih sedikit arus, waktu “on” dari gelombang persegi rendah, tetapi ketika beban membutuhkan arus yang sangat dekat dengan batas SMPS, waktu “on” melampaui 85%. DC yang diaktifkan menggunakan induktor seri dengan dioda sakelar cepat yang menggunakan arus balik induktif untuk mempertahankan transfer energi ketika elemen penggerak utama dimatikan untuk waktu yang singkat.

Untuk aplikasi yang berlawanan dengan buck converter, digunakan step-up boost converter (SUBC). SUBC menghasilkan tegangan output yang lebih tinggi dari inputnya. Dalam aplikasi ini, induktor secara seri dengan beban mengubah medan magnet yang runtuh menjadi tegangan DC yang lebih tinggi dari tegangan input rangkaian.

Perangkat konversi daya listrik lainnya adalah konverter buck-boost yang dapat bekerja baik sebagai konverter buck atau sebagai konverter boost. Dalam sistem energi surya, dimungkinkan untuk memperoleh rentang tegangan DC yang lebar tergantung pada ketersediaan sinar matahari. Sebuah bank baterai diisi oleh array fotovoltaik mungkin memiliki tegangan mulai dari 40 hingga 56 VDC. Jika beban sensitif membutuhkan 47 sampai 49 VDC, maka konverter buck-boost akan bekerja sebagai konverter boost ketika tegangan bank baterai kurang dari 47 V. Konverter akan bekerja sebagai konverter buck ketika tegangan lebih dari 49 V.