ఒక సాధారణ బక్ కన్వర్టర్ సర్క్యూట్‌ను నిర్మించండి [స్టెప్ డౌన్ కన్వర్టర్]

ఇక్కడ వివరించిన ప్రాక్టికల్ బక్ కన్వర్టర్ సర్క్యూట్ 3 ట్రాన్సిస్టర్‌లను మాత్రమే ఉపయోగిస్తుంది మరియు నిర్మించడం చాలా సులభం. సర్క్యూట్ సరళమైనది అయినప్పటికీ, ఇది అధిక సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది.

12 V లేదా 9 V సరఫరా ఇన్‌పుట్‌ల వంటి అధిక ఇన్‌పుట్ సరఫరాల నుండి 3.3 V LEDలను డ్రైవ్ చేయడానికి సర్క్యూట్‌ను ఉపయోగించవచ్చు.

బక్ కన్వర్టర్ డిజైన్‌ను LEDకి బదులుగా అధిక రేట్ లోడ్‌లను ఆపరేట్ చేయడానికి సులభంగా అప్‌గ్రేడ్ చేయవచ్చు.

కంటెంట్‌లు

బక్ కన్వర్టర్ టోపోలాజీ యొక్క ప్రాథమిక పని

దిగువ బొమ్మను సూచిస్తూ, అర్థం చేసుకోవడానికి ప్రయత్నిద్దాం ఒక 'బక్' లేదా 'స్టెప్-డౌన్' కన్వర్టర్ ఎలా పని చేస్తుంది . బక్ కన్వర్టర్ సర్క్యూట్‌తో, అధిక ఇన్‌పుట్ వోల్టేజ్‌ను తక్కువ అవుట్‌పుట్ వోల్టేజ్‌గా మార్చవచ్చు. దీని ప్రాథమిక ఆపరేషన్ విధానం క్రింది విధంగా వివరించబడింది.

స్విచ్ S నొక్కిన వెంటనే, ఇండక్టర్ L అంతటా సానుకూల వోల్టేజ్ అభివృద్ధి చెందుతుంది. Uin Uout కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది. కాయిల్ ప్రారంభంలో తక్షణ కరెంట్ ప్రవాహాన్ని నిరోధించడానికి ప్రయత్నిస్తుంది. ఫలితంగా, కాయిల్‌లోని కరెంట్ సరళంగా పెరుగుతుంది మరియు శక్తి కాయిల్‌లో నిల్వ చేయడం ప్రారంభమవుతుంది.

తరువాత, స్విచ్ S తెరిచిన వెంటనే, నిల్వ చేయబడిన కరెంట్ కాయిల్ ద్వారా డయోడ్ D ద్వారా అవుట్‌పుట్ కెపాసిటర్‌లోకి ప్రవహిస్తుంది.

కాయిల్ అంతటా వోల్టేజ్ UL ఇప్పుడు ప్రతికూలంగా ఉన్నందున, కాయిల్ ద్వారా కరెంట్ సరళంగా తగ్గుతుంది. అవుట్‌పుట్ కాయిల్‌లో సంగ్రహించబడిన మరియు నిల్వ చేయబడిన శక్తిని పొందుతుంది. ఇప్పుడు, Switch Sని మరోసారి మూసివేస్తే, ప్రక్రియ మళ్లీ ప్రారంభమవుతుంది మరియు స్విచ్ ఆన్/ఆఫ్‌లో ఉన్నందున పునరావృతమవుతుంది.

ఆపరేషన్ మోడ్‌లు

అవుట్పుట్ వద్ద కనిపించే వోల్టేజ్ స్విచ్ S ఎలా నిర్వహించబడుతుందో నిర్ణయించబడుతుంది. దిగువ బొమ్మ ప్రకారం, కరెంట్ ప్రవాహంలో మూడు ప్రాథమిక రకాలు ఉన్నాయి.

• కాయిల్ లోపల ప్రవహించే కరెంట్ సున్నాకి చేరుకోని పాయింట్ వద్ద స్విచ్ S మూసివేయబడిందని అనుకుందాం, కరెంట్ ప్రవాహం ఎల్లప్పుడూ కాయిల్ ద్వారా అనుభవించబడుతుంది. దీనిని 'నిరంతర మోడ్' (CM)గా సూచిస్తారు.
• ఫిగర్ 2(బి)లో వివరించిన విధంగా, కరెంట్ చక్రంలో కొంత భాగానికి సున్నాకి చేరుకోగలిగితే, సర్క్యూట్ 'నిరంతర మోడ్' (DM)లో పని చేస్తుంది.
• కాయిల్ కరెంట్ సున్నాకి చేరుకున్నప్పుడు స్విచ్ మూసివేయబడినప్పుడు, మేము దీనిని CM/DM పరిమితి ఆపరేషన్ అని పిలుస్తాము.

దీని అర్థం, బక్ కన్వర్టర్‌లో స్విచ్ యొక్క 'ఆన్' కాలాలను సర్దుబాటు చేయడం ద్వారా అవుట్‌పుట్ వోల్టేజ్ మరియు పవర్ రెండింటినీ మార్చవచ్చు. దీనిని మార్క్-స్పేస్ రేషియో అని కూడా అంటారు.

అది తగినంత సిద్ధాంతం; ఇప్పుడు నేరుగా వాస్తవ ప్రపంచ సర్క్యూట్‌ను పరిశీలిద్దాం.

ప్రాక్టికల్ బక్ కన్వర్టర్ డిజైన్‌ను తయారు చేయడం

కింది బొమ్మ కేవలం 3 ట్రాన్సిస్టర్‌లు మరియు కొన్ని ఇతర నిష్క్రియ మూలకాలను ఉపయోగించి సాధారణ ప్రాక్టికల్ బక్ కన్వర్టర్ సర్క్యూట్‌ను చూపుతుంది.

ఇది క్రింది పద్ధతిలో పనిచేస్తుంది:

ఈ సర్క్యూట్లో S స్విచ్ ట్రాన్సిస్టర్ T1 ద్వారా సూచించబడుతుంది. స్టెప్-డౌన్ కన్వర్టర్ యొక్క ఇతర భాగాలు డయోడ్ D1 మరియు కాయిల్ L1.

సర్క్యూట్ పవర్ చేయబడిన వెంటనే, R3 T2కి బేస్ కరెంట్‌ను సరఫరా చేస్తుంది (ఎందుకంటే D2 యొక్క ఫార్వర్డ్ వోల్టేజ్ స్పెక్ 0.7 V కంటే పెద్దది) మరియు T2 స్విచ్ ఆన్ చేయబడుతుంది.

T2 కండక్టింగ్‌తో, T1 బేస్ బయాస్‌ను పొందుతుంది మరియు ఇది నిర్వహించడం కూడా ప్రారంభిస్తుంది. ఈ పరిస్థితిలో, పాయింట్ P వోల్టేజ్‌లో పెరుగుదలను అనుభవిస్తుంది, ఇది T2ని మరింత కష్టతరం చేస్తుంది.

ఇప్పుడు పాయింట్ P యొక్క వోల్టేజ్ 9 Vకి చేరుకున్నప్పుడు, L1 ద్వారా కరెంట్ పెరగడం ప్రారంభమవుతుంది. కాయిల్‌లోని వోల్టేజ్ మరియు దాని ఇండక్టెన్స్ రెండూ దానిలోని కరెంట్ ఎంత త్వరగా పెరుగుతుందో ప్రభావితం చేస్తాయి.

కాయిల్ అంతటా కరెంట్ పెరిగినప్పుడు, R1 అంతటా వోల్టేజ్ తగ్గుతుంది. ఈ సంభావ్యత 0.7 V (సుమారు 70 mA) తాకిన వెంటనే T3 ఆన్ అవుతుంది. ఇది T1 యొక్క బేస్ కరెంట్‌ను త్వరగా తొలగిస్తుంది.

L1లో కరెంట్ ఇప్పుడు పెరగదు కాబట్టి, పాయింట్ P వద్ద వోల్టేజ్ తగ్గడం ప్రారంభమవుతుంది. ఫలితంగా T2 స్విచ్ ఆఫ్ చేయబడింది, దాని తర్వాత T1 ఉంటుంది.

L1 ద్వారా కరెంట్ ఇప్పుడు D1 ద్వారా సున్నాకి పడిపోయే వరకు ప్రయాణిస్తుంది. ఇది T2పై వోల్టేజ్ మళ్లీ పెరుగుతుంది మరియు ప్రక్రియ మళ్లీ పునరావృతమవుతుంది.

ట్రాన్సిస్టర్‌లు సానుకూల స్పందనతో థైరిస్టర్‌గా పని చేస్తాయి, ఫలితంగా డోలనం ఏర్పడుతుంది. T3 ముందుగా నిర్ణయించిన కరెంట్ వద్ద T1 ఆపివేయబడిందని మరియు సర్క్యూట్ CM/DM పరిమితి మోడ్‌లో పనిచేస్తుందని నిర్ధారిస్తుంది.

అధిక లోడ్‌ల కోసం సర్క్యూట్‌ను అప్‌గ్రేడ్ చేస్తోంది

LEDని ప్రకాశింపజేయడానికి బదులుగా, మీరు అధిక రేట్ లోడ్‌ను ఆపరేట్ చేయడానికి ఈ సర్క్యూట్‌ని ఉపయోగించవచ్చు. కానీ అధిక లోడ్ తో మీరు బక్ కన్వర్టర్ డోలనం కాదు కనుగొంటారు.

స్టార్టప్‌లో T2ని ఆన్ చేయకుండా R3ని నిరోధించే లోడ్ దీనికి కారణం.

పాయింట్ P మరియు T2 బేస్ మధ్య కెపాసిటర్ (0.1uF) ఉంచడం ద్వారా ఈ సమస్యను నివారించవచ్చు.

అవుట్‌పుట్‌లో 10 F విద్యుద్విశ్లేషణ కెపాసిటర్‌ను కనెక్ట్ చేయడం ద్వారా వోల్టేజ్‌ను సున్నితంగా మార్చడం మరొక స్మార్ట్ తరలింపు.

బక్ కన్వర్టర్ వోల్టేజ్ మూలానికి బదులుగా కరెంట్ సోర్స్‌గా పనిచేస్తుంది మరియు క్రమబద్ధీకరించబడదు. అయినప్పటికీ, చాలా సరళమైన అనువర్తనాలకు, ఇది తగినంత కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది.

ఎలా నిర్మించాలి

• దశ#1: 20 మిమీ బై 20 మిమీ సాధారణ ప్రయోజన స్ట్రిప్ బోర్డ్‌ను తీసుకోండి.
• స్పెప్#2: ఇసుక పేపర్‌తో రాగి వైపు శుభ్రం చేయండి.
• దశ#3: రెసిస్టర్‌లు మరియు డయోడ్‌లను తీసుకోండి మరియు వాటి బాడీ మరియు లీడ్స్ మధ్య 1 మిమీ దూరం వదిలి వాటి లీడ్‌లను వంచండి.
• దశ # 4: పిసిబిలోకి రెసిస్టర్‌లను చొప్పించండి మరియు వాటిని టంకము చేయండి. అదనపు సీసం పొడవులను కత్తిరించండి.
• దశ#5: స్కీమాటిక్‌లో సూచించిన విధంగా అదే లేఅవుట్ స్థానం ప్రకారం ట్రాన్సిస్టర్‌లను చొప్పించండి. వాటి లీడ్‌లను టంకం చేయండి మరియు పొడిగించిన లీడ్‌లను కత్తిరించండి.
• దశ#6: ఇప్పుడు, ఇండక్టరును చొప్పించి, దానిని టంకము చేసి, దాని లీడ్స్‌ను కత్తిరించండి.
• దశ # 7: చివరగా కెపాసిటర్ మరియు LED లను ఇన్సర్ట్ చేయండి, లీడ్స్‌ను టంకము చేయండి. అదనపు లీడ్‌లను కత్తిరించండి

పై అసెంబ్లీని పూర్తి చేసిన తర్వాత, స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రాన్ని సూచించడం ద్వారా వివిధ భాగాల లీడ్‌లను జాగ్రత్తగా ఇంటర్‌కనెక్ట్ చేయండి. గతంలో కత్తిరించిన, కత్తిరించిన సీసం వైర్ల ముక్కలను ఉపయోగించి దీన్ని చేయండి.

మీరు రాగి వైపు నుండి నేరుగా లీడ్‌లను కనెక్ట్ చేయలేకపోతే, మీరు PCB యొక్క కాంపోనెంట్ వైపు నుండి జంపర్ వైర్‌ను ఉపయోగించవచ్చు.

ఎలా పరీక్షించాలి

• ప్రారంభంలో LED డిస్‌కనెక్ట్‌ని ఉంచండి.
• సర్క్యూట్‌కు 9 V DCని వర్తించండి.
• LED కనెక్ట్ చేయబడే పాయింట్ల అంతటా వోల్టేజ్‌ను కొలవండి.
• ఇది తప్పనిసరిగా 3 V నుండి 4 V వరకు ఉండాలి.
• మీరు బక్ కన్వర్టర్‌ను సరిగ్గా నిర్మించారని మరియు ఇది సరిగ్గా పనిచేస్తుందని ఇది నిర్ధారిస్తుంది.
• మీరు పవర్ ఆఫ్ చేసి, LEDని తిరిగి దాని స్థానంలో కనెక్ట్ చేయవచ్చు.
• ఇప్పుడు DCని మళ్లీ ఆన్ చేయండి, గరిష్ట సామర్థ్యంతో 9 V DC ఇన్‌పుట్ నుండి LED ప్రకాశవంతంగా ప్రకాశవంతంగా ఉన్నట్లు మీరు కనుగొంటారు.

సామర్థ్యాన్ని ఎలా కొలవాలి

సామర్థ్యాన్ని కొలవడానికి మీరు 9 V DC యొక్క పాజిటివ్ లైన్‌తో సిరీస్‌లో ఒక అమ్మీటర్‌ను కనెక్ట్ చేయవచ్చు.

అప్పుడు మీరు వోల్టేజ్ (9 V) తో ప్రస్తుత పఠనాన్ని గుణించవచ్చు.

ఫలితంగా LED యొక్క వాట్ స్పెసిఫికేషన్ కంటే దాదాపు 20% ఎక్కువగా ఉండవచ్చు.

ఇది బక్ కన్వర్టర్ సర్క్యూట్ కోసం 80% సామర్థ్యాన్ని రుజువు చేస్తుంది మరియు అదేవిధంగా.