PL 
EnglishDomyślny
Українська⚡ Przetwornica buck — przełączanie PWM
Symuluj przetwornicę obniżającą DC-DC: współczynnik wypełnienia PWM D steruje wyjściem V_out = D·V_in. Zobacz tętnienie prądu cewki ΔI_L = (V_in−V_out)·D/(L·f_sw) i tętnienie napięcia na kondensatorze.
Podobne symulacje
O tej symulacji
Ta symulacja uruchamia działający w czasie rzeczywistym model przetwornicy buck DC-DC, aktualizując prąd cewki i napięcie na kondensatorze w każdym cyklu przełączania na podstawie rzeczywistego stanu wł./wył. przełącznika PWM. Trzy przewijające się przebiegi — węzeł przełączający, prąd cewki i napięcie wyjściowe — pokazują V_out = D·V_in ustalające się w czasie rzeczywistym podczas zmiany współczynnika wypełnienia, indukcyjności, pojemności lub częstotliwości przełączania.
🔬 Co przedstawia
Krokowa symulacja przetwornicy buck (dt = 1/(f_sw·40)) śledząca prąd cewki iL i napięcie kondensatora vC w każdym cyklu, z obliczanym na bieżąco V_out, tętnieniem ΔI_L, tętnieniem ΔV_C, trybem CCM/DCM (poprzez L_crit) oraz szacowaną sprawnością.
🎮 Jak korzystać
Przeciągaj V_in, Współczynnik wypełnienia D, Indukcyjność L, Pojemność C oraz Częstotliwość f_sw, aby zobaczyć natychmiastowy wpływ na przebiegi i statystyki. Użyj Reset, aby wyczyścić historię, oraz Pauza (lub klawisz P), aby zatrzymać animację; R resetuje.
💡 Czy wiesz, że?
Rzeczywiste przetwornice buck często zastępują diodę swobodnego przewodzenia drugim tranzystorem MOSFET (przetwornica „synchroniczna”), zmniejszając stratę napięcia przewodzenia z około 0,7 V do zaledwie kilku miliwoltów — co znacząco poprawia sprawność przy dużych prądach obciążenia w ładowarkach telefonów i zasilaczach laptopów.
Najczęściej zadawane pytania
Dlaczego przebieg prądu cewki wygląda jak fala piłokształtna?
Gdy przełącznik jest włączony, na cewce przyłożone jest napięcie (V_in − V_out) i prąd rośnie liniowo; gdy przełącznik się wyłącza, cewka swobodnie przewodzi i prąd liniowo maleje. Ta cykliczna zmiana nachylenia przy włączaniu/wyłączaniu tworzy widoczne na bursztynowym przebiegu trójkątne tętnienie.
Co się stanie, jeśli przeciągnę Współczynnik wypełnienia D blisko 0 lub blisko 1?
W pobliżu D=0 napięcie wyjściowe zapada się w kierunku zera, ponieważ V_out = D·V_in; w pobliżu D=1 przełącznik jest niemal cały czas włączony, a V_out zbliża się do V_in. Przy tych skrajnościach zachowanie tętnienia i granica CCM/DCM (L_crit) stają się bardzo wrażliwe na niewielkie zmiany współczynnika wypełnienia.
Dlaczego zwiększanie Indukcyjności L zmniejsza tętnienie, ale wskaźnik trybu może przełączyć się na CCM?
Większe L bezpośrednio zmniejsza ΔI_L = (V_in−V_out)·D/(L·f_sw), wygładzając prąd. Ponieważ granica CCM/DCM wynosi L_crit = (1−D)·R/(2·f_sw), zwiększenie L powyżej tego progu uniemożliwia prądowi cewki osiągnięcie zera, przełączając symulację w tryb ciągłego przewodzenia (CCM).
Dlaczego zwiększenie częstotliwości przełączania f_sw zmniejsza obie wartości tętnienia?
Zarówno ΔI_L, jak i ΔV_C mają f_sw w mianowniku, więc podwojenie częstotliwości przełączania mniej więcej o połowę zmniejsza oba tętnienia. Dlatego rzeczywiste przetwornice zwiększają częstotliwość przełączania, aby zmniejszyć rozmiar podzespołów, kosztem większych strat przełączania w tranzystorze MOSFET.
Dlaczego wartość Sprawności nieznacznie maleje wraz ze wzrostem współczynnika wypełnienia?
Ta symulacja stosuje uproszczone oszacowanie sprawności, które nieznacznie penalizuje wyższy współczynnik wypełnienia, odzwierciedlając rzeczywiste efekty, takie jak zwiększone straty przewodzenia. Rzeczywista sprawność zależy również od rezystancji przełącznika, ESR cewki i spadku napięcia w kierunku przewodzenia diody, których żaden prosty wzór nie odwzorowuje w pełni.