Bộ điều chỉnh giảm điện áp hay gọi là Buck converter hay Step-down conveter, là bộ chuyển đổi nguồn điện DC sang DC giúp giảm điện áp đầu vào đến mức điện áp đầu ra mong muốn. Bộ chuyển đổi buck tích hợp các linh kiện và mạch cần thiết vào một thiết bị duy nhất. Bộ chuyển đổi buck được tìm thấy trong vô số ứng dụng điện tử, trong đó ổn định điện áp là rất quan trọng.

Mạch chuyển đổi DC-DC Buck cơ bản

Buck Converter hoạt động thế nào? Là một loại nguồn xung có công tắc chuyển mạch (ví dụ: MOSFET) để bật và tắt mạch thật nhanh. Việc chuyển mạch nhanh này tạo ra một sóng vuông. Nghĩa là nếu chu kỳ chuyển mạch công tắc là 50%, tức là công tắc bật 50% thời gian, thì điện áp ngõ ra sẽ là 50% của đầu vào. Sóng vuông cần được làm mịn để cấp nguồn tốt, thì cuộn cảm và tụ điện được sử dụng trong mạch điện. Sự kết hợp này được gọi là bộ lọc thông thấp LC. Cuộn cảm làm phẳng dòng điện, tụ điện chống lại sự thay đổi điện áp đột ngột. Sự kết hợp tạo ra điện áp tương đối mượt mà có độ gợn thấp. Ví dụ: nếu điện áp đầu vào là 10V và chu kỳ chuyển mạch là 50%, thì điện áp đầu ra là 5V.

Mạch chuyển đổi DC-DC chế độ xung

Một yếu tố quan trọng của chuyển đổi Buck là sự kết hợp diode hoặc công tắc chuyển mạch song song với cuộn cảm. Điều này sẽ bù cho đặc tính của cuộn cảm, khi đó dòng điện trong cuộn cảm sẽ không thay đổi đột ngột, giúp bảo vệ transistor không bị quá tải và phá hủy. Bộ chuyển đổi cũng kết hợp thêm mạch để điện áp đầu ra ổn định. Bộ chuyển đổi sử dụng vòng lặp kín với phản hồi âm để theo dõi điện áp đầu ra và tự động điều chỉnh chu kỳ làm việc của công tắc chuyển mạch để điều chỉnh điện áp đầu ra.

Mạch DC-DC có tên thành phần linh kiện

Hiệu quả bộ chuyển đổi Buck, một số bộ chuyển đổi Buck hiệu suất trên 95% sẽ hiệu quả kinh tế hơn so với bộ ổn áp tuyến tính (linear) ở mức công suất cao hơn, chi phí loại bỏ nhiệt do bộ ổn áp linear tạo ra có thể ít hơn khi sử dụng Buck. Đầu ra bộ chuyển đổi Buck sẽ có nhiễu, nghĩa là đầu ra bộ ổn áp linear càng ổn định thì càng phù với các ứng dụng cần ngõ ra ít nhiễu. Ổn áp tuyến tính Linear đáp ứng những thay đổi của ngõ vào và ra nhanh hơn so với chuyển đổi Buck.

Biểu đồ điện áp theo thời gian