LDO và nguồn buck giữ điện áp ra sao?

• Điện áp vào
• Bộ ổn áp
• Điện áp ra

Bạn sẽ học được gì

• Giải thích được LDO hạ điện áp ra sao và vì sao nó nóng lên.
• Mô tả được các phần của nguồn buck.
• Hiểu chu kỳ làm việc liên quan đến điện áp ra thế nào.

Cần biết trước

Nên biết transistor, tụ điện và diode là gì.

LDO giữ điện áp như thế nào?

Bộ ổn áp tuyến tính dùng phần tử công suất nối giữa đầu vào và đầu ra để giữ điện áp một chiều ổn định. LDO biến công suất dư — chủ yếu phụ thuộc vào độ chênh giữa điện áp vào và ra cùng dòng tải — thành nhiệt.

Phần tử công suất hoạt động trong vùng tuyến tính và tiêu tán công suất thành nhiệt. Chênh lệch điện áp hoặc dòng tải lớn làm tăng nhiệt; LDO có thể phù hợp với tải công suất thấp hoặc khi chênh lệch điện áp nhỏ.

• Transistor nối tiếp
• Nhiệt tỏa ra
• Điện áp ra thấp hơn

Ví dụ trong nguồn dùng tụ đầu vào, tụ đầu ra và điện trở hồi tiếp để đặt điện áp ra; linh kiện cần thiết tùy theo thiết kế của từng bộ ổn áp.

Nguồn buck gồm những phần nào?

Bộ buck được thiết kế để hạ điện áp một chiều từ mức cao xuống mức thấp một cách hiệu quả. Nó là một dạng nguồn xung, dùng kỹ thuật đóng ngắt bán dẫn thay cho phương pháp tuyến tính thông thường.

Một mạch buck cơ bản gồm transistor đóng ngắt nối tiếp, diode, cuộn cảm và tụ lọc; buck đồng bộ dùng công tắc thứ hai thay diode. Trong mô hình lý tưởng, transistor đóng ngắt hoạt động như một công tắc bật tắt.

• Transistor đóng ngắt
• Cuộn cảm
• Tụ lọc
• Diode

Chu kỳ làm việc liên quan đến điện áp ra thế nào?

Điện áp ra trung bình liên quan đến chu kỳ làm việc, là tỷ lệ thời gian transistor dẫn trong một chu kỳ đóng ngắt. Việc điều chỉnh điện áp đạt được bằng cách thay đổi chu kỳ làm việc.

Khi hoạt động như bộ hạ áp, nguồn buck cho điện áp ra thấp hơn điện áp vào; thay đổi chu kỳ làm việc sẽ thay đổi mức điện áp ra.

• Tỷ lệ dẫn thấp
• Tỷ lệ dẫn cao
• Điện áp ra thấp
• Điện áp ra cao hơn

Ví dụ trong đời sống

Hãy cùng người lớn nhìn bộ sạc điện thoại hoặc bo mạch nhỏ. Trên bo thường có một linh kiện nhỏ hạ điện áp cho vi điều khiển. Có thể đó là LDO hoặc nguồn buck, tùy thiết kế.

Hiểu lầm thường gặp

LDO nóng lên là luôn có vấn đề. Một phần nhiệt là hệ quả của ổn áp tuyến tính, nhưng lượng nhiệt tùy chênh lệch điện áp và tải. Cần xác nhận giới hạn nhiệt của đúng linh kiện; hoạt động bình thường không có nghĩa là nhiệt quá cao vẫn an toàn.

Nguồn buck có thể cho điện áp ra cao hơn điện áp vào. Nguồn buck là bộ hạ áp: trong phạm vi hoạt động hạ áp, điện áp ra thấp hơn điện áp vào.

Câu hỏi thường gặp

LDO là gì?

LDO là bộ ổn áp tuyến tính, điều chỉnh điện áp bằng cách biến công suất thừa thành nhiệt.

Nguồn buck dùng để làm gì?

Nó hạ điện áp một chiều từ mức cao xuống mức thấp một cách hiệu quả.

Chu kỳ làm việc là gì?

Đó là tỷ lệ thời gian transistor dẫn trong một chu kỳ đóng ngắt.

Mạch buck cần những linh kiện nào?

Một mạch buck cơ bản gồm transistor đóng ngắt nối tiếp, diode, cuộn cảm và tụ lọc; buck đồng bộ dùng công tắc thứ hai thay diode.

Tóm tắt

• LDO dùng phần tử nối tiếp ở vùng tuyến tính khi ổn áp và biến công suất thừa thành nhiệt.
• Nguồn buck đóng ngắt transistor, cùng diode hoặc công tắc thứ hai, cuộn cảm và tụ lọc để hạ điện áp hiệu quả.
• Chu kỳ làm việc thay đổi thì điện áp ra thay đổi; nguồn buck hoạt động như bộ hạ áp.