مبدل باک

مبدل باک نوعی مبدل DC-DC کاهنده بوده که مقدار متوسط ولتاژ خروجی کمتر از ولتاژ ورودی است. از این مبدل برای کنترل سرعت موتور‌های DC استفاده می‌شود. از آنجا که اساس کار این مبدل‌ها سوئیچینگ (کلیدزنی) است، ولتاژ خروجی دارای هارمونیک خواهد بود که برای برطرف کردن این مشکل از یک فیلتر پایین‌گذر متشکل از سلف و خازن استفاده می‌گردد. همچنین با استفاده از یک دیود، جریان را برای بار‌های سلفی یکسان می‌سازند.



این دو شکل نیز تنظیمات مدار از یک مبدل باک در دو حالت زمانی که سوئیچ بسته است و حالت خاموش، زمانی که سوئیچ باز است (فلش‌ها به عنوان مدل جریان) را نشان می‌دهند.



موقعی که سوئیچ بسته است، جریان از طریق سلف به بار می‌رسد، سلف و خازن در همین مرحله (بسته به مدت زمان بسته بودن سوئیچ) شارژ می‌شود. زمانی که سوئیچ باز شود، مدار از طریق دیود بسته شده و انرژی سلف که قبلا ذخیره شده بود، از طریق دیود به خازن رسیده و خازن دوباره شارژ می‌شود. زمان قطع کلید، سلف همانند منبع ولتاژ عمل می‌کند. در این مدار، به دلیل قطع و وصل مکرر سوئیچ، فرصت کافی برای شارژ کامل سلف وجود ندارد به همین دلیل همیشه ولتاژ سلف کمتر از ولتاژ ورودی می‌باشد.


این مبدل بسته به جریانی که از سلف می‌گذرد، می‌تواند در سه حالت عمل کند:
حالت پیوسته: زمانی که جریان سلف همواره بزرگتر از صفر باشد.
حالت بحرانی: زمانی که جریان سلف فقط در یک لحظه صفر شود.
حالت ناپیوسته: زمانی که جریان سلف در یک بازه زمانی صفر شود.

مزایای این مبدل عبارتند از:

۱) کم بودن تعداد المان‌های مدار

۲) سادگی مدار کنترل

۳) عدم نیاز به ترانس

۴) توانایی کار در نسبت تبدیل‌های خیلی کوچک خروجی نسبت به ورودی

۵) محدود سازی کامل جریان اتصال کوتاه توسط مدار کنترل (فقط در مد کنترل جریانی)

معایب این مبدل شامل موارد زیر است:

۱) پالسی بودن جریان ورودی مدار

۲) وجود ترانزیستور high side که باعث پیچیدگی مدار گیت درایو می‌شود.