Introduzione Il convertitore buck-boost è un tipo di convertitore di potenza CC-CC in grado di aumentare (boost) o diminuire (buck) la tensione di ingresso in base alle necessità. Questo tipo di convertitore è particolarmente utile nelle applicazioni in cui la tensione di ingresso può variare al di sopra e al di sotto della tensione di uscita desiderata. Tuttavia, la polarità della tensione di uscita è invertita rispetto a quella di ingresso. Sommaire masquer 1 Introduzione 1.1 Vantaggi 1.2 Svantaggi 2 Principio di funzionamento 2.1 A. Fase di accumulo di energia 2.2 B. Fase di trasferimento energetico 2.3 C. Conduzione continua e discontinua 3 Spiegazione del circuito 4 Conclusione Uno svantaggio di questo convertitore è che il suo interruttore non ha un terminale collegato allo zero, il che ne complica il controllo. Per evitare questo problema è possibile utilizzare il convertitore Fly-back. Rispetto ai convertitori Buck e Boost, le principali differenze sono:La tensione di uscita ha polarità inversa rispetto alla tensione di ingressoLa tensione di uscita può variare da 0 a −∞ (per un convertitore ideale). Vantaggi Flessibilità della tensione di uscita: il convertitore può produrre una tensione di uscita superiore o inferiore alla tensione di ingresso.Efficienza energetica: i moderni convertitori buck-boost possono raggiungere efficienze molto elevate, spesso superiori al 90%, il che li rende ideali per applicazioni a bassa potenza. Svantaggi Complessità di progettazione: rispetto ai convertitori buck o boost, il convertitore buck-boost è più complesso da progettare e controllare.Interruttore convertitore: non ha un terminale collegato allo zero, il che ne complica il controllo.Increspature di corrente: potrebbero verificarsi ondulazioni di corrente maggiori, che potrebbero richiedere componenti di filtraggio aggiuntivi per stabilizzare l’uscita. Principio di funzionamento Il convertitore buck-boost funziona in due fasi principali: la fase di accumulo di energia e la fase di trasferimento di energia.A. Fase di accumulo di energia – Quando l’interruttore (spesso un transistor) è chiuso, la corrente scorre attraverso l’induttore e l’interruttore, immagazzinando energia nell’induttore sotto forma di campo magnetico. – Durante questa fase il diodo è bloccato e il carico viene alimentato dal condensatore B. Fase di trasferimento energetico – Quando l’interruttore si apre, l’energia immagazzinata nell’induttore viene rilasciata. L’induttanza forza la corrente a fluire attraverso il diodo e a fornire energia al carico. – La tensione di uscita può essere regolata modificando il ciclo di lavoro dell’interruttore. C. Conduzione continua e discontinua Il convertitore buck-boost funziona in conduzione discontinua quando la corrente richiesta dal carico è bassa e funziona in conduzione continua per correnti più elevate. Il confine tra conduzione continua e discontinua viene raggiunto quando la corrente nell’induttore svanisce proprio nel momento della commutazione. Spiegazione del circuito Ora esamineremo un circuito di esempio per aiutarti a comprendere meglio il funzionamento di un convertitore Buck-Boost: Interruttore (S): in genere, un transistor di potenza, come un MOSFET, regola il flusso di corrente dell’induttore. Le modalità operative e la tensione di uscita del convertitore dipendono dagli stati ON e OFF dell’interruttore.Diodo (D): quando l’interruttore è in posizione OFF, consente il flusso di corrente in una sola direzione, dall’induttore all’uscita. Il condensatore di uscita non può scaricarsi sulla sorgente di ingresso a causa del diodo.Induttore (L): immagazzina energia durante lo stato ON dell’interruttore e la rilascia all’uscita durante lo stato OFF. L’induttore è essenziale per attenuare le forme d’onda della tensione e della corrente in uscita.Condensatore (C): questo componente filtra e uniforma la forma d’onda della tensione di uscita immagazzinando e rilasciando energia. Aiuta a mantenere una tensione di uscita stabile attenuando l’ondulazione di tensione e le reazioni transitorie.Filtri di ingresso e di uscita: si tratta di componenti opzionali, solitamente condensatori o combinazioni induttore-condensatore (LC), utilizzati per ridurre le interferenze elettromagnetiche (EMI) e il rumore in ingresso e in uscita del convertitore. Conclusione Il convertitore Buck-Boost è ampiamente utilizzato nelle installazioni elettroniche, in particolare per alimentare un circuito a bassa tensione, dopo un convertitore AC/DC. Tuttavia, il convertitore DC-DC più ampiamente utilizzato in elettronica è il flyback per la sua semplicità di funzionamento rispetto al Buck-Boost.