O conversor buck-boost é um tipo de conversor de energia CC-CC que pode aumentar (boost) ou diminuir (buck) a tensão de entrada conforme necessário. Este tipo de conversor é particularmente útil em aplicações onde a tensão de entrada pode variar acima e abaixo da tensão de saída desejada. Entretanto, a polaridade da tensão de saída é invertida em comparação com a de entrada.
Uma desvantagem deste conversor é que sua chave não possui terminal ligado a zero, dificultando assim seu controle. Você pode usar o conversor Fly-back se quiser evitar esse problema.
Flexibilidade da tensão de saída: O conversor pode produzir uma tensão de saída maior ou menor que a tensão de entrada.
Eficiência energética: Os conversores buck-boost modernos podem atingir eficiências muito altas, geralmente acima de 90%, tornando-os ideais para aplicações de baixa potência.
Complexidade do projeto: Comparado aos conversores buck ou boost, o conversor buck-boost é mais complexo de projetar e controlar.
Chave conversora: não possui terminal ligado a zero, dificultando assim seu controle.
Ondulações de corrente: pode haver ondulações de corrente maiores, exigindo componentes de filtragem adicionais para estabilizar a saída.
O conversor Buck-boost opera em duas fases principais: a fase de armazenamento de energia e a fase de transferência de energia.
– Quando o interruptor (geralmente um transistor) é fechado, a corrente flui através do indutor e do interruptor, armazenando energia no indutor como um campo magnético.
– Durante esta fase, o diodo está bloqueado e a carga é alimentada pelo capacitor
– Quando o interruptor abre, a energia armazenada no indutor é liberada. A indutância força a corrente a fluir através do diodo e fornecer energia à carga.
– A tensão de saída pode ser ajustada ajustando o ciclo de trabalho do interruptor.
Agora veremos um circuito de exemplo para ajudar você a entender melhor como funciona um conversor Buck-Boost:
Interruptor (S): Normalmente, um transistor de potência, como um MOSFET, regula o fluxo de corrente do indutor. Os modos de operação e a tensão de saída do conversor dependem dos estados ON e OFF do interruptor.
Diodo (D): Quando o interruptor está na posição OFF, ele permite que a corrente flua em apenas uma direção, do indutor para a saída. O capacitor de saída não pode descarregar para a fonte de entrada por causa do diodo.
Indutor (L): Ele armazena energia durante o estado LIGADO do interruptor e a libera para a saída durante o estado DESLIGADO. O indutor é essencial para suavizar as formas de onda da tensão e da corrente de saída.
Capacitor (C): Este componente filtra e suaviza a forma de onda da tensão de saída, armazenando e liberando energia. Ajuda a manter uma tensão de saída estável suavizando a ondulação da tensão e as reações transitórias.
Filtros de entrada e saída: são componentes opcionais, geralmente capacitores ou combinações indutor-capacitor (LC), usados para reduzir a interferência eletromagnética (EMI) e o ruído na entrada e na saída do conversor.