Понижаващият преобразувател е преобразувател на постоянен ток в постоянен ток, който намалява напрежението от входа към изхода. Понижаващият преобразувател интегрира основните компоненти и вериги, необходими в едно устройство.

Понижаващите преобразуватели имат безброй електронни приложения, където техните свойства за регулиране на мощността представляват важен компонент.

Как функционира понижаващият преобразувател?

Понижаващият преобразувател е вид захранване с превключвателен режим, клас устройство, което включва превключвател (обикновено MOSFET) за бързо включване и изключване на веригата. Това бързо превключване създава вълна с квадратна форма. Ако работният цикъл на превключвателя е настроен на 50%, тоест превключвателят е включен 50% от времето, средното напрежение ще бъде 50% от входа.

Вълната с квадратна форма трябва да бъде изгладена, за да осигури полезна мощност, като обикновено за да се изпълни тази функция се използват последователно индуктор и кондензатор. Тази комбинация се нарича нискочестотен LC филтър. Свойствата на индуктора изглаждат текущия поток, докато кондензаторът осигурява съпротивление на внезапни промени в напрежението. Комбинираният резултат генерира относително еднакво изходящо напрежение с ниски пулсации. Например, ако входящото напрежение е 10 V и превключвателят използва работен цикъл от 50%, изходящото напрежение ще бъде 5 V.

Друг необходим компонент на понижаващия преобразувател е включването на диод или друг превключвател успоредно с индуктора. Това се прави с цел компенсиране на свойството на индуктор, тъй като токът в индуктора не може да се промени моментално, предпазвайки превключващия транзистор от претоварване и унищожаване.

Понижаващите преобразуватели също така включват допълнителни схеми, за да осигурят стабилно изходящо напрежение. Преобразувателят използва схема за управление със затворен контур с отрицателна обратна връзка за наблюдение на изходящото напрежение и динамично регулира работния цикъл на превключвателя, за да регулира изходящото напрежение.

Съображения относно дизайна

Понижаващите преобразуватели са много ефективни, като някои устройства предлагат ефективност над 95%.
Понижаващите преобразуватели могат да са по-рентабилни от линейните регулатори при по-високи нива на мощност, разходите за отстраняване на топлината, генерирана от линеен регулатор, може да са по-малки от използването на понижаващ преобразувател.
Изходът на понижаващия преобразувател ще генерира шум, което означава, че по-стабилният изход на линеен регулатор на напрежението е по-подходящ за приложение, изискващо нисък изходящ шум.
Линейните регулатори могат да реагират по-бързо на промените на входа и изхода в сравнение с понижаващия преобразувател.