Buck Converter คืออะไร?

Buck Converter (บัคคอนเวอร์เตอร์) เป็นวงจรชนิดหนึ่งที่ถูกออกแบบมาเพื่อใช้ในสำหรับลดค่าแรงดันไฟฟ้าให้มีค่าที่ต่ำลง เพื่อให้ค่าไฟฟ้ามีความเหมาะสมสำหรับการนำไฟฟ้าไปใช้ในงานอื่น ๆ โดยโครงสร้างของวงจรนี้ จะประกอบไปด้วย สวิตช์ที่สามารถสั่งการให้ ON หรือ OFF ได้ทุกเมื่อตามที่เราต้องการ 

อีกทั้ง Buck Converter นั้นยังเป็นส่วนประกอบที่สำคัญของอุปกรณ์อย่าง Switching Power Supply (สวิตช์ชิ่ง เพาเวอร์ ซัพพลาย) ทำให้ Buck Converter นั้นมีส่วนประกอบอื่น ๆ ที่สำคัญอีก ได้แก่ C = ตัวเก็บประจุ, L = ตัวเหนี่ยวนำ และ D = ไดโอด ซึ่งส่งผลให้ Buck Converter มีหลักการในการทำงานโดยทรานซิสเตอร์จะทำหน้าที่ในการตัดต่อวงจรไดโอด ที่ทำหน้าที่เป็นทางไหลของกระแสในช่วงที่สวิตช์ทำการเปิดวงจร ตัวเก็บประจุจะทำหน้าที่ในการกรองแรงดันของเอาต์พุตให้มีความเรียบมากขึ้น และตัวเหนี่ยวนำจะทำหน้าที่ในการสะสมและจ่ายพลังงานในช่วงที่สวิตช์ปิดและเปิดวงจรตามลำดับ

โดยส่วนประกอบหลัก ๆ ของ Buck Converter นั้นมีอยู่ด้วยกัน 5 ส่วน ได้แก่

1. MOSFET (มอสเฟต)

เป็นทรานซิสเตอร์ชนิดหนึ่งที่อาศัยแรงของสนามไฟฟ้าในการควบคุมสัญญาณไฟฟ้า โดยมอสเฟตมีส่วนประกอบที่สำคัญด้วยกัน 3 ส่วน ดังนี้

1.1) GATE

เป็นส่วนที่ทำมาจากออกไซด์ของโลหะ โดยมันมีหน้าที่ในการสร้างให้เกิดความต่างศักย์ตกคร่อมระหว่างแผ่นสองแผ่น เพื่อสร้างสนามไฟฟ้าในการควบคุมการเข้าออกของสัญญาณไฟฟ้า

1.2) SOURCE

เป็นส่วนขาเข้าของสัญญาณ

1.3) DRAIN 

เป็นส่วนขาออกของสัญญาณ

จึงทำให้ มอสเฟต สามารถแบ่งออกได้อีกเป็น 2 ประเภท ดังนี้

1.1) nMOS (negative MOSFET) 

เป็นทรานซิสเตอร์ประเภท NPN คือ เมื่อเกิดความต่างศักย์เป็นบวก (สนามไฟฟ้าแรง) สัญญาณไฟฟ้าจึงจะไหลจาก SOURCE ไปยัง DRAIN ได้

1.2) pMOS (positive MOSFET) 

เป็นทรานซิสเตอร์ประเภท PNP คือ เมื่อเกิดความต่างศักย์เป็นลบ (สนามไฟฟ้าอ่อน) สัญญาณไฟฟ้าจึงจะไหลจาก SOURCE ไปยัง DRAIN ได้

2. Gating Block (เกทติ้ง บล็อก)

เป็นสัญญานที่จะไปกระตุ้นให้ MOSFET เกิดการทำงานขึ้น โดยสัญญาณของ Gating Block จะมีค่าอยู่ในค่า 0 กับ 1

3. Capacitor (คาปาซิเตอร์)

เป็นตัวเก็บประจุไฟฟ้าที่ทำหน้าที่ในการสะสมหรือเก็บประจุของพลังงานไฟฟ้า เปรียบเสมือนแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าหรือแบตเตอรี่ที่ต่ออยู่ในวงจรไฟฟ้า

4. Inductor (อินดักเตอร์)

เป็นตัวเหนี่ยวนำที่ใช้หลักการของสนามแม่เหล็กในการตัดผ่านขดลวด โดยการทำให้เกิดการไหลของกระแสไฟฟ้าในขดลวด ทำให้เกิดการเหนี่ยวนำขึ้น

5. Diode (ไดโอด)

เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ชนิดหนึ่งที่ทำมาจากสารกึ่งตัวนำ โดยมันจะมีขั้วอยู่สองขั้ว คือ ขั้ว P และขั้ว N ที่ออกแบบมาเพื่อควบคุมทิศทางการไหลของประจุไฟฟ้า โดยไอโอดนั้นมีคุณสมบัติที่ยอมให้กระแสไฟฟ้าไหลในทิศทางเดียวเท่านั้น อีกทั้งยังปิดกั้นการไหลของกระแสไฟฟ้าในทิศทางตรงกันข้ามอีกด้วย

ผู้เขียน :  ศิรดา จิรานันท์สกุล

ช่างไฟดอทคอม
ช่างไฟที่ดีที่สุดในกรุงเทพฯ