Meniče napätia

Meniče napätia menia podľa potreby napájacie napätie na nižšie (step-down) prípadne vyššie (step-up).

Zároveň slúžia ako stabilizátory napätia, teda vstupné napájacie napätie je v určitom rozsahu, výstupné je pevne nastavené.

Meniče znižujúce napätie

Meniče znižujúce napätie, ozn ako step-down / buck, možno výhodne použiť miesto lineárnych stabilizátorov ako 78xx (7805, 7812), v prípade ak nevadí vyššie možné rušenie. Hlavnou výhodou je vyššia účinnosť a teda nižšie straty a menšie prehrievanie.

Pri zopnutí S1 začne napätie prúdiť cez cievku L1 do kondenzátora a na výstup. Na cievke je najskôr veľký úbytok napätia. Časom sa začne zmagnetizovávať jadro a úbytok napätia klesať. V tomto momente sa rozpojí spínač S1 a udrží tak na výstupe správne (znížené) napätie.

Po rozpojení S1 sa naakumulovaná energia v jadre zmení naspäť z magnetickej na elektrický prúd, vo vybití do spotrebiča pomôže uzavrieť obvod dióda D1.

Pri synchrónnom meniči je dióda D1 nahradená spínačom S2. Ak viaceré spínače a cievky spojíme 3 až 4 paralelne, dostaneme synchrónny viacfázový menič použitý napríklad v základných doskách pre napájanie CPU.

Meniče zvyšujúce napätie

Iné zapojenie sa využíva pri potrebe zvýšenia napájacieho napätia, toto zapojenie sa označuje step-up / boost. Je veľmi výhodné napríklad pri napájaní prenosnej elektroniky z 1 až 2 článkov teda 1.5 - 3V. Ušetrí sa potrebný počet batérií a rozmery zariadenia. Na druhej strane menič funguje pri širokom rozsahu vybitia batérií a poskytuje stabilné výstupné napätie napriek ich vybíjaniu.

V zapojení sa najskôr spojí spínač S1, čím sa energia z batérie (napätie) privedie priamo na cievku, prechádzajúci prúd vytvorí magnetické pole. Po rozpojení spínača sa na cievke naindukuje opačné napätie, ktoré sa pripočíta sériovo ku napätiu batérie a týmto sa nabije kondenzátor a napája obvod. Ak spínanie prebieha dostatočne rýchlo, napätie bude vyššie ako napätie zdroja.

Používané zapojenia

Často používané obvody sú:
MC34063A (step down/up, 3-40Vin, 1.5Aout, 33kHz) 0.20 - 0.28e
LM2577-ADJ (step up, 3.5-40Vin, 3Aout, 56kHz). 4e
LM2596 (step down, 3.5-40Vin, 3Aout, 150kHz)  2.60e

Vyššia frekvencia znamená menšie jadro cievky, menej závitov a menšie filtračné kondenzátory pre prenesenie rovnakého množstva energie.

MC34062 ako step-down

Zapojenie step-down obvodu LM2596 s nastavením výstupného napätia

Záver

Pri kupovaní hotových meničov a známych parametroch integrovaného obvodu a jeho dostatočnom chladení, je potrebné dohliadnuť aj na dostatočne prúdovo dimenzovanú diódu D1 a hlavne hrúbku vinutia cievky L1, ktorou prechádza celý prúd do záťaže.

Menič zaťažiteľný prúdom 5A