W przekształtniku DC/DC typu buck (układ obniżający) sterowanie odbywa się zwykle przez PWM. Kluczowy jest współczynnik wypełnienia D, definiowany jako stosunek czasu załączenia klucza do całego okresu przełączania: D = ti/T.
Dla idealnego przekształtnika buck w stanie ustalonym (w typowym ujęciu dydaktycznym) średnia wartość napięcia wyjściowego jest proporcjonalna do wypełnienia: Uwy = D · Uwe. Z danych: Uwy = 5 V oraz Uwe = 10 V, więc D = 5/10 = 0,5.
Następnie wyznaczamy okres z częstotliwości: T = 1/f. Dla f = 10 kHz otrzymujemy T = 1/10000 s = 0,0001 s = 100 µs. Mając D i T liczymy czas impulsu: ti = D · T = 0,5 · 100 µs = 50 µs.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?
- 25 µs odpowiada wypełnieniu 0,25 (czyli napięciu wyjściowemu ok. 2,5 V przy 10 V wejściowego), więc nie spełnia warunku 5 V.
- 75 µs to wypełnienie 0,75 (co dawałoby ok. 7,5 V), zbyt duże w porównaniu do wymaganego 5 V.
- 100 µs oznacza wypełnienie 1 (ciągłe załączenie), co w modelu idealnym dawałoby Uwy zbliżone do Uwe (ok. 10 V), więc również nie pasuje.
Wskazówka egzaminacyjna: w buck najpierw wyznacz stosunek napięć (to jest D), potem dopiero licz T z f i kończ obliczeniem ti = D·T. Uważaj na jednostki: kHz → µs bardzo często prowadzi do pomyłek rzędu 1000.
