Un convertitore buck, noto anche come convertitore step-down, è un convertitore di potenza CC-CC, che riduce la tensione dal suo ingresso alla sua uscita. Un convertitore buck integra i componenti core e i circuiti necessari in un unico dispositivo.
I convertitori buck sono presenti in innumerevoli applicazioni elettroniche, dove le loro proprietà di regolazione della potenza sono un componente vitale.
Un convertitore buck è un tipo di alimentatore switching, una classe di dispositivi che incorpora un interruttore (ad esempio un MOSFET) per attivare e disattivare rapidamente il circuito.
Questa commutazione rapida crea un'onda quadra. Se il ciclo di lavoro dell'interruttore è impostato al 50%, cioè l'interruttore è acceso il 50% del tempo, la tensione media sarà del 50% dell'ingresso.
L'onda quadra deve essere lisciata per provvedere potere utile; generalmente, un induttore e un condensatore vengono utilizzati in serie per soddisfare questa funzione. Tale combinazione è denominata filtro passa basso LC.
Le proprietà di un induttore consentono di regolare il flusso di corrente, mentre il condensatore resiste a variazioni improvvise della tensione. L'effetto combinato produce un'uscita di tensione relativamente liscia con basso ripple. Ad esempio, se la tensione di ingresso è 10V e l'interruttore impiega un ciclo di lavoro del 50%, la tensione di uscita sarà 5V.
Un ulteriore componente necessario è un diodo o altro interruttore da inserire in parallelo con l'induttore, per compensare il fatto che la corrente in un induttore non può cambiare istantaneamente e conferire protezione al transistor di commutazione da sovraccarico e distruzione.
I convertitori buck incorporano anche circuiti aggiuntivi per garantire una tensione di uscita stabile. Usano uno schema di controllo ad anello chiuso con feedback negativo per monitorare l'uscita di tensione e regolano dinamicamente il ciclo di lavoro dell'interruttore per controllare la tensione di uscita.