定义:降压转换器是一种类型188baidu最新 用于对应用的直流输入信号进行降压转换。在降压变换器的情况下,固定的直流输入信号在输出处变成另一个值更低的直流信号。这意味着它被设计成产生一个直流信号作为其输出,具有比应用的输入低的幅度。
它有时被称为降压直流到直流转换器或者降压斩波器或者降压调节器.
介绍
我们已经在前面的内容中讨论过,斩波器是设计用来将固定的直流信号转换为可调节的直流信号的电路。它主要用于提高或降低施加在其终端的信号的电压水平。
有各种功率半导体器件,如功率BJT,功率MOSFET, IGBT, GTO等,在斩波电路中充当开关。在斩波电路中通常禁止使用晶闸管,其原因是为了对晶闸管进行整流,需要一个外部整流电路。当功率MOSFET或IGBT的栅极到源端或IGBT的栅极到集电极端保持零电位时,可以关闭。
我们在一开始就提到过,斩波器被设计成在输出端产生这样一个直流信号,这个信号比应用的输入信号多或少。降压变换器是一种斩波器,它被设计成在输出端从固定的直流输入信号产生一个较低的值。
降压转换器的工作原理
下图为Buck变换器的电路示意图:
在上图中,可以清楚地看到,除了作为电路开关的电力电子固态器件,电路中还有另一个开关,它是一个自由轮二极管。这两个开关的组合形成了一个低通LC滤波器的连接,以减少电流或电压波纹。这有助于产生稳压直流输出。一个纯电阻连接在整个装置上,作为电路的负载。
整个电路的工作以两种模式进行。第一种模式是功率MOSFET,即开关S1关闭了。
在这种操作模式下,开关S1处于关闭状态,因此允许电流的流动通过它进行。
最初,当在电路的输入端子上施加固定的DC电压时,然后处于开关S的关闭状态时1电流以上面所示的方式在电路中流动。由于该流动的电流,路径中的电感器以磁场的形式存储能量。此外,电路中存在电容器,并且电流也流过它,因此,它将存储电荷并将其上的电压出现在负载上。
然而,由于楞次定律,储存在电感器内的能量会与产生它的原因相反,因此就会产生感应电流,电感器的极性就会颠倒。
这里总时间段是t的组合在和T从时间。
t = t.在+ T.从
占空比写为:
在上述电路中施加KVL,
还,
当S1处于闭合状态时,T在= DT因此Δt = DT。因此,我们可以这样写,
因此,
上述等式表示开关S1关闭时通过电路的电流的变化。
第二种操作模式发生在开关S时2是闭合的,S1被打开。但是,你必须考虑开关S有多自动2将被关闭。我们已经讨论过,电路中的电感会储存能量,一旦S1将打开电路中的电感器将开始充当源。
在这种模式下,电感释放储存在前一操作模式下的能量。正如我们已经讨论过的,电感的极性将会被反转,因此这将导致自由飘动二极管进入正偏状态,这是由于施加的直流输入而早些时候呈现在反偏状态。
因此,电流的流动方式如下所示:
这种电流将一直发生,直到电感中储存的能量完全崩溃。因为一旦电感完全放电,二极管就会进入反向偏置状态,导致开关S断开2,然后立即切换S1将关闭,周期继续。
现在,让我们在上面的电路中应用KVL,
自从,我们知道,
t = t.在+ T.从
T = dt + T从
T从= t - dt
T从等于(1 - d) t
T从= Δt = (1 - D
所以,
这个方程表示当开关S1断开时通过电感的电流变化率。
正如我们所知道的,电感在一个完整周期内电流的净变化量为零。因此,
在简化,
下面给出的图形表示降压转换器的波形表示:
因此,我们可以说,降压转换器用于从固定的直流输入提供较低的直流信号。
发表评论