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您真的了解降壓轉(zhuǎn)換器嗎?降壓轉(zhuǎn)換器的完整介紹

每個人自然都對轉(zhuǎn)換器很熟悉。為了增強(qiáng)大家對轉(zhuǎn)換器的理解,本文將對降壓轉(zhuǎn)換器進(jìn)行全面的解釋。
在本文中,您將學(xué)習(xí)降壓轉(zhuǎn)換器的工作原理,降壓轉(zhuǎn)換器的降壓原理,降壓轉(zhuǎn)換器的工作過程以及如何設(shè)計降壓轉(zhuǎn)換器。如果您對轉(zhuǎn)換器感興趣,不妨繼續(xù)閱讀。
1. Buck轉(zhuǎn)換器的三種方法1. Buck轉(zhuǎn)換器:輸出電壓小于輸入電壓。 2.串聯(lián)開關(guān)電源:單極雙擲開關(guān)(晶體管)串聯(lián)在輸入和輸出之間。
3.三端子開關(guān)式降壓穩(wěn)壓電源:1)用于輸入和輸出的一根電線是通用的。 2)輸出電壓小于輸入電壓。
二,降壓轉(zhuǎn)換器的工作原理結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。降壓轉(zhuǎn)換器的基本原理圖可以從上圖看出,降壓轉(zhuǎn)換器主要包括:開關(guān)元件M1,二極管D1,電感器L1,電容器C1和反饋回路。
通用反饋環(huán)路由四個部分組成:采樣網(wǎng)絡(luò),誤差放大器(ErrorAmplifier,E / A),脈寬調(diào)制器(PulseWidthModulaTIon,PWM)和驅(qū)動電路。 3. Buck轉(zhuǎn)換器工作過程分析圖2. Buck轉(zhuǎn)換器工作過程為了便于分析Buck轉(zhuǎn)換器的基本工作原理,我們首先做出以下合理假設(shè):1)開關(guān)元件M1和二極管D1都是理想元件。
它們可以快速打開和關(guān)閉,打開時電壓降為零,關(guān)閉時泄漏電流為零; 2)電容器和電感器也是理想的組件。當(dāng)電感器工作在線性區(qū)域且未飽和時,寄生電阻等于零。
電容器的等效串聯(lián)電阻(ESR)和等效串聯(lián)電感(ESL)等于零; 3)與輸出電壓相比,輸出電壓中的紋波電壓非常小,可以忽略不計。 4)采樣網(wǎng)絡(luò)R1和R2的阻抗很大,因此流過它們的電流可以忽略不計。
基于以上假設(shè),我們將在下面分析降壓轉(zhuǎn)換器的工作過程。如圖1所示。
如圖1所示,當(dāng)開關(guān)元件M1導(dǎo)通時,電壓V1等于輸出電壓Vdc,晶體管D1處于反向截止?fàn)顟B(tài),并且電流01 = DI。電流11LMII =流過電感器L1,并且電流線性增加。
在被電容器C1濾波之后,產(chǎn)生輸出電流OI和輸出電壓OV。采樣網(wǎng)絡(luò)R1和R2對輸出電壓OV進(jìn)行采樣以獲得電壓信號SV,并將其與參考電壓refV進(jìn)行比較以放大該信號。
如圖1(a)所示,將信號eaV與線性上升的三角波信號trV進(jìn)行比較。當(dāng)eatrVV>時,控制信號WMV和GV跳到低電平,并且開關(guān)元件M1關(guān)斷。
此時,為了保持電感器L1的電流1LI不變,電感器L1中的磁場將改變電感器L1兩端的電壓的極性。此時,二極管D1承受正向偏壓,并且有電流1DI流過二極管,因此D1被稱為續(xù)流二極管。
如果OLII <1,則電容器C1處于放電狀態(tài),這有助于使輸出電流OI和輸出電壓OV保持恒定。開關(guān)元件的斷開狀態(tài)一直保持到下一個周期開始。
當(dāng)條件treaVV<再次滿足,再次接通開關(guān)元件M1,并重復(fù)上述過程。根據(jù)分析,Buck轉(zhuǎn)換器的工作過程可分為兩部分:1)開關(guān)(晶體管)導(dǎo)通:二極管D1截止;電感器電流線性增加并存儲能量;電容器充電并存儲能量;輸出電壓Vo 2)開關(guān)(晶體管)關(guān)閉:二極管D1接通;電感釋放能量;電容器放電; Vo輸出。
第四,降壓轉(zhuǎn)換器的兩種工作模式基于每個周期開始時電感器電流1LI是否從零開始。 Buck轉(zhuǎn)換器的工作模式可以分為電感器電流連續(xù)運行模式(ConTInuousConducTIonMode,CCM)和電感器電流不連續(xù)運行模式。
有兩種模式(DisconTInuousConductionMode,DCM)。兩種工作模式的主要波形如圖2.4所示。
下面分別分析這兩種工作模式。圖4 Buck轉(zhuǎn)換器的主要工作波形5. Buck轉(zhuǎn)換器的設(shè)計BUCK轉(zhuǎn)換器是某些大功率開關(guān)電源電路設(shè)計中非常常見的設(shè)計元素之一。
它具有高轉(zhuǎn)化率和高適應(yīng)性。優(yōu)勢可以為工程師帶來巨大的幫助。
產(chǎn)品設(shè)計一
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