4.3降压变换器
4.3 降压变换器
■降压变换器也称为Buck变换器,正如名字所定义的, 降压变换器的输出电压U低于输入电压U4 ■在实际应用中,有如下问题: 1.实际的负载应该是感性的。即使是阻性负载,也总有 线路电感,电感电流不能突变,因此,图4-1的电路可 能由于电感上的感应电压毁坏开关管。采用图4-3的电 路,则电感中储存的电能可以通过二极管续流释放给 负载; 2.在大多数应用中需要的是平稳的直流电压。而图4-1 的电路输出电压在0和U间变化。采用由电感和电容组 成的低通滤波器可以得到平稳的输出电压
降压变换器也称为Buck变换器，正如名字所定义的， 降压变换器的输出电压Uo低于输入电压Ud。 在实际应用中，有如下问题： 1．实际的负载应该是感性的。即使是阻性负载，也总有 线路电感，电感电流不能突变，因此，图4-1的电路可 能由于电感上的感应电压毁坏开关管。采用图4-3的电 路，则电感中储存的电能可以通过二极管续流释放给 负载； 2．在大多数应用中需要的是平稳的直流电压。而图4-1 的电路输出电压在0和Ud间变化。采用由电感和电容组 成的低通滤波器可以得到平稳的输出电压
低通滤波器 负载 ■图4-3降压变换器电路原理图
图4-3 降压变换器电路原理图
(a)滤波器前的电压波形 l的频谱 f253f (b)频谱 图(a)所示的输入电压U的波形,可以分解成直流分 量U、具有开关频率f的谐波分量,如图(b)所示
图(a)所示的输入电压 Uoi的波形，可以分解成直流分 量 Uo、具有开关频率 f s的谐波分量，如图(b)所示
olog 40dB 80dB ∫ 10f 1006f log scale (c)滤波器特性 采用由电感和电容组成的低通滤波器的特性如图(c)所示。 低通滤波器的角频率f应大大低于开关频率f,经过滤波 器后的输出电压基本上消除了开关频率造成的纹波。假 设输出端的滤波电容足够大,则输出电压的瞬时值不变, 即u=U。在稳态情况下,因为电容电流平均值为0,所 以电感电流平均值等于输出电流平均值/
采用由电感和电容组成的低通滤波器的特性如图(c)所示。 低通滤波器的角频率 f c应大大低于开关频率 f s，经过滤波 器后的输出电压基本上消除了开关频率造成的纹波。假 设输出端的滤波电容足够大，则输出电压的瞬时值不变， 即 u o = Uo。在稳态情况下，因为电容电流平均值为 0，所 以电感电流平均值等于输出电流平均值 I o