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BUCK电路 发布于:

基本结构 左下:开关导通时等效电路;右下:开关关断时等效电路

降压式变换电路(Buck电路)详解

等效的电路模型及基本规律

(1)从电路可以看出,电感L和电容C组成低通滤波器,此滤 波器设计 的原则是使 us(t)的直流分量可以通过,而抑制 us(t) 的谐波分量通过;电容上输出电压 uo(t)就是 us(t) 的直流分量再附加微小纹波uripple(t) 。

(2)电路工作频率很高,一个开关周期内电容充 放电引起的纹波uripple(t) 很小,相对于电容上输出的直流电压Uo有:

电容上电压宏观上可以看作恒定。 电路稳态工作时,输出电容上电压由微小的纹波和较大的直流分量组成,宏观上可以看作是恒定直流,这就是开关电路稳态分析中的小纹波近似原理。

(3)一个周期内电容充电电荷高于放电电荷时,电容电压升 高,导致后面周期内充电电荷减小、放电电荷增加,使电容电压上升速度减慢,这种过程的延续直至达到充放电平衡,此时电压维持不变;反之,如果一个周期内放 电电荷高于充电电荷,将导致后面周期内充电电荷增加、放电电荷减小,使电容电压下降速度减慢,这种过程的延续直至达到充放电平衡,最终维持电压不变。这种过程是电容上电压调整的过渡过程,在电路稳态工作时,电路达到稳定平衡,电容上充放电也达到平衡,这是电路稳态工作时的一个普遍规律。

(4)开关S置于1位时,电感电流增加,电感储能;而当开关S置于2位时,电感电流减小,电感释能。假定电流增加量大于电流减小量,则一个开关周期内电感上磁链增量为:

此增量将产生一个平均感应电势:

此电势将减小电感电流的上升速度并同时降低电感电流的下降速度,最终将导致一个周期内电感电流平均增量为零;一个开关周期内电感上磁链增量小于零的状况也一样。这种在稳态状况下一个周期内电感电流平均增量(磁链平均增量)为零的现象称为:电感伏秒平衡。这也是电力电子电路稳态运行时的又一个普遍规律。

电流连续


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