巴克转换器

定义Buck Converter是一种转换器manbetⅹ首页 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降压斩波器或巴克调节器．

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。

Buck变换器的工作原理

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是关闭的。

在这种操作模式下，开关S₁处于闭合状态，因此允许电流通过它。

最初在电路的输入端施加一个固定的直流电压，然后在开关S闭合的情况下₁电流在电路中按上面所示的方式流动。由于这种流动的电流，路径中的电感器以磁场的形式储存能量。此外，电路中有一个电容，电流也流过它，因此，它将存储电荷，电压将出现在负载上。

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。

这里总时间周期是T的组合_在和T_从时间。

T =_在+ T_从

占空比记为:

在上述电路中应用KVL时，

同时,

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,

上式表示开关S1闭合时通过电路的电流变化。

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S₁一旦打开，电路中的电感就会开始充当电源。
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就会关闭，循环继续。

现在，让我们在上面的电路中应用KVL，

因为,我们知道,

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,

下图为Buck变换器的波形表示:

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。