降压变换器的基本工作原理

降压变换器的基本工作原理

在汽车中,有些照咖是由单个LED担任的,如顶灯、地图灯、行李箱照明灼。以及门灯等。一只白光LED的正向压降为3—4V,汽车由蓄电他提供的内部电压,一舱为12—14V,这就出现了输入电压远远超过LED所需要的情况。如果采用线性稳压器通过降压来驱动L四,必然会出现电源功率转换效率过低的问题。为此,必须采用开关型DC仍C降压变换器,宅既为LED提供所需的低压电源、恒定的电流,又能有较高的转换效率。降压变换器(BuCk)又称串联开关稳压器或开关型降压稳压器。下面介绍降压变换器的基本电路拓扑和它的工作原理。 降压变换器的电路形式及工作原理 降压变换器的电路形式如图所示

是开关管,VD是开关二极管,在VT截正期间,为电感电流提供继续流通的通路。由图见,输入和输出在电气上是直接相通的,无隔离,属于非隔离型功率变换器。 为分析简便起见,在电路的工作频率较高、电感工和电容Co较大时,输出电压和流过二极管的电流可以视为稳定不变的,分别以定位RO、Jo表尔 当VT导退时,由于假定输入、输出电压是同定的,电感两端电压差RD厂RO也是一个定值,这样,流过电感L的电流将按线性斤升,由初始的最小位即谷值JV直线上升,到开关管VT导通结束时,达到最大值人MM即峰值JP。

如VT的导通时间为则有:小当VT截女时,电感力图维持其电流不变。在电感两端将产生感应电动势,极性为右正左负,与VT导通时的极性如图恰好相反。它使二极管w导通,为电感电流提供续流远路,此后,出其最大值/LMM(JP)线性卜降。如果VT的截止时间为ROR,且在电感电流连续导通模式(CCM)下,则在截止期结束时,电感电流由峰值JP产降到谷值JV,并满足以下关系:价(k丛)RO;生JL=Bp RO;在上面诺式中,7为开关周期,D为开关管的占空比,o=RJ厂,其值小于1,D越小,输出电压RO越小。由式(5—4)可见,输出电压RO与占空比D呈线性关系,D大,输出电压亦大;此外,输出电压比输入电压RM低,降压之名即由此而来。 如认为电路中的元件均足理想的、无损耗的,则电路的功率转换效率为1或 如可见,输出电流的平均值要比输入电流的平均值大。 同样可以证明,在YT截止期间,如电感电流F降到军,电感电流将表现为不连续的状态(DCM)

,即每次开关管导通时,

电感屯流由零开始上升;而开关管截止时,电感电流线件下降到零,并维持一段时间,直到下一次开关管导通,电感电流再次内零线性上升。 cjmc%ddz

降压变换器的基本工作原理

在汽车中,有些照咖是由单个LED担任的,如顶灯、地图灯、行李箱照明灼。以及门灯等。一只白光LED的正向压降为3—4V,汽车由蓄电他提供的内部电压,一舱为12—14V,这就出现了输入电压远远超过LED所需要的情况。如果采用线性稳压器通过降压来驱动L四,必然会出现电源功率转换效率过低的问题。为此,必须采用开关型DC仍C降压变换器,宅既为LED提供所需的低压电源、恒定的电流,又能有较高的转换效率。降压变换器(BuCk)又称串联开关稳压器或开关型降压稳压器。下面介绍降压变换器的基本电路拓扑和它的工作原理。 降压变换器的电路形式及工作原理 降压变换器的电路形式如图所示

是开关管,VD是开关二极管,在VT截正期间,为电感电流提供继续流通的通路。由图见,输入和输出在电气上是直接相通的,无隔离,属于非隔离型功率变换器。 为分析简便起见,在电路的工作频率较高、电感工和电容Co较大时,输出电压和流过二极管的电流可以视为稳定不变的,分别以定位RO、Jo表尔 当VT导退时,由于假定输入、输出电压是同定的,电感两端电压差RD厂RO也是一个定值,这样,流过电感L的电流将按线性斤升,由初始的最小位即谷值JV直线上升,到开关管VT导通结束时,达到最大值人MM即峰值JP。

如VT的导通时间为则有:小当VT截女时,电感力图维持其电流不变。在电感两端将产生感应电动势,极性为右正左负,与VT导通时的极性如图恰好相反。它使二极管w导通,为电感电流提供续流远路,此后,出其最大值/LMM(JP)线性卜降。如果VT的截止时间为ROR,且在电感电流连续导通模式(CCM)下,则在截止期结束时,电感电流由峰值JP产降到谷值JV,并满足以下关系:价(k丛)RO;生JL=Bp RO;在上面诺式中,7为开关周期,D为开关管的占空比,o=RJ厂,其值小于1,D越小,输出电压RO越小。由式(5—4)可见,输出电压RO与占空比D呈线性关系,D大,输出电压亦大;此外,输出电压比输入电压RM低,降压之名即由此而来。 如认为电路中的元件均足理想的、无损耗的,则电路的功率转换效率为1或 如可见,输出电流的平均值要比输入电流的平均值大。 同样可以证明,在YT截止期间,如电感电流F降到军,电感电流将表现为不连续的状态(DCM)

,即每次开关管导通时,

电感屯流由零开始上升;而开关管截止时,电感电流线件下降到零,并维持一段时间,直到下一次开关管导通,电感电流再次内零线性上升。 cjmc%ddz


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