DC-DC转换器也被称为快乐者。在这里,我们将看看下台斩波器或降压转换器将输入直流电压降低到指定的直流输出电压。
典型的降压转换器如下所示。
输入电压源连接到可控固态设备,其作为开关操作。固态设备可以是一个功率MOSFET.要么IGBT.。晶闸管通常不用于DC-DC转换器,因为在DC-DC电路中关闭晶闸管需要另一个换向涉及使用另一个换向晶闸管,而且可以通过简单地具有电源MOSFET的栅极和源极端子之间的电压来关闭功率MOSFET和IGBT,或者IGBT的栅极和收集器端子转至零。
使用的第二个开关是一个二极管。开关和二极管连接到低通LC滤波器,该低通LC滤波器适当地设计成减少当前和电压纹波。负载是纯电阻负载。
输入电压是恒定的,通过负载的电流也是恒定的。负载可以看作电流源。
使用脉冲宽度调制(PWM)打开和关闭受控开关。PWM可以是基于时间的或基于频率的。基于频率的调制具有缺点,如宽范围的频率,以实现对开关的所需控制,这又提供所需的输出电压。这导致了用于处理大范围频率的低通LC滤波器的复杂设计。
基于时间的调制主要用于DC-DC转换器。它易于构造和使用。在这种类型的PWM调制中,频率保持不变。
该降压转换器有两种操作模式。第一模式是开关开启和导通的模式。
模式i:开关已打开,二极管关闭
该电压在这边电容稳定状态等于输出电压。
让我们说开关是一个时间t上并且是一个时间t关闭。我们定义了时间段,t,如
和开关频率,
让我们现在定义另一个术语,占空比,
让我们分析降压转换器在稳定状态下进行这种型模式kvl.。
由于开关关闭了时间t上= DT我们可以说Δt= dt。
在执行降压转换器的分析时,我们必须记住
- 电感器电流是连续的,并且通过选择L的适当值来实现这一点。
- 稳定状态的电感电流从带有正斜率的值升高到ON状态期间的最大值,然后掉落到负斜率的初始值。因此,在任何完整周期上的电感器电流的净变化为零。
模式II:开关关闭,二极管打开
这里,能量存储在电感器被释放并最终在负载中消散抵抗性,这有助于保持流动当前通过负载。但是,对于分析,我们保留原始惯例来分析电路kvl.。
让我们现在分析降压转换器在使用KVL的模式II的稳态运行中。
由于开关打开了一次
我们可以说Δt=(1- d)t。
已经确定,在任何完整周期上的电感电流的净变化为零。
降压转换器的电路及其波形如下所示。
该电感L,L是20MH,C为100μF,电阻载荷为5Ω。开关频率为1 kHz。输入电压是100V DC,占空比为0.5。
电压波形如上所示,电流波形如下图所示。





