引言

降壓型變換器在電子設(shè)備中有著廣泛的應(yīng)用，是現(xiàn)代電力電子系統(tǒng)的核心部分，它的運(yùn)行狀態(tài)直接影響整個(gè)電力電子系統(tǒng)的工作性能。采用線性穩(wěn)壓器通過降壓必然會(huì)出現(xiàn)電源功率轉(zhuǎn)換效率過低的問題，降壓變換器（BuCk）又稱串聯(lián)開關(guān)穩(wěn)壓器或開關(guān)型降壓穩(wěn)壓器，既能提供所需的低壓電源、恒定的電流，又能有較高的轉(zhuǎn)換效率。

1、Buck變換器概述

Buck變換器也稱降壓型變換器。如圖1所示Buck變換器的模型電路，開關(guān)管VT受pWM控制。VT導(dǎo)通時(shí)（設(shè)導(dǎo)通壓降為零），加在電感L上的電壓為（Vi−V0），由于電感上的電壓恒定，所以電感的電流線性上升，其斜率為dIL/dt=（VI−V）/L，這使電感的電流IL為有階梯的斜坡，見圖2（a）IL線性上升區(qū)段。此時(shí)，電感電壓左正右負(fù)，二極管VD因承受反壓而截止，電源給電容C0充電及給負(fù)載供電。

VT關(guān)斷開時(shí)，由于電感電流不能突變，電壓反轉(zhuǎn)左負(fù)右正，VD導(dǎo)通，將電感L左端的電壓箝位于比地低一個(gè)二極管導(dǎo)通壓降（約1V）。此時(shí)，先前流過VT的電流現(xiàn)在轉(zhuǎn)移到流向VD，見圖2（a）線性下降區(qū)段，其斜率為dIL/dt=（Vo+1）/L，電感電流線性下降，電容C0放電及給負(fù)載供電。

如圖2所示Buck變換器的工作波形。圖2（a）中，當(dāng)開關(guān)管VT和二極管VD分別關(guān)斷時(shí)，VT的Vce、VD承受的反向電壓Vrd均為Vi。ton期間，電感L由電壓（Vi−V0）勵(lì)磁、儲(chǔ)存能量，磁通量增加；toff期間，輸出電壓V0與開關(guān)導(dǎo)通時(shí)方向相反加到電感L上消磁、釋放能量，磁通量減少。根據(jù)伏•秒相等原則，則有如下等式成立。

（VI-VO）ton=VOtOFF

考慮到toff=T-ton，上式可以轉(zhuǎn)化為

V0=ton*Vi/T=D*Vi（1）

（a）CCM工作模式（b）DCM工作模式圖

2、Buck變換器的電壓波形

由于整個(gè)周期中電感電流IL始終沒有降到零，這種工作模式稱為CCM模式。在此狀態(tài)下，如果把電感的電感量減小或負(fù)載減輕，減到一定條件下會(huì)出現(xiàn)圖2（b）所示電感電流降到零的DCM模式。

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