电力电子技术降压型（Buck）直流变换器原理及仿真

电力电子技术降压型（Buck）直流变换器原理及仿真

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/weixin_56691527/article/details/139031577

Buck降压电路是最简单的直流变换器模型之一，广泛应用于各种电源系统中。本文将详细介绍Buck变换器的电路构成、工作原理，并通过一个具体的仿真模型来展示其工作特性。

Buck变换器电路构成

Buck变换器的基本拓扑结构如下图所示：

电路主要由以下元器件组成：

• 开关管T（可以使用IGBT或MOSFET）
• 续流二极管D
• 储能电感L
• 输出滤波电容C
• 负载电阻R

输入直流电源为Us，输出直流电压为Uo。

Buck变换器工作原理

Buck变换器在电感电流连续模式下的工作原理如下：

开关管的导通与关断由控制电路输出的驱动脉冲控制。当控制电路输出高电平时，开关管导通，如下图(a)所示，续流二极管D反向截止，电流is流经电感L向负载R供电。此时L中的电流逐渐上升，在L两端产生左端正右端负的自感电势阻碍电流上升，L将电能转化为磁能存储起来。

经过时间ton后，控制电路输出低电平，开关管关断，如下图(b)所示。由于电感电流不能突变，L两端产生右端正左端负的自感电势，使D正向偏置导通。于是L中的电流经D构成回路，电流值逐渐下降，L中储存的磁能转化为电能释放出来供给负载R。

经过时间tor后，控制电路脉冲又使开关管导通，重复上述过程。滤波电容C的作用是为了降低输出电压Uo的脉动。续流二极管D是必不可少的元件，若无此二极管，电路不仅不能正常工作，而且在开关管由导通变为关断时，L两端将产生很高的自感电势从而损坏开关管。

模型主体

仿真模型采用以下参数：

• 直流输入电压：200V
• 输出电压：50V

输出波形

通过仿真可以观察到，Buck变换器能够有效地将输入电压降低至所需的输出电压，并保持输出电压的稳定。这种变换器在电源管理、电动汽车、工业自动化等领域有着广泛的应用。

本文详细介绍了Buck降压型直流变换器的电路构成和工作原理，并通过仿真模型验证了其性能。对于从事电力电子技术研究和应用的工程师来说，Buck变换器是一个基础且重要的电路单元。