三种Buck变换器拓扑结构的演变
时间:2023-06-26来源:佚名
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Buck变换器又称降压变换器、串联开关稳压电源、三端开关型降压稳压器。学过电子的应该都知道,如何从一个电压(高)得到自己想要的电压值(低),可能最简单的方式就是通过电阻分压,如下面的方式。
这种方式最方便快捷,现在一般的电压采样基本采用这种方式,但是如果功率稍微大一点呢?由于R1和R2是串联的,所以在R1上的损耗不可忽视,如果所要的电压值远低于输入电压,那么该电路的效率就会极其低下。对该电路尝试进行变形,将R1更换为三极管,也就是现在的LDO模型,如下:
通过变型,那么原来在R1上的损耗转移到三极管Q1上面去了,由于Q1承受输入和输出的压差,所以该电路的效率也比较低下。为了提升效率,之前三极管是工作在线性状态,是否可以更改为开关状态呢?这样三极管就只有开关损耗和导通损耗,那么损耗就会大大的降低。可以更改为如下电路:
该电路工作周期时间为Ts,导通时间为Ton,那么占空比就是D=Ton/Ts,但是这样输出电压与开关状态高度关联,S1导通时有输出电压,S1关断时没有输出电压,但是输出负载总是需要连续的能量供给,这对于输出端负载是不可接受的。这就需要进行解耦,在变换器一定位置引入储能元器件电容,这样在即使在输入端S1断开的情况下,输出端电容也可以进行持续的能量输出,保证输出电压的稳定。
如果这样做,大家有没有看出会带来什么样的效果?由于电容两端的电压不能突变,当S1闭合的时候,那么会在线路中产生一个非常大的冲击电流,它不仅导致噪声和EMI问题,这个时候S1可能会被损坏。所以需要对其进行限流,如下: |












