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开关变换器的工作原理
发布时间:2014/4/16  阅读:996

通过分析Buck、Boost和Buck-Boost开关变换器的工作原理可知,来自输入电源的直流电能经过变换器变换成满足要求的直流电能从输出端输出,在电能的变换和传输
过程中变换器的电感起着关键作用。

开关电源是利用现代电力电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源,开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。开关电源和线性电源相比,二者的成本都随着输出功率的增加而增长,但二者增长速率各异。线性电源成本在某一输出功率点上,反而高于开关电源,这一点称为成本反转点。
随着电力电子技术的发展和创新,使得开关电源技术也在不断地创新,这一成本反转点日益向低输出电力端移动,这为开关电源提供了广阔的发展空间

三种常用开关变换器的组成及其在开关导通和关断时的等效电路如表3.1.1所示。根据表3.1.1和开关变换器的工作原理可知:在一个开关周期中,电感总是在开关导通时储存能量(充电),而在开关关断时释放能量(放电)。从三种基本开关变换器的拓扑结构可以看出,Buck变换器的电感总是位于其输出端,
所以输入电源能量从输入传输到输出的过程较为简单,且不管Buck变换器工作在DCM还是CCM,开关关断后总是电感和电容同时向负载提供能量。

开关变换器是现代电能变换技术的核心组成部分,也是各类开关电源、变频器、UPS、光伏发电、风能发电、LED照明等系统的基本组成单元,广泛应用于电力、通信、家电、铁路交通、汽车电子、安全栅类工业控制、防爆产品仪器仪表、航空、航天、航海等领域。
而Boost变换器的电感

总是位于其输入端;Buck-Boost变换器的电感在开关导通时处于输入部分,在开关关断时则处于输出部分。因此,对于Boost和Buck-Boost变换器,现有文献将其工作模式
也划分为DCM和CCM两种,但实际上这两种变换器在开关关断后的电感能量从输入传输到输出的过程较已有的研究报道要更复杂。

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