下面的文章介绍了一个关于降压转换器如何工作的全面的了解。
顾名思义,降压变换器的设计目的是反对或限制输入电流,从而导致输出可能远远低于提供的输入。
换句话说,它可以被认为是可以用于获取低于输入电压的计算的电压或电流的步进转换器。
让我们了解更多关于工作电子电路中的降压变换器通过以下讨论:
巴克转换器
通常情况下,你会发现在SMPS和MPPT电路中使用降压转换器,它特别要求输出电压比输入源功率显著降低,而不影响或改变功率输出,即V x I值。
降压转换器的电源可以来自交流插座或直流电源。
降压变换器仅用于那些输入电源和负载之间可能不需要电气隔离的应用场合,然而,对于输入可能处于市电电平的应用场合,则反激拓扑通常通过隔离变压器使用。
用作开关的主要设备代理在巴克转换器可以mosfet或权力的形式是机器(如2 n3055),这是配置开关或通过一个集成的快速振动振荡阶段基础或门。
降压变换器中的第二个重要元件是电感L,它在晶体管的ON期间存储电,并在OFF期间释放电,以保持负载在指定水平上的连续供电。
这个阶段也被称为“飞轮”它的功能类似于一个机械飞轮,能够在外力的定期推动下保持连续稳定的旋转。
输入交流还是直流?
降压变换器基本上是一个DC到DC的变换器电路,设计来从直流电源获得电源,直流电源可能是电池或太阳能电池板。这也可以从AC到DC适配器输出通过桥式整流器和滤波电容器实现。
无论降压变换器的输入直流源是什么,它总是使用斩波振荡器电路和PWM级转换成高频。
然后将该频率馈送到用于所需的降压转换器动作的开关装置。
巴克转换器操作
正如上面关于降压变换器如何工作的部分所讨论的,以及可以从下图中看到的,降压变换器电路包括一个开关晶体管和一个相关的飞轮电路,该飞轮电路包括二极管D1、电感器L1和电容C1。
在晶体管接通时,电力首先通过晶体管,然后通过电感器L1并最终进入负载。在该过程中,由于其固有的属性而导致的电感试图通过将能量存储在其中,反对电流突然引入。
L1的反方向抑制了从施加的输入电流到达负载并在初始开关瞬间达到峰值。
然而,在此期间晶体管进入其开关OFF相,切断对电感的输入电源。
随着电源关闭L1,再次面临电流的突然变化,并补偿将其刷出储存的能量跨越连接的负载
晶体管开关开启周期
参考上图,当晶体管处于开关接通相位时,它允许电流到达负载,但在开关接通的最初瞬间,由于电感反对电流突然通过它,电流受到严重限制。
然而,在这个过程中,电感响应和补偿的行为,通过存储电流在它,在这个过程中,一部分供应被允许到达负载,也到电容C1,它也存储在它的供应允许的部分。
还应考虑到,虽然如上所述,但是D1阴极经历完全的正极电位,这使其保持偏向,使得L1的存储能量不可能通过负载来获得负载的返回路径。这种情况允许电感器继续在没有任何泄漏的情况下将能量储存在其中。
晶体管开关“关闭”周期
现在参考上面的图,当晶体管恢复其切换动作时,就在其关闭时,L1又通过突然的电流突然引入,通过将所存储的能量释放到负载来响应其响应等效电位差的形式。
现在,由于T1被关闭,D1的阴极从正电位中释放出来,它在一个基于正向的条件下启用。
由于D1的正向偏置条件,释放的L1能量或由L1踢出的反电动势被允许完成负载、D1和返回L1的周期。
在此过程中,由于负载的消耗,L1能量呈指数级下降。C1现在来救援,并通过向负载添加自己的存储电流来帮助L1 EMF,从而确保负载有一个合理稳定的瞬时电压……直到晶体管再次打开以刷新周期。
整个过程使得能够执行所需的降压转换器应用,其中仅允许电源电压和电流的计算部分,而不是来自输入源的相对更大的峰值电压。
这可以以较小的纹波波形的形式看到,而不是来自输入源的巨大方波。
在上面的章节中,我们准确地了解了降压变换器的工作原理,在接下来的讨论中,我们将深入研究并学习确定降压变换器相关的各种参数的相关公式。
Buck变换器电路中Buck电压的计算公式
从上面我们可以得出结论,决定最大存储当前在L1取决于晶体管的准时,可以准尺寸或back EMF L1适当尺寸,和关闭的时间,这也意味着buck变换器的输出电压可以通过计算在预定时间T1。
表示降压变换器输出的公式可以用下面给出的关系式表示:
V(out) = {V(in) x t(ON)}/ t
式中V (in)为源电压,t(ON)为晶体管的开启时间,
并且T是PWM的“定期时间”或一个完整周期的时期,即按时完成一个完整+一个完全关闭时间所花费的时间。
求助的例子:
让我们试着通过解决的例子了解上述公式:
让我们假设用V(IN)= 24V运行降压转换器的情况
T = 2ms + 2ms(开时间+关时间)
t() = 1毫秒
将这些取代在上述公式中我们得到:
V(out) = 24 x 0.001/0.004 = 6V
因此V(out) = 6V
现在让我们让t(ON) = 1.5ms来增加晶体管时间
因此,V(OUT)= 24×0.0015 / 0.004 = 9V
从上面的例子可以很清楚地看出,在降压变换器中,晶体管的开关时间t(ON)决定输出电压或所需的降压电压,因此0和V(in)之间的任何值都可以简单地通过适当地测量开关晶体管的开关时间来实现。
降压转换器用于负面用品
我们到目前为止讨论的降压变换器电路是为了适应正电源的应用而设计的,因为输出能够产生一个参考输入地的正电位。
但是,对于可能需要负电源的应用程序,可以稍微修改设计,使其与此类应用程序兼容。
以上图示出了通过简单地交换电感器和二极管的位置,来自降压转换器的输出可以相对于可用公共接地输入反转或使负。
箴说
先生,我发了一个视频到你的邮箱,请帮我一下,我想知道它是如何工作的
Swagatam.说
这是一个假视频,在YT上有很多这样的假视频
玛雅Padm Bhushan说
你好先生,
方波和正弦波逆变器之间有什么区别。
非常感谢
Swagatam.说
你好,玛雅,
方波是突然上升和下降的矩形或方形脉冲的形式,而正弦波是缓慢上升和缓慢下降的脉冲的形式
玛雅Padm Bhushan说
他的先生,
哪一种变频器适用于操作电压和风机。
谢谢
Swagatam.说
嗨,玛雅,
任何修正的正弦波都可以。
玛雅Padm Bhushan说
我是说方波逆变器还是正弦波逆变器?
未知说
谢谢Swagatam先生关于开关频率与输出电压的解释。我还想让你给我们一个计算,如何在一个设定的频率下到达右转的buck转换器
Swagatam.说
谢谢亚历克斯,所有这些方面将很快在这个网站上涵盖,我几乎已经正确地整理了一切。
Sribasu.说
我有一个电源输出19v 1.5A直流。我想要稳定的12v 2A直流电源。buck转换器适用于我吗?如果是,请告诉我适用的开关晶体管Cr和C1。
提前感谢Swagatam !
Swagatam.说
你好,Sribasu,是的,buck转换器的设计将最适合您的需要。
至于晶体管,你可以试试TIP31C
C1可以是任何高值电容,您可以尝试您可能获得的最高值....一个6800uF/25V就可以了。
铁芯可以是任何标准的EE铁氧体铁芯组件
瑞安Menard雷耶斯说
你好Swagatam。我如何改变降压转换器的输出电流?是否有计算或者它的什么组成部分会变化?
Swagatam.说
你好,瑞恩,这里有一篇有趣的文章,你可以通过它找到解决方案:
http://www.ti.com/lit/an/slva477b/slva477b.pdf.
Page3提供了一个有效的公式,用于计算降压设计的最大电流
塞巴斯蒂安·科斯塔说
你好Swagatam,
我需要一个单独的开关电源,以220年的主要网络休假我提供12伏130安培,它可能会修改一个ATX来源你给我这个电流,即一个可以改变的直径线绕组主变压器切换提到的ATX来源? ?
Swagatam.说
你好,Sebastian,很抱歉我没有这个....所需的信息此外,130安培看起来太高了,我不认为这可能可以从ATX,即使通过修改
科技说话说
你好,先生,我想用旧的atx电源和ltc3780做一个台架电源,它安全吗?因为atx可以提供比ltc的能力限制更多的电流(我用atx电源驱动ltc3780 12v直流)谢谢。
Swagatam.说
你好,技术通话,它是绝对安全的,只要供应到您的LTC3780是在36V内从ATX....LTC内部电流控制和短路保护,因此您的降压/升压电路将是安全的。
科技说话说
非常感谢先生,以便快速回复。
oti说
先生,能不能给我一个电路,把140伏直流电降到13.28伏
赃物说
在当前的什么?
oti说
140VDC 5AMPS。我将用它充电12V铅酸电池,
谢谢你的回复。
Naseef Vs说
先生
我需要一个用于Ardino的代码来生产30到40 kHz的PWM信号,用于降压转换器的50%脉冲宽度
PLS HLP.
赃物说
你可以试试这个:
/ /通过Swagatam
void setup(){
pinMode(8、输出);
pinMode(9、输出);
}
无效循环(){
DigitalWrite(8,高);
delayMicroseconds (33);
digitalWrite(8、低);
/ /……
digitalWrite(9日高);
delayMicroseconds (33);
digitalWrite(9、低);
}
//————————————-//
彼得C.说
嗨赃物,
谢谢你的好文章。它帮助我理解buck转换器是如何工作的,希望它能成为我的解决方案。我的挑战如下:我有一个电源,提供典型的15VDC (Vmin 9.5V和Vmax 22.5V)。可用电流为52mA (Imax为60mA)。它还说总功率输出是500mW。
我需要3.3V出来,希望能够获得高达100mA。如果我想将电源限制为40ma(因为我需要12mA到其他东西),我还想估计我会得到什么输出电流。
TI TPS62177似乎能够解决这个问题,但是可用的信息(数据表,设计工具等)并没有给我这个数据。
你觉得呢?
我们将使用3.3V供电2蓝牙低能量SoC (nRF52832/840)。我希望Vout上的开关频率/波纹不会干扰无线电芯片和干扰蓝牙。这个网站上有讨论这类问题的主题吗?
Swagatam.说
嗨彼得,
如果你限制源电流为40毫安,瓦数大约是15 x .04 = 600兆瓦
除以300乘3.3给我们180 mA,考虑到90%的效率将减少到160 mA
尼克伍德罗说
你好先生。
关于您在降压转换器上的文章。我有12 V电池,需要在4.5伏特的4.5伏特上运行Picaxe板。在我的摩托车上。如果12V输入波动I.E滴电压,输出将保持在4.5Volts左右?我明白输入必须更多地输出!我只是在想,如果自行车没有用过一段时间,电池“丢失”一点点力量(让我们说几伏)。
非常感谢您的一个有用的艺术
Swagatam.说
Hello Nick,如果一个基于反馈的降压转换器是建立的,那么输出将保持不变的更大范围的输入。或者你可以买一个内置反馈的现成的。
Uchenna说
先生,如果输入电压是纯直流电,晶体管没有开关,也没有振荡周期,我怎么计算转换器的输出?
阳光说
同上。您好先生,请帮我一下,我需要一个24v到12v/30-50A输出的buck转换器…谢谢
Swagatam.说
您好Sunshine,您可以参考以下文章进行所有信息:
使用SG3524的DC - DC变换器电路[降压,升压设计]
萨因说
你好。我怎么能做一个非常简单的DC-DC buck变换器没有反馈和输入电压5伏??
元素的值应该放多少??我应该使用一个驱动器来启动MOSFET吗?
Swagatam.说
嗨,你可以试试本文的最后一个电路:
//www.addme-blog.com/calculating-inductor-value-in-smps/