對于輸入與輸出電壓不需隔離而只用一個工作開關(guān)和L、D、C組成的變換器電路,其最基本的形式有如下3種:降壓式變換器(Buck Converter)、升壓式變換器(BoostConverter) 和降/升壓:式變換器 (Buck-Boost Converter)。其電路原理如圖所示。
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1.降壓式變換器
如圖(a)所示9為降低輸出紋波,在輸出端接入電感L和電容C。圖中的VD為續(xù)流二極管。降壓式變換器輸出電壓的平均值Vo總是小于輸入電壓Vin。電感中的電流iL是否連續(xù),取決于開關(guān)頻率、濾波電感L和電容C的參數(shù)值。
當(dāng)電路的工作頻率較高時,若電感的電感值和電容的電容量足夠大,且為理想元件,則電路進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后9可以認(rèn)為輸出電壓為常數(shù)。當(dāng)晶體管VT導(dǎo)通時,電感中的電流呈線性上升;當(dāng)晶體管VT截止時,電感上中的電流不能突變,其上的感應(yīng)電動勢使二極管導(dǎo)通。在穩(wěn)態(tài)時,困為電感濾波保持了直流分量,消除了諧波分量,所以輸出電流平均值為Io=Vo/RL;,其中RL為負(fù)載電阻的阻值。
2.升壓式變換器
圖(b)所示為升壓式變換器,它由功率晶體管VT、儲能電感L、二極管VD及濾波電容C組成。當(dāng)晶體管VT導(dǎo)通時,電源向電感儲能,電感電流增大,感應(yīng)電動勢的極性為左正右負(fù),負(fù)載曲電容C供電。當(dāng)VT止時,電感電流減小,感應(yīng)電動勢的極性為左負(fù)右正,電感釋放能量,與輸入電壓一起經(jīng)二極管VD向負(fù)載供電,同時向電容C充電。這樣把低壓直流電變換成高壓直流電。
3.降/升壓式變換器
圖(c)所示為降/升壓式變換器,其輸出電壓的平均值Vo大于或小于輸入電壓Vin,它們的極性相反。