Buck變換器原理

　　Buck變換器又稱降壓變換器、串聯開關穩壓電源、三端開關型降壓穩壓器。

1.線路組成

　　圖1（a）所示為由單刀雙擲開關S、電感元件L和電容C組成的Buck變換器電路圖。圖1(b)所示為由以占空比D工作的晶體管T_r、二極管D₁、電感L、電容C組成的Buck變換器電路圖。電路完成把直流電壓V_s轉換成直流電壓V_o的功能。

圖１　Buck變換器電路

2.工作原理

　　當開關S在位置a時，有圖2 (a)所示的電流流過電感線圈L，電流線性增加，在負載R上流過電流I_o，兩端輸出電壓V_o，極性上正下負。當i_s>I_o時，電容在充電狀態。這時二極管D₁承受反向電壓；經時間D₁T_s后（，t_on為S在a位時間，T_s是周期），當開關S在b位時，如圖2（b）所示，由于線圈L中的磁場將改變線圈L兩端的電壓極性，以保持其電流i_L不變。負載R兩端電壓仍是上正下負。在i_L<I_o時，電容處在放電狀態，有利于維持I_o、V_o不變。這時二極管D₁，承受正向偏壓為電流i_L構成通路，故稱D₁為續流二極管。由于變換器輸出電壓V_o小于電源電壓V_s，故稱它為降壓變換器。工作中輸入電流is，在開關閉合時，i_s>0，開關打開時，i_s=0，故i_s是脈動的，但輸出電流I_o，在L、D₁、C作用下卻是連續的，平穩的。

圖２　Buck變換器電路工作過程