直流PWM变换器的原理

在实际电路中，变压器的引入意味着引入了漏感。当漏感很小可以忽略时，变换器的工作原理如上节所述，当变压器漏感不可忽略时，漏感与开关管的结电容谐振，可以实现开关管的ZVS。  本节详细讨论带有漏感的反激式开关电容PWM直流变换器的工作原理，其主电路和主要波形如图5所示。在分析前，做如下假设:①所有开关管和二极管均为理想器件;②所有电感、电容和变压器均为理想元件;③输出电容足够大，可近似认为是电压源。

一台典型的降压型（Buck）型的直流变换器的控制原理如图5.6中，它由开关控制晶体管Q1，储能电感L1，滤波电容C1，二极管D1及负载电阻Rl组成。开关晶体管Q1被串接在直流变换器的输出通道上。脉宽调制脉冲V被直接送到晶体管Q1的基极-发射极之间。当V为高电平时，晶体管Q1处于饱和导通状态。反之，当我们在Q1晶体管的基极-发射极加上零电位成负偏置控制电平时，晶体管Q1则处于截止状态。如图5.6所示，当晶体管Q1处于导通状态时，即在ton=t2-t1期间，若忽略不计Q1的饱和导通压降V，则V1=V入。此时V1电源经过电感L1向电容C1充电。与此同时，输出电压U出就加到负载R1的两端。随着电容C1充电过程的逐渐进行，出现在负载上的输出电压U出也逐渐增大，同时，流过电感L1的电流也逐渐增大。此时，在电感L1上所产生的感应电压方向如图5.6(a)。在二极管D1的负端出现的电位高于它的正极，故D1处于反相偏置状态。根据流过电感中电流不能跃变的特性，为了阻止在L1中的电流减小，所以此时一定会在L1上反激出一个如图5.6(b)所示的反激电压。这样，原来的存储在L1中的磁能便经流二极管D1向负载提供工作电流。

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