經典的三種基本的直-直變化電路包括降壓型Buck電路、升壓型Boost電路和升降壓型Buck-Boost電路,本文對Buck電路的基本原理進行介紹,文末有Simulink模型的獲取方式。
01、Buck電路的基本原理
Buck電路拓撲結構如下圖所示:

電路中,S是開關管,D是續流二極管,L是濾波電感器、C時濾波電容,R是負載電阻。
當S導通時,電流方向如下圖所示, Ui經過S、濾波電感L給電容C充電、同時給負載R供電,由於電感器的特性,電感會產生一個自感電動勢:左正右負,來阻礙電流通過,同時電感器會儲存磁能。各環節電流壓波形如下圖所示:

當S斷開時,流過電感L的電流就會減小,由於電感器的特性,電感會產生自感電動勢阻礙電流減小,電動勢方向就是:右正左負。那麼這個電動勢經過濾波電容C濾波,經過負載R,再經過續流二極管D構成迴路,當電感上的電動勢減小或者消失後,電路是通過濾波電容器C給負載供電。各環節電流壓波形如下圖所示:

02、Simulink仿真模型搭建
基於Simulink的Buck電路模型如圖所示:

輸入電壓為100V,當開關管占空比為0.5時,濾波電感波形、輸出電壓、二極管電流電壓和開關管S電流電壓波形如下圖所示:

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