Buck变换器是一种DC-DC转换器,主要用于电子电路的电源系统。其中,开关管作为Buck变换器的核心元件,掌握Buck变换器的开关管原理十分重要。
一般来说,Buck变换器主要包括两个器件:一个开关管和一个电感。在开关管导通状态下,电感会将电能储存在磁场中。当开关管关闭时,由于电感的自感作用,会使电感两端电压瞬间升高,从而驱动输出电容和负载增加电压。
Buck变换器开关管主要有两种工作状态:导通和截止状态。当开关管导通时,电流从输入端流向输出端;而当开关管截止时,电感会逆向磁化,导致负载电压下降。因此,可以通过改变开关转态来控制输出电压。
更具体地说,Buck变换器开关管信号控制的频率为工作状态交替的频率,在每个周期内,开关管交替进行导通和截止状态。通过控制两个状态的时间比例可以控制输出电压的大小。具体而言,开关管导通的时间越长,输出电压越大;而开关管截止的时间越长,输出电压越小。
Buck变换器开关管一般分为电容开关型和电感开关型两种,其中电感开关型更为常见。
电感开关型Buck变换器的开关管需要承受交错的正负电流,因此其压降很小,工作效率较高。而电容开关型Buck变换器则不需要承受交错的正负电流,但由于电容的特性,其工作效率较低。
Buck变换器开关管广泛应用于各种电源系统中,特别是便携式电子设备和通信设备。例如,在手机电池充电器和笔记本电脑等设备中,Buck变换器开关管可以实现高效的能量转换,从而延长电池寿命。此外,Buck变换器开关管也可应用于电动车、照明系统和太阳能应用等领域。