降壓斬波電路原理詳解,電路圖分享-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2026-03-09
降壓斬波電路（Buck變換器）是直流斬波電路的一種，功能是將直流電變為另一種固定的或可調的直流電。工作原理是利用半導體開關器件（如MOSFET)的周期性通斷，將恒定的直流輸入電壓“斬”成一系列脈沖，再通過電感、電容等濾波元件平滑后，得到低于輸入電壓的平均直流輸出電壓。
電路工作在一個固定的開關周期內，分為兩個階段。
導通階段：開關管導通期間，輸入電源直接向負載供電，并為電感儲能，此時負載電壓等于輸入電壓。
關斷階段：開關管關斷期間，電感中儲存的能量通過續流二極管釋放，繼續為負載供電，此時負載電壓近似為零。通過控制開關管導通時間與整個周期的比例（即占空比），即可調節輸出的平均電壓。
降壓斬波電路原理圖
Buck電路的原理圖如圖所示，電路使用一個全控型器件V（即開關管），續流二極管VD的作用是在V關斷時給負載中電感電流提供通道，圖中Em為反電動勢，只有在負載中含有直流電動機或蓄電池時其值不為0，其余情況可忽略。
通過開關方式，把一種電壓等級較高的直流電變換成一種電壓等級較低的直流電，輸出電壓可由下式計算：
如下圖b所示，在t=0時刻驅動V導通，電源E向負載供電，負載電壓uo=E，負載電流i。按指數曲線上升；在t=t1時刻，控制V關斷，負載電流經二極管VD續流，負載電壓uo近似為零，負載電流呈指數曲線下降。為了使負載電流連續且脈動小，通常使串聯的電感L值較大。
至一個周期T結束，再驅動V導通，重復上一周期的過程。當電路工作于穩態時，負載電流在一個周期的初值和終值相等。負載電流平均值為：
若負載中L值較小，在V關斷后至周期末（t2時刻）之前負載電流已經衰減至零，出現負載電流斷流的情況，應盡量避免該情況的出現。
式中α為占空比，ton為開關管導通時間，T為開關周期，E為輸入端電源電壓，由上式可知，通過控制開關管的導通時間ton，可方便的（如TL494）控制，也可用單片機、DSP、CPLD等器件完改變輸出電壓大小。在DC/DC電源設計時開關管可由專用PWM集成電路完成控制。
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