BUCK变换器实验指导书

2024-10-13 20:22:48

本实验指导书是用来帮助学习掌握BUCK开关电源工作原理及BUCK电路各部件工作情况。

工具/原料

BUCK变换器

示波器

万用表

滑动变阻器(可选)

实验目的

1、加深对所学知识的理解,通过实验更深入、实际的对所学知识进行诠释;

2、帮助学生了解BUCK电路及其主要部件的工作特性与工作原理;

3、理解不同工作特性下BUCK转换器输出电压与占空比的关系;

4、通过直接的波形展示,了解输出电压的纹波;

5、理解实际工作中输出电压与负载大小的关系;

6、与理想状态进行对比,使学生明白实际工作中的效率问题;

7、深入理解BUCKDC/DC变换器的两种工作特性CCM工作模式与DCM工作模式。

实验原理

1、原理框图MOSFET开关管和续流二极管D构成一个最基本的BUCKDC/DC降压变换电路。通过对M蚪嬷吃败OSFET开关管进行周期性的开通、关断控制,能将输入直流电压变换为输出电压,输出电压小于输入电压。二极管D在MOSFET关断时起到续流的作用。这种降压变换电路连同LC滤波电路被称为BUCK型DC/DC变换器。

BUCK变换器实验指导书

3、LC滤波MOSFET输出电压中除了直流分量还有交流分量,LC滤波电路可以减少输出电压的交流分量,这就保证了负载电压为平稳的直流电压。

实验内容

1、输出电压与占空比关系在CCM模式下,输出电压等于出入电压乘占空比,用公式表示为:

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3、输出电压与负载的关系在理想情况下,输出电压应该与负载无关。但实际的电源内阻、MOSFET导通电阻、电感的内阻等都会产生压降,且负载电流越大,这个压降也越大。压降最终会影响到输出电压。

4、工作效率效率计算公式:效率=输入功率/输出功率理想情况下工作效率是100%。但实际工作中存在损耗,BUCK转换器主要的损耗是导通损耗和交流开关损耗。导通损耗主要是指MOSFE皈其拄攥T导通电阻和二极管导通压降;MOSFET导通不是瞬间的,导通电流有个从零逐渐上升到最大的过程。MOSFET关断也有类似情况。这就是交流开关损耗,交流开关损耗与开关的频率成正比。

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