电力电子技术：晶体管功率电路-BUCK转换器解析

"这份文件是关于电力电子技术中的晶体管功率电路，特别是针对BUCK降压式变换器的设计讲解。内容涵盖了BUCK电路的工作原理、模态分析、变换器的外特性、电路参数的选择以及效率估算等关键知识点。" 1. BUCK降压式变换器工作原理: BUCK转换器是一种直流-直流(DC-DC)电源变换器，通过控制开关元件（如晶体管Q）的导通和关断来调整输出电压。当Q导通时，电感L存储能量，电流线性上升；当Q关断，电容C提供能量给负载，电感电流线性下降，输出电压由占空比D决定。 2. 变换器外特性分析: - 外特性描述了在占空比D恒定情况下，输出电压与输出电流的关系。 - 当电感电流连续时，输出电压UO与负载电流Io无关，仅取决于输入电压Ui和占空比D，即UO = D * Ui。 - 电流临界连续状态是指电感电流达到一个临界点，之后电流会从连续变为断续。 3. 电流连续与断续模态: - 电流断续时，输出电压不仅与占空比有关，还与负载电流有关。在电流断续模式下，输出电压会随着负载电流减小而增加。 - BUCK变换器的外特性图展示了这两种情况，电流连续时曲线只依赖于占空比，而电流断续时则与负载电流相关。 4. 电路参数设计: - 设计过程需要考虑输入电压范围、输出电压和电流的需求，以及纹波电压和效率等因素。 - 效率估算在早期阶段至关重要，因为它影响到功率器件的选择和工作电流计算。 - 功率管的选择要考虑其平均电流、最大峰值电流，通常选取能承受的最大电流ICM，并确保其耐压能力。 5. 其他设计考虑: - 选择适当的电感值以确保在连续工作状态下运行，通常以最小负载电流作为电感电流临界连续值。 - 开关损耗的计算对于MOSFET的选择尤其重要，尤其是在高频应用中。 这份文件详细阐述了BUCK变换器的工作原理、性能分析和设计方法，为理解和设计这种功率转换电路提供了基础理论和实践指导。