DC-DC Buck变换器设计与电压控制策略

本文主要探讨了BUCK变换器的研究与设计，着重于直流斩波电路的基础理论和应用。直流斩波电路是电力电子领域的重要组成部分，它能实现直流电的电压变换，包括降压、升压、升降压等多种类型。设计目标是构建一个输出电压范围在20~30V的直流稳压电源，这涉及到模拟电路和电力电子原理的知识，如使用全控型器件IGBT并采用脉宽调制（PWM）控制。 在设计方案中，设计者首先要明确任务需求，例如控制IGBT的通断以实现电压的调整，这通常通过脉宽调制器SG3525来实现。电路设计采用电压闭环控制策略，通过将输出电压反馈到控制电路并与参考电压进行比较，从而产生PWM信号，确保输出电压稳定在15V。电路原理框图展示了整个系统的工作流程，包括电源变压器、整流电路、滤波电路以及稳压电路的连接和功能。 电源设计的核心包括变压器，它将电网的交流电压降压至适合整流电路的交流电压。变压器的效率计算是设计中的一个重要环节，效率通常取决于输入和输出功率。整流电路采用桥式电路，将交流电压转换为直流电压，而滤波电路则通过电容去除直流电压中的纹波，提供平滑的输出电压。这些环节相互配合，共同确保了直流稳压电源的性能和稳定性。 此外，文中还提及了具体数值计算，如变压器副边功率的确定和原边功率的计算，以及二极管在整流电路中承受的最大反向电压。这些细节对于实际电路设计来说至关重要，确保了电源的可靠性与安全性。 本文是对直流斩波电路尤其是BUCK变换器设计的深入解析，涵盖了理论分析、电路选择、控制策略以及实际应用中的关键参数计算，对于从事电力电子课程设计的学生和工程师具有较高的参考价值。