降压式变换器,也称为降压(Buck)变换器,是一种DC/DC变换器,其主要功能是将较高的直流电压转换为较低的直流电压。以下是降压式变换器的工作原理:
降压式变换器主要由功率开关管(如MOSFET)、储能电感、续流二极管和滤波电容等元件组成。功率开关管在脉宽调制(PWM)信号的控制下交替地导通与关断。
当功率开关管导通时,输入电压加到储能电感的左端,使得通过电感的电流线性增加,电感储存的能量也在增加。此时,续流二极管截止,输入电流除向负载供电之外,还有一部分给滤波电容充电。
当功率开关管关断时,电感与输入电压断开。由于电感电流不能发生突变,因此在电感上产生反向的感应电压,以维持通过电感的电流不变。此时,续流二极管导通,储存在电感中的磁场能量就转化为电能,经过由续流二极管构成的回路继续向负载供电,电感电流线性地减小。同时,滤波电容产生放电电流与电感电流叠加,共同为负载供电。
通过控制功率开关管的导通与关断时间,即PWM信号的占空比,可以调整输出电压的大小。当占空比减小时,输出电压降低;当占空比增大时,输出电压升高。因此,降压式变换器可以通过调整PWM信号的占空比来实现稳定的输出电压。
降压变压器的变比是指输入电压与输出电压之间的比例关系。变比越小,输出电压越低。例如,当变比为2:1时,输入电压为220V时,输出电压为110V。变压器的变比是由变压器绕组的匝数比决定的。如果一侧绕组匝数比另一侧大两倍,那么变比就是2:1。变比决定了变压器的功率放大或降低功能。其中一侧(通常是一次侧)作为输入,另一侧(通常是二次侧)作为输出。降压变压器的变比一般小于1,主要用于将高电压转换为低电压,以满足家庭和办公室等区域的电器设备需求。