開關電源：雖然過去的大多數直流電源都是基于用變壓器降低輸入交流電壓的電路，然后進行整流和濾波，但現在已經不是這樣了。更常見的情況是，現代電源完全跳過變壓器，在輸入相對較高的電壓(如120√2 =170v峰值)再用dc- dc變換器，來調節直流輸出電壓。

實際的dc- dc電壓轉換電路相當復雜(參見P. T. Krein, 1998)，但我們可以通過簡單地研究圖2.25所示的簡單buck變換器來對其工作原理有一個基本的了解。

整流后的輸入(高)電壓由電壓為Vin的理想直流源表示。還有一個開關，允許直流輸入電壓(a)通過二極管連接，以便它可以向電感和負載提供電流，或(b)完全斷開電路。開關不是手動打開或關閉的東西，而是一種可以通過電氣控制信號快速開關和關閉的半導體器件。電力期貨資料庫。開關本身通常是一個絕緣柵極雙極晶體管(IGBT)，一個可控硅整流器(SCR)，或一個門斷晶閘管(GTO)——這些設備你可能在電子課程中遇到過，但我們不需要在這里理解它們是電壓控制的開/關開關。電壓控制是一個信號，我們可以認為它的值為0或1。控制信號為1時，開關閉合(短路);當它為0時，開關打開。這種開/關控制可以通過相關的數字(有時是模擬)電路來完成，這里沒有顯示。

buck變換器的基本思想是通過快速打開和關閉開關，允許短脈沖電流通過電感流到負載(這里用電阻表示)。當開關關閉時，二極管反向偏置(開路)，電流直接從源流向負載(電力期貨資料庫)。當開關打開時，如圖2.26b所示，電感器保持電流通過負載電阻和二極管(記住，電感器作為“電流動量”設備-我們不能瞬間啟動或停止電流通過一個)。如果開關以足夠高的頻率打開和關閉，流向負載的電流就沒有太多的機會增加或衰減;也就是說，它是相當恒定的，在輸出端產生直流電壓。

buck變換器中需要描述的另一個特性是直流輸入電壓Vin和直流輸出電壓Vout之間的關系。事實證明，這種關系是開關占空比的簡單函數。占空比D被定義為控制電壓為“1”且開關閉合時間的百分數。圖2.27說明了占空比的概念。

我們現在可以畫出通過負載的電流和來自源的電流，電力期貨資料庫。當開關閉合時，兩個電流相等且上升。當開關打開時，輸入電流立即降為零，負載電流開始下降。如果開關率足夠快(它們就是這樣設計的)，這些電流的上升和下降本質上是是線性的，所以它們在圖中顯示為直線。用T表示開關電路的周期，那么在每個周期內開關閉合DT秒。

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