Buck变换器电机控制系统.docx
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2022-11-19
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按变换功能分，dc－dc 变换器分为两种：一种是电压－电压变换器，一种是电流－电流变
换器。磁悬浮控制力矩陀螺用高速永磁无刷直流电机的调速要求是直流侧电压随电机转速变
化而改变，因此这里采用电压ˉ电压的 buck 降压变换器。若需扩展调速范围，则可采用 bu
ck￣boost 或 cuk 变换器。
buck 变换器、buckˉboost 变换器和 cuk 变换器工作中都存在着两种导电模式，即连续
导电模式和不连续导电模式。连续导电模式是指在一个周期中能量传递电感电流或能量传递
电容电压总是大于零，即电感电流或电容电压是连续导电的；不连续导电模式是指在一个周
期中电感电流或电容电压有一段时间为零，即它们在一个周期中导电是不连续的。本节在后
续的介绍中只讨论电感电流连续导电的情况。
buck 变换器是 pwm 型 dc-dc 变换器中最简单，也是最基本的一种，其电路拓扑如图 1
所示。
其工作原理是当 vt 导通时，二极管 vd 截止，其等效电路如图 2 所示。电源 ui 通过能
量传递电感乙向负载 r 送入能量，同时使电感 l 能量增加；当 vt 截止时，电感释放能量使
续流二极管 vd 导通，其等效电路如图 3 所示，在此阶段，电感乙把前一阶段增加的能量向
负载放出，使负载电压极性不变并且比较平直。c 是滤波电容，它使输出电压的纹波进一步
减小。从原理上说，此电容可去掉，只要电感l 足够大，输出电压就可较为平直，但加上不
大的电容，既可使纹波显著减小，还可减小电感量。
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