Abwärtswandler-Theorie-Verwirrung

Für einen Abwärtswandler fällt es mir schwer, konzeptionell zu verstehen, was passiert.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Hier ist mein Denkprozess : Wenn der Schalter geschlossen ist, liegt eine positive Spannung über der Induktivität an, die Vin - Vout entspricht. An diesem Punkt gibt es eine positive Änderungsrate des Stroms durch die Induktivität.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Das ist der Teil, den ich nicht in Einklang bringen kann:

Wenn der Schalter geschlossen ist, ist die Änderungsrate des Stroms durch die Induktivität negativ. Aus der Zustandsgleichung einer Induktivität (V = L di/dt) wissen wir, dass bei einer negativen Änderungsrate des Stroms auch die Spannung an der Induktivität negativ sein muss. Dies wird auch durch die Tatsache bestätigt, dass die durchschnittliche Spannung über der Induktivität 0 sein muss. Wenn also die Spannung über der Induktivität positiv ist, wenn der Schalter geschlossen ist, muss sie negativ sein, wenn der Schalter geöffnet ist.

Unter Beibehaltung unserer gleichen Konvention wie zuvor würde dies bedeuten, dass an diesem Punkt an Vout eine höhere Spannung anliegt als an Vin (was den Spannungsabfall über der Induktivität negativ macht ).

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich weiß, dass dies nicht richtig ist, denn wenn dies der Fall wäre, würde sich unsere Buck-Schaltung eher wie eine Boost-Schaltung verhalten und am Ausgang größere Spannungen als am Eingang erzeugen. Außerdem weiß ich, dass für einen Dollar Vout/Vin = Arbeitszyklus = Tonne/Tonne+toff, aber meine Mathematik unten ergibt angesichts der oben diskutierten Annahmen nicht dieses Ergebnis.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Meine Mathematik hat eindeutig ein Rückwärtszeichen, was darauf hindeutet, dass die Polarität über dem Induktor positiv ist , wenn der Schalter offen ist. Es fällt mir schwer, diese Dinge intuitiv in Einklang zu bringen.

Kann mir jemand helfen zu verstehen, was ich konzeptionell vermisse?

Sie haben die Induktorpolarität und die Stromrichtung richtig gezeichnet. Während T_ON (Ladephase) ist die Induktorspannung also VL = (Vin - Vout). Und während der T_OFF-Zeit haben wir die Phase "Induktorentladung" (Induktor wirkt wie eine Quelle). Und da der Knoten X ein GND ist, ist VL = Vout. Also T_ON*(Vin - Vout) = T_OFF*Vout -> Vout = Vin * (T_ON)/(T_ON + T_OFF) allaboutcircuits.com/textbook/direct-current/chpt-15/…

Antworten (3)

Das Schema, das Sie dort haben, ist etwas zweideutig: Es verwendet einen Ein / Aus-Schalter für das Reihenelement, aber eine Diode für das Parallelelement. Wenn die Diode als weiterer Schalter gezeichnet worden wäre, wäre die Sache klarer (hoffe ich):

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Wenn SW2geschlossen ist, ist die Induktivität mit ihrem negativen Ende mit Masse verbunden, sodass die Spannung am Ausgang ausschließlich auf die Induktivität zurückzuführen ist.

Die Art und Weise, wie Sie Ihren Strom definiert haben v L = − L D ICH L D T

für das Konventionelle v = L D ICH D T Der Strom I fließt in den positiven Anschluss der Induktivität.

Die durchschnittliche Induktorspannung sollte Null sein, was bedeutet, dass V-sec der Induktorspannung ausgeglichen sein sollte. Gemäß Ihrer Ableitung Geben Sie hier die Bildbeschreibung einist es nicht wahr. Volt-Sek. in Ton muss gleich Toff sein. Daher sollte es sein => Ton (Vin-Vout) + Toff (-Vout) = 0 => Vin (Ton) = Vout(T) => Vin/Vout = Tonne/T

Abwärtswandler-Theorie-Verwirrung
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v