考慮了好久，要不要跳過好多電學基礎直接把這個拿出來。最后決定，單獨弄一個系列寫電學的，包括各種電子電路的基本理論（當然是以數學的手法進行描述，這樣才能更接近大師嘛~，不用怕最多也就是解非齊次的二價微分方程組罷了，到時候一講就懂），過濾器的實現原理（LPF，HPF，BPF---就是所謂高通，低通濾波器，還有Lockin--鎖相放大器）之類的。畢竟這個系列是專門寫開關電源的嘛，所以有一些內容只能忍痛割愛了。但是這個系列也會遇見大量數學式子，別怕，不難。動手做，保準你懂。

下面進入正題。序 里我們介紹了開關電源是什么。那么這里讓我們做一個最簡單的吧。見下圖：

這里Vg代表電壓源。中間有一個開關的符號，但是有兩個觸點--這就是所謂的SPDT(單刀雙擲開關)；Vs代表開關的輸出電壓。你可以用手不停地撥動這個開關，Vs的電壓當然隨你的動作變化。如果開關很理想的話（無電容，無電阻），當然Vs的值就是Vg或0。把上面的話語用數學的方式表達出來就是：定義一個工作周期D，使0<=D<=1，而其互補的工作周期就是D'=1-D。

這個D就可以想象成給你1秒，你把開關處于1狀態(tài)所用時間（比如說0.8秒）而D’就是把開關處于2狀態(tài)的時間（即為0.2秒處于開關2的狀態(tài)）。有了這個定義，我們把關系畫成開關輸出電壓Vs與時間t的圖像：

仔細看圖和白話文敘述的一樣，就是更簡潔清晰。

有了圖像，我們就可以做數學的處理啦。每一個正方形的面積不就是某個變量的積分嘛~沒錯就是Vs關于時間t的積分！并且除了這個之外，根據 傅里葉變換 可知 這個面積也是Vs的平均值。。。

不知道傅里葉變換腫么辦？沒事我會在一個專題里系統的講。相信我，我會讓你的傅里葉變換應用的和大師級一樣（如果自己感覺已經懂了，那么還是推薦看一看。我是從純物理的方法去講）。

那就讓我們進行傅里葉分析吧，下圖陰影中的面積就是DTs時間內的平均值，也就相當于直流成分

。對陰影部分進行積分的求平均的數學表達式是： ，其實就是矩形的長乘以高（如果不懂微積分，可以暫時這么理解，詳細的看我的電子基礎系列）！注意這里Vs上的一橫和圖中的<>意思一樣，都是代表平均值。講到這里，現實中的開關一定不是理想的，當然有寄生電阻和電容，導致輸出波形變化。其中最明顯的就是高頻諧頻。其實諧頻在音樂里就叫泛音（玩吉他都知道~）,比如說咱么用的交流電是60Hz那么其附加的諧頻就是60Hz的倍數。為了保證輸出的盡量純（輸出純真的直流），我們就要放一個低通過濾器在里面--因為理想直流頻率根據f=1/T，周期T可以視為無窮，所以頻率f就是0.而低通過濾器 顧名思義就是讓低頻通過阻斷高頻的嘛~當然詳細的請見我的電子基礎系列

轉載于:https://blog.51cto.com/physic/1306442

總結

以上是生活随笔為你收集整理的1.1节 Buck Converter--降压转换器 part1的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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