Путаница в теории понижающего преобразователя

Для преобразователя доллара мне трудно концептуально понять, что происходит.

введите описание изображения здесь

Вот мой мыслительный процесс : когда переключатель замкнут, на катушке индуктивности появляется положительное напряжение, равное Vin-Vout. В этот момент существует положительная скорость изменения тока через индуктор.

введите описание изображения здесь

Это часть, которую я не могу примирить:

Когда ключ замкнут, скорость изменения тока через катушку индуктивности отрицательна. Из уравнения состояния индуктора (V = L di/dt) мы знаем, что если у нас отрицательная скорость изменения тока, то напряжение на индукторе также должно быть отрицательным. Это также подтверждается тем фактом, что среднее напряжение на индукторе должно быть равно 0. Таким образом, если напряжение на индукторе положительно, когда переключатель замкнут, оно должно быть отрицательным, когда переключатель разомкнут.

Придерживаясь того же соглашения, что и раньше, это будет означать, что в этот момент на Vout имеется более высокое напряжение, чем на Vin (что делает падение напряжения на дросселе отрицательным ).

введите описание изображения здесь

Я знаю, что это неправильно, потому что если бы это было так, наша понижающая схема действовала бы больше как схема повышения, создавая на выходе большее напряжение, чем на входе. Кроме того, я знаю, что для доллара Vout/Vin = рабочий цикл = тонна/тонна+toff, но мои расчеты ниже, учитывая предположения, обсуждавшиеся выше, не дают такого результата.

введите описание изображения здесь

Моя математика явно имеет обратный знак, который предполагает, что полярность на катушке индуктивности положительна, когда переключатель разомкнут. Мне трудно интуитивно примирить эти вещи.

Может ли кто-нибудь помочь мне понять, что мне не хватает концептуально?

Вы правильно нарисовали полярность индуктора и направление тока. Таким образом, во время T_ON (фаза зарядки) напряжение дросселя VL = (Vin - Vout). И во время T_OFF у нас есть фаза «разряда индуктора» (индуктор действует как источник). И поскольку узел X является GND, VL = Vout. Таким образом, T_ON*(Vin - Vout) = T_OFF*Vout --> Vout = Vin * (T_ON)/(T_ON + T_OFF) allaboutcircuits.com/textbook/direct-current/chpt-15/…

Ответы (3)

Та схема, что у вас есть, немного двусмысленна: в ней используется переключатель включения/выключения для последовательного элемента, но диод для параллельного. Если бы диод нарисовали как еще один выключатель, то было бы понятнее (надеюсь):

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

В SW2закрытом состоянии катушка индуктивности соединена с землей своим отрицательным концом, поэтому напряжение на выходе создается исключительно катушкой индуктивности.

То, как вы определили свое текущее В л "=" л д я л д т

для обычного В "=" л д я д т ток I течет В положительную клемму катушки индуктивности.

Среднее напряжение индуктора должно быть равно нулю, что означает, что V-сек напряжения индуктора должен быть сбалансирован. Согласно вашему выводу, введите описание изображения здесьэто неверно. Вольт-сек в Тонне должен быть равен Toff.. Следовательно, он должен быть => ton(Vin-Vout)+toff(-Vout)=0 => Vin(ton) = Vout(T) => Vin/Vout = тонна/T