一．课题研究背景及意义

随着电力电子技术的日益发展，电力电子变换器在工业、航空、信息产业等领域得到了越来越广泛的应用。BUCK变换器是一种结构比较简单，应用十分广泛的DC/DC的降压式变换器。也越来越多的应用在许多大功率电压变换场合。因此，对BUCK变换器的应用性和可靠性的要求也越来越高。本设计通过对实际电路和实际电压波形的观察和记录后，对电感电流连续时BUCK变换器的工作原理和基本关系和电感电流断续时BUCK变换器的工作原理和基本关系进行了认真了的分析和总结，根据它们的特点对BUCK变换器进行了设计^[1]。

现代家用电子电器（如电视机、录象机、VCD等），个人计算机，测试仪器（如示波器、信号发生器、波形分析仪等）和生物医学仪器都采用开关电源。直流开关电源还在工业装置、大型计算机、通信系统、航空航天和交通运输等各个方面使用^[2]。大型计算机、通信系统、航空航天器中的电源是分布式电源系统，包括三个部分：第一部分为发电系统，第二部分是一次电源，第三个部分是二次电源。

发电系统是将其他能量转化为电能的设备，例如人造卫星和空间站中的硅太阳电池阵，飞机上的由航空发动机传动的无刷发电机，通信电源的50Hz地面电源或柴油发电机等^[3]。一次电源用于将变化范围较大的输入电压转变为所需的输出电压，如人造卫星中的蓄电池充电放电器和并联调节器，飞机变速恒频电源中的变换器，通信电源中的开关整流器^[4]。二次电源则直接面向用电设备，如电子设备、通信设备中印制板上的模块电源等。

分布式电源系统的发电系统、一次电源和部分二次电源为多冗余度电源，电源间互相并联，电源模块内有运行状态监控电路，可准确判断电源故障，并切除故障电源，因而有较高的可靠性^[5]。同时，一次电源和输出都并有蓄电池，从而防止发电系统或个别一次电源故障引起的汇流条电压中断，实现了不间断供电。因此，分布式电源系统是高可靠和不间断供电系统，目前只有直流供电系统才能实现完善的不间断供电。

直流开关电源和交流开关电源是现代开关电源的两个种类, 直流开关电源输出质量较高的直流电, 交流开关电源输出质量较高的交流电。开关电源的核心是电力电子变换器。电力电子变换器是应用电力电子器件将一种电能转变为另一种或多种形式电能的装置，按转换电能的种类，可分为四种类型：整流器，是将交流电转换为直流电的电能变换器。

交交变频器，是将一频率的交流电直接转换为另一种恒定频率或可变频的交流电，或是将变频交流电直接转换为恒频交流电的电能变换器。直流-直流变换器，它是一种直流电能转换成另一种或多种直流电能的变换器，是直流开关电源的主要部件；逆变器，是将直流电转换为交流电的电能变换器，是交流开关电源和不间断电源UPS的主要部件^[6]。这四类变换器可以是单向变换的，也可以是双向变换的。单向电能变换器只能将电能从一个方向输入，经变换后从另一个方向输出；双向电能变换器可实现电能的双向流动，这是两者的区别。

降压式（BUCK）变换器是一种输出电压等于或小于输入电压的单管非隔离直流变换器。BUCK变换器的电路由开关管Q，二极管D，输出滤波电感f_L和输出滤波电容f_C构成^[7]。

二．国内外研究现状

近30年来，开关型功率调节器已经发展成为轻型，高效的直流电源。尽管已经对开关做了大量的研究工作，但是在DC-DC变换器的控制方面只是近几年才有了较为集中的研究^[8]。