苏 力

（西安航空学院电子工程学院 西安 710077）

1 引言

工业化进程的持续加快，使得社会对于能源和资源的需求不断增大，煤炭产业也因此得到了巨大的发展机遇。在我国，煤炭产业属于国民经济的基础产业，在经济发展中扮演着非常重要的角色，而与此同时，煤炭开采本身存在的高风险也使得煤炭企业面临着各种各样的问题，对于煤矿井下安全生产也提出了更高的要求，必须得到相关技术人员的重视和深入研究。

2 煤矿专用本安电源Buck变换器的基本原理

Buck变换器可以实现高压电源向低压电源的转换，其本身体积小巧、结构简单，但是具备较高的变换效率，有着非常广泛的应用。而从目前来看，在进行本安电源Buck变换器的设计时，存在着两个亟待解决的问题，一是需要对输出纹波进行消除，提升设备的抗干扰能力和精度，二是在充分满足电气指标要求的前提下，降低电感电容，结合有效的控制方法来保障安全［1］。

而想要对上述问题进行解决，需要首先明确Buck变换器的基本原理。Buck变换器包括了开关管、滤波电感、滤波电容、续流二极管、输出复杂和输入电压等，其基本电路如图1所示。

Buck变换器存在有两种不同的工作状态，临界电感为Lc，若滤波电感L＞Lc，则变换器处于CCM工作状态；反之，如果滤波电感L＜Lc，则变换器将处于DCM状态。为了方便进行分析和计算，需要对相应的参数进行明确，因此将输入电压Vg取值设置在［Vgmin，Vgmax］范围内，而负载电阻RL的取值则控制在［RLmin，RLmax］的范围内，在同一个坐标系中对两者的关系进行表示，则Buck变换器的动态工作范围大致呈矩形［2］，如图2所示。……