DC-DC变换器的电流控制方式
双向dcdc变换器 (2)
双向 DC-DC 变换器简介双向 DC-DC 变换器是一种可以实现能量在两个方向上传输的电路，能够将能量从一个电源转移到另一个电源。
它在电动车、太阳能系统、电池储能系统等应用中得到广泛应用。
本文将介绍双向 DC-DC 变换器的原理、工作模式和应用。
原理双向 DC-DC 变换器通过两个独立的电感和开关器件实现能量的双向传输。
其拓扑结构常见的有升降压式和升压式两种。
在升降压式拓扑中，输入电源可以比输出电源的电压高或低；而在升压式拓扑中，输入电源的电压必须比输出电源的电压高。
下面介绍升降压式和升压式拓扑的工作原理：升降压式拓扑升降压式拓扑常用的桥式电感拓扑是最常见的升降压式拓扑。
其电路图和工作原理如下：升降压式拓扑升降压式拓扑在升降压式拓扑中，当开关 SW1 和 SW2 关闭时，电感 L1 储存电能；当 SW1和 SW2 开启时，通过二极管 D1 转移到电容 C1 上。
同样，当开关 SW3 和 SW4 关闭时，电感 L2 储存电能；当 SW3 和 SW4 开启时，通过二极管 D2 转移到电容 C2 上。
升压式拓扑升压式拓扑常用的桶式电感拓扑是最常见的升压式拓扑。
其电路图和工作原理如下：升压式拓扑升压式拓扑在升压式拓扑中，当开关 S1 关闭时，电感 L1 储存电能；当 S1 开启时，通过二极管 D1 转移到电感 L2 上。
此时，电容 C1 上的电压逐渐升高，最终达到所需的输出电压。
工作模式双向 DC-DC 变换器有三种工作模式：降压模式、升压模式和反向电流保护模式。
降压模式降压模式是指输入电压高于输出电压的情况。
在此模式下，开关器件周期性地开启和关闭，以维持输出电压在设定范围内。
当开关器件关闭时，电感和电容储存能量；而当开关器件打开时，能量从电感和电容中释放，通过二极管传递到输出端。
这个过程会不断循环，以保持输出电压稳定。
升压模式升压模式是指输入电压低于输出电压的情况。
在此模式下，开关器件周期性地开启和关闭，以提供所需的输出电压。
dc-dc变换器原理
dc-dc变换器原理
DC-DC变换器是一种电力电子设备，它可以将直流电压转换为不同电压等级的直流电压输出。
其工作原理基于电感和电容的储能特性。
当输入电压施加在变换器的输入端口上时，输入电流开始流过电感。
由于电感的特性，电流变化率有限，电感中的电能会增加。
然后，输入电压被关闭，使电感的磁场崩溃，导致电感中的电流减小。
由于电感的自感特性，电压会增加，从而产生一个与输入电压不同的输出电压。
在DC-DC变换器中，电容被用于平滑输出电压。
当电感储能结束时，电容开始释放其储存的能量，以供应输出负载。
通过控制开关频率和占空比，可以实现对输出电压的调节。
DC-DC变换器还运用了反馈控制系统，通过监测输出电压与期望电压之间的差异来调整开关频率和占空比，从而实现对输出电压的稳定控制。
多种DC-DC变换器拓扑结构和控制策略被用于不同应用场景中，以满足不同的功率转换需求和效率要求。
总之，DC-DC变换器利用电感和电容的储能特性，通过控制开关操作，实现对直流电压的转换和稳定调节。
这使得它在许多电子设备中得到广泛应用，如电源适配器、电动汽车、太阳能系统等。
DC-DC工作方式PFM与PWM比较
DC-DC工作方式PFM与PWM比较
DC-DC工作方式PFM与PWM比较 :
PWM控制、PFM控制和PWM/PFM切换控制模式这三种控制方式各有各的优点与缺点: DC/DC变换器是通过与内部频率同步开关进行升压或降压,通过变化开关次数进行控制,从而得到与设定电压相同的输出电压.
PFM控制时,当输出电压达到在设定电压以上时即会停止开关,在下降到设定电压
前,DC/DC变换器不会进行任何操作.但如果输出电压下降到设定电压以下,DC/DC变换器会再次开始开关,使输出电压达到设定电压.PWM控制也是与频率同步进行开关,但是它会在达到升压设定值时,尽量减少流入线圈的电流,调整升压使其与设定电压保持一致.
与PWM相比,PFM的输出电流小,但是因PFM控制的DC/DC变换器在达到设定电压以上时就会停止动作,所以消耗的电流就会变得很小.因此,消耗电流的减少可改进低负荷时的效率.PWM在低负荷时虽然效率较逊色,但是因其纹波电压小,且开关频率固定,所以噪声滤波器设计比较容易,消除噪声也较简单.
若需同时具备PFM与PWM的优点的话,可选择PWM/PFM切换控制式DC/DC变换器.此功能是在重负荷时由PWM控制,低负荷时自动切换到PFM控制,即在一款产品中同时具备PWM的优点与PFM的优点.在备有待机模式的系统中,采用PFM/PWM切换控制的产品能得到较高效率.。
数控DC-DC变换器电流采样控制策略
第２ ４卷 第 ４期
２０ ０ ７年 ４ 月
机
电
工
程
Ｖｏ ． ４ ＮＯ． １２ ４
Ｍ ＥＣＨＡＮＩ ＣＡＬ ＆ ＥＬ ＥＣＴＲＩ ＣＡＬ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ ＭＡＧＡＺＩ ＮＥ
Ａｐｒ ２ ０７ ． ０
数控 Ｄ ． Ｃ变换 器电流采样控制策略 ＣＤ
Ｄ，
定性 ， 已得 到广 泛的应 用 ， 而 由于它一 般采 用平 均 然 电流 控制法 来实 现 电路 的恒 流 控制 ， 到数 字 离 散 受 采样频 率 的限制 。当 电感 电流处 于 断续 状 态 时 ， 常 规 的平均 电流控 制方 法效果 较差 。 本 研究 针对 电流 断续 的情 况 ， 出 了一 种 开环 提
黄 晓波 ， 军伟 周
（ 山 供 电 局 ， 江 杭 州 ３ １０ ） 萧 浙 １２０
摘 要 ： 于 Ｆ ４ ７ Ｓ 基 ２ ０ Ａ Ｄ Ｐ控 制 系统 ， 出 了一 种在 电流 断 续 时采 用 开环 控 制 的 策略 ， 提 并针 对数 字
系统 离散 采 样的特 点 ， 据每 个 开 关 周期 的 占空 比 来调 整 相 应 的 电流采 样 点 ， 根 以保 证 电 流 采样 精
通过后 级 电路 输 出。数 控 Ｄ － Ｃ 因具 有 更 高 的 稳 ＣＤ
１ 电流 采 样 点 分 析
本 研究 以 Ｂ ｃ ｕ ｋ电路 为 例 进 行 分 析 ， 电路 拓 其
扑， 图 １ 如 所示 。通 过 对 流 过 电感 的 电流 进 行 采
样 ， 以实现 平均 电流 控制 。 可
控制 策 略 ， 通 过 采 样 变 换 器 两 端 电 压 来 实 时 计 即
DCDC变换器的设计方案
DC-DC变换器的设计方案一种模块化高效DC-DC变换器的开发与研制设计方案一、设计任务：设计一个将220VDC升高到600VDC 的DC-DC变换器。
在电阻负载下，要求如下：1、输入电压U=220VDC，输出电压u=600VDC。
2、输出额定电流|;:=2.5A，最大输出电流Iomax=3Ao3、当输入山在小范围内变化时，电压调整率SV W2%（在匕=2.5A时）。
4、当|<在小范围你变化时，负载调整率SI W5%（在||=220VDC时）。
5、要求该变换器的在满载时的效率n±90%o6、输出噪声纹波电压峰-峰值U t）pp<1V（在Ui=220VDC,u=600VDC,［（=2・5A条件下）。
7、要求该变换器具有过流保护功能，动作电流设定在3A o8、设计相关均流电路，实现多个模块之间的并联输出。
二、设计方案分析1、DC-DC升压变换器的整体设计方案主电路图1DC-DC变换器整体电路图如图1升压式DC-DC变换器整体电路所示，该DC/DC电压变换器由主电路、采样电路、控制电路、驱动电路组成；开关电源的主电路单元、样电路单元采、控制电路单元、驱动电路单元组成闭环控制系统，是相对输出电压的自动调整。
控制电路单元以SG3525为核心，精确控制驱动电路，改变驱动电路的驱动信号，达到稳压的目的。
2、DC-DC升压变换器主电路的工作原理DC-DC功率变换器的种类很多。
按照输入/输出电路是否隔离来分，可分为非隔离型和隔离型两大类。
非隔离型的DC-DC变换器又可分为DC600V降压式、升压式、极性反转式等几种；隔离型的DC-DC 变换器又可分为单端正激式、单端反激式、双端半桥、双端全桥等几种。
下面主要讨论非隔离型升压式DC-DC 变换器的工作原理。
图2(a )DC-DC变换器主电路图2(b )DC-DC 变换器主电路图2(a )是升压式DC-DC 变换器的主电路，它主要由开关变换电路、高频变压电路、整流电路、输出滤波电路四大部分组成；图1(b )是用matlab 模拟主电路 DC220V出的升压式DC-DC变换器的主电路图。
dc-dc变换原理
dc-dc变换原理
DC-DC变换器是一种电子设备，用于将直流（DC）电压转换为另一种直流电压。
这种转换器在许多电子设备中都有广泛的应用，例如在电源适配器、电动汽车、太阳能系统和通信设备中都可以看到它们的身影。
DC-DC变换器的工作原理基于电感和电容的原理，通过精确控制开关管的导通和截止来实现输入电压到输出电压的变换。
DC-DC变换器的基本工作原理是利用电感和电容储存和释放能量，从而实现电压的升降。
当输入电压施加到变换器上时，开关管周期性地开关，这导致电感和电容中的能量储存和释放。
通过调整开关管的占空比和频率，可以实现对输出电压的精确控制。
在一个典型的升压型DC-DC变换器中，当开关管导通时，电流会通过电感和负载，从而储存能量。
当开关管截止时，电感中的储能会释放，从而提供给负载。
通过控制开关管的导通和截止时间，可以实现输出电压的精确控制。
相比于线性稳压器，DC-DC变换器具有更高的效率和更小的体积。
这使得它们在需要高效能转换和对电源体积要求严格的场合中
得到广泛应用。
总之，DC-DC变换器是一种非常重要的电子设备，它通过精确控制电感和电容的能量储存和释放，实现了输入电压到输出电压的精确变换。
在现代电子设备中，它们的应用已经变得非常普遍，为我们的生活带来了诸多便利。
DC_DC变换器峰值电流控制与平均电流控制的分析与比较
式具有较高的增益带宽、跟踪误差小、动态特性 好、总谐波失真小、对噪声不敏感、适用于多种应 用场合等特点而被广泛应用。
参考文献 [1]张占松，蔡宣三.开关电源的原理与设计（修订 版）[M].北京：电子工业出版社，2005. [2]Robert Mammano. Switching Power Supply Topology: Voltage Mode vs. Current Mode [J]. U－ nitrode Corporation Design Note DN-62，1994. [3]杨汝.平均电流模式的控制电路设计[J]. 电力电 子技术，2002，36（4）：66-69. [4]陈慧宁.带片上电流感应技术的电流模式升压 DC-DC 变换器的研究与设计[D].成都:电子科技大 学，2006. [5]王颢雄，王斌，周丹，黄凯雄，崔景秀.Boost 升压 变换器平均电流控制模式的仿真[J]. 三峡大学学 报（自然科学版），2005，27（6）：514-517.
关 键 词 ：变换器；控制方式；峰值电流模式；平均电流模式
1 概述 DC-DC 变换器的控制方式分为电压模式和 电流模式两种，电流模式又分成峰值电流模式和 平均电流模式。电压型控制方式的基本原理是通 过误差放大器输出信号与锯齿波进行比较，产生 PWM 控制信号。电流型控制是指将误差放大器输 出信号与采样到的电感峰值电流进行比较，从而 对输出脉冲的占空比进行控制，使输出的电感峰 值电流跟随误差电压变化而变化。 2 峰值电流控制模式 在 DC-DC 变换器中，使用单一的电压反馈 控制环难以保证系统在受到扰动作用时，既有很 好的动态品质又不致造成系统失稳。为此，取输出 电压和电感电流两种反馈信号实现双环控制，这 就是电流控制模式。峰值电流控制 Boost 变换器 的原理如图 1 所示。 峰值电流控制作为电流型控制的一种实现 方式，采用双环控制。在双闭环控制系统中，分为 内环和外环，内环为电流反馈环，外环为电压反馈 环。 电压调节器和功率级组成了电压外环，电压 调节器由误差放大器和补偿网络组成，用于调节 输出电压。输出电压与参考电压 VREF 相比较，产生 一个误差信号，作为补偿网络的输入信号，补偿网 络的输出作为电流环的控制信号。电压外环控制 输出电压 Vo(t)，电流内环控制电感电流 iL(t)，电感 电流在电流内环中通过峰值电流调节器反馈，而 输出电压在电压外环中通过电压调节器反馈，电 压调节器通过改变控制量使输出电压与参考电压 相等，而电流调节器通过改变占空比使电感电流 与控制量相等。 对于峰值电流控制的 Boost 变换器说，当系 统工作在连续导电模式下，占空比 D 大于 50% 时，电流内环仍然存在着无条件的开环不稳定性， 这是峰值电流控制系统的缺点。图 2 是峰值电流 控制 Boost 变换器系统工作在连续导电模式下的 电感电流波形。加入斜坡补偿信号可以消除该不 稳定因素，如图 3 所示，在电压调节器输出 Ic 上 叠加一负斜率斜坡。 3 Boost 变换器平均电流控制设计 平均电流控制是在峰值电流控制的基础上 发展起来的，平均电流型控制是控制电感电流平 均值，因此对电流的控制更为精确，平均电流控制 Boost 变换器的原理如图 4 所示。 在图 4 中，UE2 为电感电流的控制编程电压 信号，US 代表有锯齿纹波分量的输出电感电流， 它们的差值经过放大器后，得到平均电流跟踪误 差信号 UE1，UE1 与三角波比较后，得到 PWM 脉冲
DC-DC工作方式PFM与PWM比较
DC-DC工作方式PFM与PWM比较DC-DC工作方式PFM与PWM比较 :PWM控制、PFM控制和PWM/PFM切换控制模式这三种控制方式各有各的优点与缺点: DC/DC变换器是通过与内部频率同步开关进行升压或降压,通过变化开关次数进行控制,从而得到与设定电压相同的输出电压.PFM控制时,当输出电压达到在设定电压以上时即会停止开关,在下降到设定电压前,DC/DC变换器不会进行任何操作.但如果输出电压下降到设定电压以下,DC/DC变换器会再次开始开关,使输出电压达到设定电压.PWM控制也是与频率同步进行开关,但是它会在达到升压设定值时,尽量减少流入线圈的电流,调整升压使其与设定电压保持一致.与PWM相比,PFM的输出电流小,但是因PFM控制的DC/DC变换器在达到设定电压以上时就会停止动作,所以消耗的电流就会变得很小.因此,消耗电流的减少可改进低负荷时的效率.PWM在低负荷时虽然效率较逊色,但是因其纹波电压小,且开关频率固定,所以噪声滤波器设计比较容易,消除噪声也较简单.若需同时具备PFM与PWM的优点的话,可选择PWM/PFM切换控制式DC/DC变换器.此功能是在重负荷时由PWM控制,低负荷时自动切换到PFM控制,即在一款产品中同时具备PWM的优点与PFM的优点.在备有待机模式的系统中,采用PFM/PWM切换控制的产品能得到较高效率.When you are old and grey and full of sleep,And nodding by the fire, take down this book,And slowly read, and dream of the soft lookYour eyes had once, and of their shadows deep;How many loved your moments of glad grace,And loved your beauty with love false or true,But one man loved the pilgrim soul in you,And loved the sorrows of your changing face;And bending down beside the glowing bars, Murmur, a little sadly, how love fledAnd paced upon the mountains overheadAnd hid his face amid a crowd of stars.The furthest distance in the worldIs not between life and deathBut when I stand in front of youYet you don't know thatI love you.The furthest distance in the worldIs not when I stand in front of youYet you can't see my loveBut when undoubtedly knowing the love from both Yet cannot be together.The furthest distance in the worldIs not being apart while being in loveBut when I plainly cannot resist the yearningYet pretending you have never been in my heart. The furthest distance in the worldIs not struggling against the tides But using one's indifferent heart To dig an uncrossable riverFor the one who loves you.。
双向DCDC变换器的控制方法研究与设计
双向DCDC变换器的控制方法研究与设计双向DC-DC变换器（BDC）是一种能够将直流电能在两个方向上进行转换和传输的电力转换装置。
它可以将能量从一个电源送到另一个负载，同时还可以将能量反向传输。
因此，BDC在可再生能源系统、电动汽车和电网储能等领域具有广泛的应用前景。
BDC的控制方法研究与设计是实现高效能量转换和稳定输出的关键。
以下是一个基于脉宽调制（PWM）技术的BDC控制方法的研究与设计过程。
1.建立数学模型：根据BDC的电路结构，可以建立数学模型来描述其电压与电流之间的关系。
通过建立这个模型，可以分析系统的动态特性和稳态性能。
2.控制策略选择：根据应用需求和系统要求，选择适当的控制策略。
常见的控制策略包括PID控制、模糊控制和模型预测控制等。
需要考虑的因素包括系统的响应速度、稳态误差和鲁棒性等。
3.控制器设计：设计适当的控制器来实现所选控制策略。
控制器的作用是根据输出和参考输入之间的差异来调节脉宽调制信号，控制BDC的开关器件的开关状态。
常见的控制器包括比例控制器、积分控制器和微分控制器等，可以根据特定要求设计组合控制器。
4. 控制系统仿真：利用Matlab/Simulink等软件，将前面设计的数学模型和控制器进行仿真。
通过输入不同的电压、电流和负载条件，观察系统的响应和稳态性能。
根据仿真结果，优化控制器参数，满足设计要求。
5.硬件实现：根据仿真结果和优化的控制器参数，进行硬件实现。
选择适当的开关器件、电感和电容等元器件，设计BDC的电路。
由于BDC涉及高频开关和高电压等特殊要求，需要注意电路设计的可靠性和安全性。
6.实验验证：将设计的BDC系统进行实验验证。
输入不同的电压和负载条件，测试系统的响应和稳态性能。
根据实验结果，调整控制器参数和系统参数，进一步优化设计。
综上所述，双向DC-DC变换器的控制方法研究与设计是一个复杂的工程过程。
通过建立数学模型、选择适当的控制策略、设计控制器、进行仿真和实验验证，可以实现高效能量转换和稳定输出的目标。
DC-DC变换器的DSP控制
DC-DC变换器的DSP控制DC/DC变换器是现代电力系统中常用的电源转换设备，用于将直流电能转换为不同电压或电流的直流电能。
传统的DC/DC变换器控制方法主要基于模拟控制技术，但随着数字信号处理（DSP）技术的发展，DSP控制逐渐成为DC/DC变换器控制的新趋势。
DSP控制是利用数字信号处理器对电力系统进行控制和调节的一种技术。
相比于传统的模拟控制方法，DSP控制具有更高的精度、更好的稳定性和更强的抗干扰能力。
在DC/DC变换器中，DSP控制可以实现对输出电压、输出电流等参数的精确控制，提高系统的稳定性和可靠性。
首先，DSP控制可以通过使用高精度的模拟数字转换器（ADC）和数字模拟转换器（DAC）来实现对输入输出电压、电流等信号的采集和处理。
通过数字信号处理器的高速计算能力，可以对采集到的信号进行精确的数学运算和控制算法，实现对输出电压和电流的调节。
其次，DSP控制可以实现对DC/DC变换器的工作状态的实时监测和调节。
通过在数字信号处理器中编写相应的控制算法，可以实时检测变换器的输入电压、输出电压、电流等参数，并根据设定的控制策略对变换器进行调节。
例如，在输入电压波动较大的情况下，DSP控制可以自动调节变换器的工作状态，使输出电压保持稳定。
此外，DSP控制还可以实现DC/DC变换器的保护功能。
通过对输入输出电压、电流的实时监测，数字信号处理器可以及时判断系统是否存在过压、过流等异常情况，并采取相应的保护措施，避免设备损坏或故障。
综上所述，DC/DC变换器的DSP控制是一种高精度、高稳定性的控制方法，可以实现对DC/DC变换器的精确控制、实时监测和保护。
随着DSP技术的不断发展和成熟，相信DSP控制将在DC/DC变换器领域发挥越来越重要的作用，为电力系统的稳定运行和高效转换提供强有力的支持。
DC-DC变换器轻载时三种工作模式的原理及优缺点
DC/DC 变换器轻载时三种工作模式的原理及优缺点
目前高频高效的DC/DC 变换器的应用越来越广泛。
通常在满输出负载时，DC/DC 变换器工作于CCM 即连续电流模式。
但是，当系统的输出负载
从满载到轻载然后到空载变化的过程中，系统的工作模式也会发生相应的改变。
下面我们将以降压型Buck 变换器为例说明DC/DC 变换器轻载时的工作模式。
降压型Buck 变换器在轻载有三种工作模式：突发模式、跳脉冲模式和
强迫连续模式。
本文我们将详细的阐述这三种模式的工作原理及优缺点。
在实际的应用中，应该根据系统对输出纹波和效率的具体要求来选取相应的工作模式。
1、跳脉冲模式
对于恒定频率的常规的非同步Buck 控制器，通常电感的电流工作于CCM
连续电流模式，电感的平均电流即为输出的负载电流。
当负载电流降低时，电感的平均电流也将降低；当负载电流降低时一定值，变换器进入临界电流模式。
此时，若负载电流进一步的降低，电感的电流回到0 后，开关周期还没有结束，由于二极管的反向阻断作用，电感的电流在0 值处保持一段时间，然后开关周期结束，进入下一个开在周期，此时变换器为完全的非连续电流模式。
变换器进入非连续电流模式后，若负载电流仍然进一步的降低，为了维持输出电压的调节，高端的开关管的开通时间将减小，直到达到控制器的最小导通时间。
高端的开关管的开通时间达到控制器的最小导通时间后，若负载电流仍然的降低，控制器就必须屏蔽掉即跳掉一些开关脉冲，以维持输出电压的调节。
这种控制方法即为跳脉冲模式。
关于DCDC变换器的工作原理
关于DCDC变换器的工作原理在DC-DC变换器中，电感储能是实现能量传输和电压转换的关键。
电感器具有存储能量的特性，当电流通过电感时，磁场会储存能量。
根据电感贮能特性，输入电流增加时，电感的磁场能量也会增加；输出电流减少时，电感的磁场能量会被释放。
通过合理的控制和运用电感贮能，可以实现电流和电压的转换。
另一个关键组成部分是开关器件，通常使用场效应管或双极性晶体管实现。
开关器件具有低电阻和高电阻的特点，可以在高频率下进行开关操作。
在DC-DC变换器中，开关器件用于控制电流流向的路径，实现电能的转换。
当开关器件处于导通状态时，电流通过从输入到输出；当开关器件处于断开状态时，则通过电感器的自感透过二极管形成环流，使电荷从电感器到输出端。
DC-DC变换器基本分为两种类型：降压转换器也称为Buck变换器和升压转换器也称为Boost变换器。
下面将分别介绍两种类型的工作原理。
降压转换器（Buck变换器）通过使输入电压向下转换以获得较低的输出电压。
它使用一个电感器和一个开关器件（通常是MOSFET）来控制能量流动。
当开关器件导通时，电感器储存能量；当开关器件断开时，电感器释放储存的能量。
通过控制开关时间和频率，可以实现较高的电压转换效率。
升压转换器（Boost变换器）则将输入电压转换为较高的输出电压。
它也使用一个电感器和一个开关器件（通常是MOSFET），但操作方式与降压转换器相反。
当开关器件导通时，电感器储存能量；当开关器件断开时，电感器释放储存的能量，并使得电荷向输出电容器充电。
通过控制开关时间和频率，可以实现较高的电压升级效率。
此外，还有一种常用的DC-DC变换器类型是两种类型的结合，称为Buck-Boost变换器。
Buck-Boost变换器可以实现输入电压向上或向下转换，它结合了降压和升压转换器的特点。
总之，DC-DC变换器是一种非常重要的电子器件，能够实现不同电压级别之间的电能转换。
通过合理的控制和运用电感储能和开关器件的特性，DC-DC变换器可以实现高效的电能转换，为各种电子设备的工作提供所需的电压。
双向dcdc电路的原理
双向dcdc电路的原理双向DC-DC电路是一种能够实现电能双向转换的电路，其原理是基于DC-DC变换器的原理。
DC-DC变换器是一种能够将直流电能转换为不同电压或电流等级的电源转换器，常见的有升压、降压和变换等类型。
而双向DC-DC电路则在此基础上增加了能够实现电能双向转换的功能。
一、双向DC-DC电路的基本原理双向DC-DC电路的基本原理是利用半桥拓扑结构和功率开关技术，通过控制开关管的导通和关断，实现电能在两个方向上的流动。
其中，半桥拓扑结构由两个开关管和两个二极管组成，通过对开关管的控制，可以实现正向和反向两个方向上的能量转换。
在正向传输模式下，开关管1导通，开关管2关断，此时输入电源向输出负载提供电能。
在反向传输模式下，开关管1关断，开关管2导通，此时输出负载向输入电源反馈电能。
通过控制开关管的导通和关断，可以实现双向的电能转换。
二、双向DC-DC电路的控制方式双向DC-DC电路的控制方式有两种：电流控制和电压控制。
其中，电流控制方式通过对开关管的导通时间和关断时间的控制，实现输入电流和输出电流的控制。
电压控制方式则通过对输出电压的测量和比较，通过调整开关管的导通和关断时间，实现输入电压和输出电压的控制。
三、双向DC-DC电路的应用领域双向DC-DC电路在实际应用中具有广泛的应用领域，主要包括电动车、能量存储系统、太阳能光伏发电系统等。
在电动车领域，双向DC-DC电路用于电池组和电动机之间的能量转换，实现电池组的充放电和电动机的驱动。
在能量存储系统中，双向DC-DC电路用于电池组和电网之间的能量转换，实现电池组的充放电和电网的供电。
在太阳能光伏发电系统中，双向DC-DC电路用于光伏电池板和电网之间的能量转换，实现光伏电池板的发电和电网的供电。
四、双向DC-DC电路的优势和挑战双向DC-DC电路相比传统的单向DC-DC电路具有一些明显的优势。
首先，双向DC-DC电路能够实现电能的双向转换，提高了能源利用效率。
燃料电池系统dcdc变换器工作原理
燃料电池系统dcdc变换器工作原理一、电压变换DC/DC变换器的核心功能是实现电压的变换。
在燃料电池系统中，DC/DC变换器将燃料电池的输出电压调整到适合负载需求的电压水平。
通过控制开关的通断状态，DC/DC变换器可以将燃料电池的高压输出转换为较低的电压，以满足如电机驱动器、照明设备等负载的需求。
同时，当系统需要为储能元件充电时，DC/DC变换器也可以将较低的电压转换为较高的电压。
二、电流控制除了电压变换外，DC/DC变换器还需要对电流进行控制。
在燃料电池系统中，电流的控制对于系统的稳定运行和安全保护至关重要。
DC/DC变换器通过调节开关的通断频率或占空比，实现对电流的精确控制。
当负载需求增加时，变换器会相应地增大电流输出；当负载需求减少时，变换器会减小电流输出，以保持系统的稳定运行。
三、能量储存燃料电池系统中的DC/DC变换器还具有能量储存的功能。
在燃料电池发电过程中，产生的电能需要被储存起来以供后续使用。
DC/DC变换器通过将燃料电池的高压直流输出转换为交流电，可以将电能储存在如电池、超级电容等储能元件中。
这样，当负载需求增加时，储存的电能可以迅速释放出来以满足需求。
四、效率优化DC/DC变换器的效率直接影响到整个燃料电池系统的运行效率。
因此，对于变换器的效率优化至关重要。
通过采用先进的控制算法和优化电路设计，DC/DC变换器的效率可以得到显著提高。
此外，为了进一步降低能耗和提高效率，还可以采用软开关技术等先进的开关控制方式，使开关切换过程中的能量损失最小化。
总之，燃料电池系统中的DC/DC变换器在电压变换、电流控制、能量储存和效率优化等方面发挥着重要作用。
通过合理设计和优化DC/DC变换器的工作原理，可以进一步提高燃料电池系统的性能和可靠性。
DCDC变换器原理
DCDC变换器原理DC-DC变换器是一种电力电子器件，用于将直流电能转换为特定的直流电压或电流输出，通常用于电子设备或系统中，如电源、电池充电器、逆变器等。
其原理基于PWM（脉宽调制）技术，可以实现电能的高效转换和稳定输出。
DC-DC变换器的原理可以通过以下几个方面来说明：1.输入滤波：DC-DC变换器的输入端一般接收来自直流电源或者电池的电源输入。
为了保持输入电源的稳定性和减小输出的噪声，需要对输入电源进行滤波处理。
一般使用电感、电容等元件来实现输入滤波，并保证稳定的直流电源供给。
2.器件驱动：DC-DC变换器主要包括开关器件，如晶体管、MOS管等，通过合适的电压或电流驱动器驱动开关器件。
这些开关器件在开关状态和关闭状态之间切换，控制电源信号的传递，实现电压转换。
3.脉宽调制（PWM）：DC-DC变换器的核心原理是脉宽调制技术。
PWM控制信号通过开关器件的开关状态来调节输出电压或电流大小。
脉宽调制技术通过改变信号的脉冲宽度来调节开关器件的导通时间和断开时间，从而控制输出电压或电流的大小。
4.输出滤波：DC-DC变换器的输出端一般需要稳定的直流电压或电流输出。
为了滤除开关器件切换时产生的高频噪声，需要在输出端添加输出滤波电路，以保证输出电压的稳定性。
输出滤波电路通常由电感、电容等元件组成，通过滤波的方式，将高频噪声滤除。
5.反馈控制：为了确保输出电压或电流始终保持在设定范围内，DC-DC变换器通常采用反馈控制。
反馈控制通过比较输出电压或电流与设定值之间的差异，并根据差异调整PWM控制信号的脉冲宽度，使输出保持稳定。
常用的反馈控制方式包括电压反馈和电流反馈。
DC-DC变换器根据输入输出的电压和电流类型不同，可以分为多种类型，如Buck变换器、Boost变换器、Buck-Boost变换器等。
每种类型的DC-DC变换器具有不同的工作原理和特点，用于满足不同的应用需求。
总的来说，DC-DC变换器是一种基于PWM技术的电力电子器件，通过开关器件的开关状态和PWM控制信号来实现电能的高效转换和稳定输出。
dcdc变换器的工作原理
dcdc变换器的工作原理
DC-DC变换器是一种电力转换装置，它将输入直流电压转换为不同电压级别的输出直流电压。
该设备通常由输入电感、输出电感、开关管和滤波器等组成。
其工作原理基于开关管的控制，通过周期性的开启和关闭来调整输入电源和输出负载之间的能量转移。
当开关管处于闭合状态时，输入电源的电流将通过输入电感，并在输出电感上引起电感耦合。
这导致输出电感的磁感应强度增加，从而使输出电流增加。
同时，输出电感储存的能量被输出负载吸收。
当开关管处于断开状态时，输入电压不再传输到输出负载。
此时，输出电感存储的磁能会导致输出电流继续流动，以保持输出电压的稳定性。
通过调整开关管的开关频率和占空比，可以实现输出电压的调节。
此外，为了减少电源波纹和噪声，DC-DC变换器还配备了滤波器。
滤波器通常由电容器和电感器组成，用于平滑电压和消除高频噪声。
综上所述，DC-DC变换器通过控制开关管的开合状态，利用电感的储能和电容的滤波效果，实现了输入直流电压向输出直流电压的转换。
它是许多电子设备中的重要组件，适用于各种电源转换和电压调节的应用场景。
DC-DC变换器峰值电流控制与平均电流控制的分析与比较
【 杨汝 ． 均 电流模 式的控 制 电路 设 计 ．电 力电 ３ １ 平
子技 术 ，０２３ （ ）６ —９ ２０ ，６４ ：６ ６．
『 陈慧宁． ４ １ 带片上电流感应技术的电流模式升压 Ｄ — Ｃ变换器的研 究与设计ｆ］ ＣＤ Ｄ． 成都： 电子科技大 学，０ ６ ２０ ． 『 王颢雄， ５ ］ 王斌 ， 周丹， 黄凯雄 ， 崔景秀．ｏｓ升压 Ｂｏｔ 变换 器 平均 电流控 制 模 式的 仿 真叽．三峡 大学 学 报（ 自然科学版）２０ ，７ ６ ：１— １． ，０５ ２ （ ）５４ ５７ 黑龙江工程学院科 学 究项 目， 目编号： 研 项
广泛 采 用。 关键 词 ： 变换 器 ； 制方 式 ； 值 电流模 式 ； 均 电流模 式 控 峰 平
１概述 Ｄ — Ｃ变换 器 的控 制 方式 分 为 电压 模 式 和 ＣＤ 电流模式两种 ，电流模式又分成峰值 电流模式和 平均电流模式。电压型控制方式的基本原理是通 过误差放大器输出信号与锯齿波进行 比较 ，产生 Ｐ Ｍ控制信号。 Ｗ 电流型控制是指将误差放大器输 出信号与采样到的电感峰值电流进行 比较 ，从而 对输出脉冲的占空比进行控制，使输出的电感峰 值 电流 跟 随误差 电压 变化 而变 化 。 ２峰值电流控制模式 在 Ｄ — Ｃ变换器中，使用单一的电压反馈 ＣＤ 控制环难以保证系统在受到扰动作用时，既有很 好的动态品质又不致造成系统失稳 。 为此， 取输出 电压和电感电流两种反馈信号实现双环控制 ， 这 就是电流控制模式。峰值电流控制 Ｂ ｏｔ ｏｓ变换器 的原理 如 图 １ 所示 。 峰值 电流 控 制 作 为 电流 型控 制 的一 种 实 现 方式， 采用双环控制 。在双闭环控制系统 中， 分为 内环和 外环 ， 内环为 电 流反馈 环 ， 环 为 电压反 馈 外
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Buck变换器
Buck-Boost变换器：
电气学院 电能变换与控制研究所
Institute of Power Conversion & Control
6
Harbin Institute of Technology
4.2 峰值电流控制中的次谐波振荡
稳态下：
经过阶段I： 可得占空比d：
经过阶段II：
可得稳态下：
电气学院 电能变换与控制研究所
8
Harbin Institute of Technology
4.2 峰值电流控制中的次谐波振荡
局部放大：
经过阶段I：
可得占空比d： 经过阶段II：
ic IL0 m1DTs ic IL0 iˆL (0) m1(D dˆ)Ts
可得稳态下：
PC&C
稳态 波形 扰动后 波形
电气学院 电能变换与控制研究所
10
Harbin Institute of Technology
4.2 峰值电流控制中的次谐波振荡
例：D=0.6时，不稳定运行
PC&C
电气学院 电能变换与控制研究所
Institute of Power Conversion & Control
11
Harbin Institute of Technology
电气学院 电能变换与控制研究所
Institute of Power Conversion & Control
3
Harbin Institute of Technology
4.1 简介
2. 平均电流控制
Vg d
L
iL
＋
C
Rv
H(s)
－
Rs
PWM
vca 电流控 制器
vRs －＋ vcp
电压控 制器
vo
多个开关变换器并联运行时，可以采用单电压环，多电流内环的工作方 式，电压环向电流环提供相同的参考信号vcp ，实现并联均流的效果； 电流内环的引入扩展了系统输入电压的范围，允许输入电压有较大的交 流成分，减小了对输入滤波电容的依赖，提高了系统的性能；
改善开关调节系统的稳定性，电流环的控制对象为一阶积分环节，所以 电流环具有很好的稳定性，同时整个内环系统对外等效为一个恒流源特性， 对于外环电压环节亦可等效为一个单极点系统，因此电压控制环的相位裕 度大，提高了系统的稳定性。
Institute of Power Conversion & Control
9
Harbin Institute of Technology
4.2 峰值电流控制中的次谐波振荡
PC&C
当 当
因此，稳定条件为：
电气学院 电能变换与控制研究所
Institute of Power Conversion & Control
电气学院 电能变换与控制研究所
Institute of Power Conversion & Control
5
Harbin Institute of Technology
4.2 峰值电流控制中的次谐波振荡
观察下面CCM下的电感电流波形：
PC&C
其中的电感电流斜率m1和-m2 Buck变换器：
Boost变换器：
Institute of Power Conversion & Control
2
Harbin Institute of Technology
4.1 简介
PC&C
峰值电流控制特点：
动态特性简单可控，电感极点转移至高频段； 输出电压控制精度提高，具有大的相角裕度，无需采用超前 补偿网络； 必须采集半导体器件的电流信号，该信号还可作为过流保护 输入得到更好的控制性能； 通过对峰值电流的控制输入ic(t)的调节，便可限制开关器件的 最大峰值电流； 桥式、推挽式变换器中常见的变压器磁饱和问题得到解决； 具有对噪声敏感的缺点。
Institute of Power Conversion & Control
7
PC&C
Harbin Institute of Technology
4.2 峰值电流控制中的次谐波振荡
对电感电流进行扰动：
PC&C
稳态 波形
扰动后 波形
电气学院 电能变换与控制研究所
Institute of Power Conversion & Control
1
Harbin Institute of Technology
4.1 简介
1. 峰值电流控制
在峰值电流控制中，器件峰值电流值 取代了占空比信号作为控制输入。
控制信号 开关电流
开关状态
导通
关断
时钟信号 开通器件
比较器信号 关断器件
Buck变换器
开关器 件电流
控制输入
比较器
触发器
峰值电流控制器
调节器
电气学院 电能变换与控制研究所
4.2 峰值电流控制中的次谐波振荡
D=1/3时，系统稳定运行
PC&C
电气学院 电能变换与控制研究所
Institute of Power Conversion & Control
12
Harbin Institute of Technology
4.2 峰值电流控制中的次谐波振荡
引入斜坡补偿消除次谐波振荡： Q1关断条件变为：
4.1 简介
PC&C
平均电流控制的特点：
该模式实际上就是我们常说的双环控制系统； 引入电流反馈，可以提高系统的稳态和动态性能。任何一种扰动，都会 形成同步的电感电流变化，这样就可以通过电流传感器使电流内环开始进 行调节，而无须像电压单环控制方式中等到输出电压发生变化才开始工作；
限制功率开关器件的最大电流值，在双环系统中，由电压控制器的输出 信号vcp提供最大电流的限制信号，限制功率开关管的最大电流或平均电流， 实现了过流保护；
－＋
Vref
在平均电流控制中，通常选取电感电流作为反馈信号，由于电感电流中含有大量的
纹波及开关谐波，通常采用串联电阻或霍尔电流传感器。
iL
vcp Rs
电气学院 电能变换与控制研究所
Institute of Power Conversion & Control
4
Harbin Institute of Technology
第4章 DC/DC变换器的电流控制方式
PHale Waihona Puke &C4.1 简介 4.2 峰值电流控制中的次谐波振荡 4.3 峰值电流控制下的一阶模型 4.4 峰值电流控制下的精确模型 4.5 DCM下的峰值电流控制 4.6 平均电流控制 4.7 小结
电气学院 电能变换与控制研究所
Institute of Power Conversion & Control