DC-DC变换器地方案设计

合集下载

车载高频推挽DC-DC变换器设计方案

车载高频推挽DC-DC变换器设计方案

车载高频推挽DC-DC变换器设计方案0 引言随着现代汽车用电设备种类的增多,功率等级的增加,所需要电源的型式越来越多,包括交流电源和直流电源。

这些电源均需要采用开关变换器将蓄电池提供的+12VDC或+24VDC的直流电压经过DC-DC变换器提升为+220VDC或+240VDC,后级再经过DC-AC 变换器转换为工频交流电源或变频调压电源。

对于前级DC-DC变换器,又包括高频DC-AC 逆变部分、高频变压器和AC-DC整流部分,不同的组合适应不同的输出功率等级,变换性能也有所不同。

推挽逆变电路以其结构简单、变压器磁芯利用率高等优点得到了广泛应用,尤其是在低压大电流输入的中小功率场合;同时全桥整流电路也具有电压利用率高、支持输出功率较高等特点,因此本文采用推挽逆变-高频变压器-全桥整流方案,设计了24VDC输入-220VDC 输出、额定输出功率600W的DC-DC变换器,并采用AP法设计相应的推挽变压器。

1 推挽逆变的工作原理图1给出了推挽逆变-高频变压-全桥整流DC-DC变换器的基本电路拓扑。

通过控制两个开关管S1 和S2以相同的开关频率交替导通,且每个开关管的占空比d均小于50%,留出一定死区时间以避免S1和S2同时导通。

由前级推挽逆变将输入直流低电压逆变为交流高频低电压,送至高频变压器原边,并通过变压器耦合,在副边得到交流高频高电压,再经过由反向快速恢复二极管FRD构成的全桥整流、滤波后得到所期望的直流高电压。

由于开关管可承受的反压最小为两倍的输入电压,即2UI,而电流则是额定电流,所以,推挽电路一般用在输入电压较低的中小功率场合。

图1 推挽逆变-高频变压-全桥整流DC-DC变换器的基本电路拓扑当S1开通时,其漏源电压uDS1只是一个开关管的导通压降,在理想情况下可假定uDS1=0,而此时由于在绕组中会产生一个感应电压,并且根据变压器初级绕组的同名端关系,该感应电压也会叠加到关断的S2上,从而使S2在关断时承受的电压是输入电压与。

DCDC变换器的设计方案

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。

DCDC升压稳压变换器设计

DCDC升压稳压变换器设计

DCDC升压稳压变换器设计DC-DC升压稳压变换器是一种常见的电源变换器,用于将低压直流电源(如电池)的电压升高为所需的高压输出。

本文将介绍DC-DC升压稳压变换器的设计原理、组成部分及其工作原理,并进行详细的分析和说明。

DC-DC升压稳压变换器设计的主要目标是将输入直流电压升压到所需的输出电压,同时保持输出电压稳定且具有良好的电流调整性能。

为了实现这一目标,设计者需要考虑以下几个方面:1.输入输出电压和电流:首先确定所需输出电压和电流的数值。

根据要求选择相应的元件和电路拓扑结构。

2. 拓扑结构选择:常见的DC-DC升压稳压变换器拓扑结构有Boost、Flyback和SEPIC等。

选择适合的拓扑结构需要考虑功率转换效率、元件数量和输入输出电流等因素。

3.元件参数选择:选择合适的功率开关管、电感、电容和二极管等元件参数。

元件的选择需考虑其工作频率、电流承受能力和输出纹波等因素。

4.控制电路设计:设计合适的开关控制电路,能够实现稳定的输出电压。

常用的控制电路有单片机控制、模拟控制和PWM控制等。

采用合适的控制方法可以保持输出电压的稳定性和动态响应性。

5.保护电路设计:为了保护DC-DC升压稳压变换器和被供电设备的安全,需要考虑过压、过流和短路保护等电路设计。

这些保护电路可以提高系统的可靠性和安全性。

在进行具体的设计时,首先需要确定输出电压和电流的数值要求,并进一步计算电路参数。

然后选择合适的拓扑结构和元件,并设计出合适的控制电路和保护电路。

接下来进行电路仿真和实验验证,对设计结果进行验证和调整,确保电路性能和稳定性。

最后对整个设计过程进行总结和文档记录。

综上所述,DC-DC升压稳压变换器设计是一个复杂而关键的过程,需要考虑多个因素并进行系统性的设计和调试。

通过合理设计和优化,可以得到稳定性好、效率高且尺寸小巧的DC-DC升压稳压变换器。

这些变换器可以广泛应用于各种电子设备和系统中,如移动电源、电动车充电器和太阳能系统等。

DC-DC变换器设计毕业设计

DC-DC变换器设计毕业设计

绪论一.开关电源概述开关电源(Switch Mode Paver Supply,即SMPS)被誉为高效节能型电源,它代表着稳压电源的主流产品。

半个世纪以来,开关电源大致经历了四个阶段。

早期的开关电源全部有分立元件构成,不仅开关频率低,效率高,而且电路复杂,不宜调试。

在20世纪70年代研制出的脉宽调制器集成电路,仅对开关电源中的控制电路实现了集成化;80年代问世的单片开关稳压器,从本质上讲仍DC/DC电源变换器。

随着各种类型单片开关电源集成电路的问世,AC/DC电源变换器的集成化才变为现实。

稳压电源是各种电子的动力源,被人称为电路的心脏,所有用电设备,包括电子仪器仪表,家用电器。

等对供电电压都有一定的要求。

至于精密的电子仪器,对供电电压的要求更为严格。

所谓的DC——DC直流稳压是指电压或电流的变化小到可允许的程度,并不是绝对的不变。

目前,随着单片开关电源集成电源的应用,开关电源正朝着短、小、轻、薄的方向发展。

单片开关电源自20世纪90年代中期问世以来便显示出来强大的生命力,它作为一项颇具发展和影响力的新产品,引起了国内外电源界的普遍重视。

尤其是最近两年来,国外一些著名的芯片厂家又竞相推出了一大批单片开关电源集成电路,更为新型开关电源的推广及奠定了良好的基础。

单片开关电源具有集成度高、高性价化、最简外围电路,最佳性能等指标,现已成为开发中小功率开关电源、精密开关电源及电源模块的优选集成电路。

二. 开关电源的技术追求1.小型化、薄型化、轻量化、高频化——开关电源的体积、重量主要是由储能元件(磁性元件和电容)决定的,因此开关电源的小型化实质上就是尽可能减小储能元件的体积。

在一定范围内,开关频率的提高,不仅能有效地减小电容、电感和变压器的尺寸,而且还能抑制干扰,改善系统的动态性能。

因此高频化是开关电源的主要发展方向。

2.高可能性——开关电源使用的元器件比连续工作电源少数十倍,因此提高了可靠性。

从寿命角度出发,电解电容、光电偶合器及排风扇等器件的寿命决定着电源的寿命。

DC—DC升压开关变换器设计

DC—DC升压开关变换器设计

DC—DC升压开关变换器设计本设计设计了相应的硬件电路,研制了一款小功率开关电源。

整个系统包括主电路、控制电路、驱动电路、保护电路和反馈电路几部分内容。

系统主电路由Boost升压斩波电路和相应的滤波保护电路组成。

控制电路包括主电路开关管控制脉冲的产生和保护电路。

论文具体地介绍了主电路、控制电路、驱动电路等各部分的设计过程,包括元器件的选取以及参数计算。

本设计中采用的芯片主要是PWM控制芯片SG3525、光电耦合芯片PC817和半桥驱动芯片IR2110。

设计过程中充分利用了SG3525的控制性能,具有较宽的可调工作频率,死区时间可调,具有输入欠电压锁定功能和双路输出电流。

标签:SG3525,开关稳压电源,PWM,升压斩波1绪论近年来,随着电力电子学的高速发展,电力供给系统也得到了很大的发展。

同时,人们对电源的要求也越来越高。

在高效率、大容量、小体积之后,对电源系统的输入功率因数和软开关技术也提出了更高的要求。

电源是给电子设备提供所需要的能量的设备,这就决定了电源在电子设备中的重要性。

电子设备要获得好的工作可靠性必须有高质量的电源,所以电子设备对电源的要求日趋增高。

相对于线性稳压电源来说,开关稳压电源的优点更能满足现代电子设备的要求。

但是,由于开关电源轻、小、薄的关键技术是高频化,开关电源的高频化就必然对传统的PWM开关技术进行创新,实现ZVS、ZCS的软开关技术已成为开关电源的主流技术,并大幅提高了开关电源的工作效率,近年来国内外的专家学者提出了众多的电路拓扑,使得软开关技术成为电力电子技术研究的热点。

因此对于现代的开关电源功率交换技术的发展趋势,可以概括为:高频化、高效率、无污染和模块化。

2开关电源概况2.1开关电源基本拓扑结构开关变换器是电能变换的核心装置。

按转换电能的种类,可把变换器分为四类:①直流变换器(DC-DC),将一种直流电能转换为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;②逆变器(DC-AC),将直流电能变为交流电能的电能变换器,是交流开关电源和不间断电源UPS的主要部件;③整流器(AC-DC),将交流电转为直流电的电能变换器;④交交变频器(AC-AC),将一种频率的交流电转换成另一种频率可变的交流电,或者将一种频率可变的交流电转变为恒定频率的交流电的电能变换器。

DC/DC变换器的设计

DC/DC变换器的设计

DC/DC变换器的设计DC/DC变换器是一种电力电子设备,用于将一个直流电源的电压转换为另一个直流电压。

它在电子设备中广泛应用,例如电气车辆、太阳能发电系统和电视机等。

DC/DC变换器的设计需要考虑以下几个方面:1.输入电压范围:根据应用需要,确定所需的输入电压范围。

这有助于选取合适的输入滤波电容和保护电路。

2.输出电压和电流:确定所需的输出电压和电流,并计算所需的功率。

这有助于确定合适的变压器、开关管和输出滤波电容。

3.开关频率:选择适当的开关频率,以平衡系统效率和元件尺寸。

通常,高开关频率可以减小元件的尺寸,但也会增加开关损耗。

4.控制策略:选择合适的控制策略,例如脉宽调制(PWM)或脉冲频率调制(PFM)。

PWM控制可实现快速响应和精确的输出电压稳定性,而PFM控制则可实现高效和高功率因素。

5.过压保护和过流保护:设计合适的过压保护和过流保护电路,以确保系统在故障情况下可靠工作。

6.效率和温度管理:优化设计,以提高系统的能量转换效率,并采取措施来控制元件的温度,以保证长期可靠性。

7.噪声和EMI控制:设计合适的滤波电路和接地布局,以降低系统的输出噪声和电磁干扰。

8.反馈控制:设计适当的反馈控制回路,以实现输出电压的稳定性和动态响应。

9.元件选型和参数计算:根据应用需求,选择适当的开关管、变压器、电感和电容,并计算它们的参数,以满足设计要求。

一般而言,DC/DC变换器的设计可以分为几个主要步骤:确定电路拓扑,选择工作模式,计算各个元件的参数,进行电路仿真和稳定性分析,制作原型并进行实验验证,最后进行性能优化和可靠性测试。

总的来说,DC/DC变换器的设计需要综合考虑输入输出电压、电流、开关频率、控制策略、保护电路、效率、温度管理、EMI控制和反馈控制等因素。

通过系统性的设计和优化,可以实现高效、稳定和可靠的DC/DC变换器。

数字控制双向半桥DC-DC变换器的设计

数字控制双向半桥DC-DC变换器的设计
由于生产技术的不断发展,电力电子技术也随之迅速发展,使得双向DC-DC变换器的应用日益广泛。尤其是软开关技术的出现,使双向DC-DC变换器不断朝着高效化、小型化、高频化和高性能化的方向发展,开关技术的应用可以降低双向DC-DC变换器的开关损耗,提高变换器的工作效率,为变换器的高频化提供可能性,从而减小变换器的体积,提高变换器的动态性能。双向DC-DC变换器在直流不停电电源系统、航空电源系统、电动汽车等车载电源系统、直流功率放大器以及蓄电池储能等场合都得到了广泛的应用。
1
1.1
随着科技和生产的发展,双向DC-DC变换器的需求逐渐增多。人们对它的研究越来越感兴趣。本章简单介绍了双向DC-DC变换器的原理和用途。针对双向DC-DC变换器的研究现状,阐明了开展双向DC-DC变换器研究的目的和意义。
1.2 双向
双向DC-DC变换器可广泛的应用于直流不停电电源系统、航天电源系统、混合电动汽车中的辅助动力供应系统、直流电机驱动系统及其它应用场合[1-3]。在这些需要能量双向流动的场合,两侧都是直流电压源或直流有源负载,它们的电压极性保持不变,希望能量双向流动,也就是电流的双向流动。这就需要双向DC-DC变换器。其结构如图1-1(a)所示,在两个直流电压源之间有一个双向DC-DC变换器,用于控制其间的能量传输[4]。I1和I2分别是V1和V2的平均输入电流。双向DC-DC变换器可以根据实际需要来控制能量的流动方向,即可以使能量从V1传输到V2(此时I1为负,而I2为正),也可以使能量从V2传输到V1(此时I1为正,而I2为负)。用通常的单向DC-DC变换器也可以实现能量的双向流动,但是这时就需要将两个单向DC-DC变换器反并联,因为通常的单向DC-DC变换器中主功率传输通路上一般都有二极管这个环节,因此能量经由变换器流动的方向只能是单向的。其结构图如图 1-1(b)所示,单向DC-DC变换器①被用来控制处理从V1到V2的能量流动,当需要能量反向流动时就使用单向DC-DC变换器②。与采用两个单向DC-DC变换器反并联来达到能量双向传输的方案相比,双向DC-DC变换器应用同一个变换器来控制能量的双向传输,使用的总体器件数目少,且可以更加快速地进行两个方向功率变换的切换。再者,在低压大电流场合,一般双向DC-DC变换器更有可能在现成的电路上使用同步整流器工作方式,有利于降低通态损耗。总之,双向DC-DC变换器具有效率高、体积小、动态性能好和成本低等优势。

双向DCDC变换器的设计与研究

双向DCDC变换器的设计与研究

双向DCDC变换器的设计与研究一、本文概述随着电力电子技术的飞速发展,双向DC-DC变换器作为一种高效、灵活的电能转换装置,在电动汽车、可再生能源系统、微电网等领域得到了广泛应用。

本文旨在全面介绍双向DC-DC变换器的设计原理、关键技术以及最新研究进展,以期为相关领域的科研人员和工程师提供有益的参考和启示。

本文将首先概述双向DC-DC变换器的基本原理和分类,包括其拓扑结构、控制方式和工作原理等。

在此基础上,重点探讨双向DC-DC 变换器的关键设计技术,如高效率转换技术、宽输入电压范围技术、快速动态响应技术等。

同时,分析双向DC-DC变换器在实际应用中面临的挑战和解决方案,如电磁干扰、热设计、可靠性等问题。

本文还将综述近年来双向DC-DC变换器的研究热点和发展趋势,包括新型拓扑结构、智能化控制策略、高效散热技术等方面的研究进展。

通过对这些研究内容的深入分析和总结,旨在为未来双向DC-DC 变换器的设计优化和应用拓展提供有益的思路和方向。

本文还将对双向DC-DC变换器的未来发展趋势进行展望,以期推动该领域的技术进步和应用发展。

二、双向DCDC变换器的基本原理与分类双向DCDC变换器是一种能量转换装置,能够在两个不同电压等级之间实现电能的双向流动。

其基本原理和分类对于深入理解和应用该变换器具有重要意义。

双向DCDC变换器的基本工作原理基于电能的转换和传递。

它通过控制开关管的通断,将输入端的直流电能转换为高频交流电能,再通过滤波电路将其转换为输出端的直流电能。

在这个过程中,变换器不仅实现了电能的电压变换,还实现了电能的双向流动。

当变换器工作于正向模式时,它从低压侧吸收电能,经过变换后向高压侧输出电能;当变换器工作于反向模式时,它从高压侧吸收电能,经过变换后向低压侧输出电能。

这种双向流动的特性使得双向DCDC变换器在能量管理、储能系统、电动汽车等领域具有广泛的应用前景。

根据不同的分类标准,双向DCDC变换器可以分为多种类型。

双向DCDC变换器设计

双向DCDC变换器设计

双向DCDC变换器设计双向直流-直流(DC-DC)变换器是一种电力电子设备,能够实现两个不同电压等效电路之间的能量转换和传输。

这种变换器常用于电池系统、节能转换系统和电网隔离系统等应用中。

本文将介绍双向DC-DC变换器的设计原理、工作原理和性能评估。

一、设计原理双向DC-DC变换器可以分为两个部分:升压变换器和降压变换器。

升压变换器将低电压输入提升为较高电压输出,而降压变换器则将高电压输入降压为较低电压输出。

这两个变换器可以通过一个可调节的开关来实现输出电压的控制。

在实际应用中,通过PWM(脉宽调制)技术来控制开关的导通时间,从而实现输出电压的调节。

二、工作原理双向DC-DC变换器的工作原理如下:1.当升压变换器开关导通时,输入电压经过电感储能,同时输出电容储能开始将能量传递到输出端。

2.当升压变换器开关断开时,储能元件的电感和电容开始释放储存的能量,使输出电压保持稳定。

3.当降压变换器开关导通时,输入电压先通过输出电容释放能量,同时电感储能元件开始储存电能。

4.当降压变换器开关断开时,储能元件释放储存的能量,实现输出电压的稳定。

三、性能评估设计双向DC-DC变换器时需要评估以下几个关键性能参数:1.效率:双向DC-DC变换器的效率主要取决于开关的损耗和传输效率。

通过合理选择开关元件和功率传输电路,可以提高变换器的效率。

2.响应时间:双向DC-DC变换器需要能够快速响应输入电压和输出负载的变化。

降低电路和控制系统的响应时间可以提高变换器的动态性能。

3.稳定性:双向DC-DC变换器需要具有良好的稳定性,以确保输出电压在不同负载条件下保持稳定。

在设计过程中应考虑噪声抑制和滤波技术。

4.安全性:在设计双向DC-DC变换器时,需要考虑过电流、过压和过温等保护功能,以防止电路损坏和事故发生。

在实际设计过程中,还需要考虑其他因素,如电路拓扑选择、元件选择、控制算法和布局布线等。

针对不同的应用需求,可能需要做出不同的设计决策。

电力电子课设-DC-DC变换器

电力电子课设-DC-DC变换器

电力电子课程设计DC-DC变换器学院:信息科学与工程学院班级:姓名:学号:指导教师:时间:目录一、引言 (1)二、设计要求与方案 (2)2.2方案确定 (2)三、主电路设计 (4)3.2工作原理 (4)3.3参数分析 (6)四、控制电路设计 (7)4.1控制电路方案选择 (7)4.2工作原理 (8)4.3控制芯片介绍以及参数确定 (8)五、驱动电路设计 (10)5.1驱动电路方案选择 (10)5.2工作原理 (11)六、保护电路设计 (11)6.1过压保护电路 (12)6.1.1主电路器件保护 (12)6.1.2负载过电压保护 (12)6.2过流保护电路 (13)七、系统仿真及结论 (13)7.1MA TLAB仿真图 (13)7.2调试与结果分析 (14)八、课程设计总结 (15)九、参考文献 (16)十、致谢 (16)十一、附图 (17)一、引言DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压,也称为直流斩波。

斩波电路主要用于电子电路的供电电源,也可拖动直流电动机或带蓄电池负载等。

BUCK变换器是开关电源基本拓扑结构中的一种,BUCK变换器又称降压变换器,是一种对输入输出电压进行降压变换的直流斩波器,即输出电压低于输入电压,由于其具有优越的变压功能,因此可以直接用于需要直接降压的地方。

本次课设立求设计出DC-DC变换器实现15V向5V的电压变换,选取的电路是IGBT降压斩波电路。

IGBT降压斩波电路就是直流斩波中最基本的一种电路,是用IGBT作为全控型器件的降压斩波电路,用于直流到直流的降压变换。

IGBT是MOSFET与双极晶体管的复合器件。

它既有MOSFET 易驱动的特点,又具有功率晶体管电压、电流容量大等优点。

其频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间,可正常工作于几十千赫兹频率范围内,故在较高频率的大、中功率应用中占据了主导地位。

所以用IGBT作为全控型器件的降压斩波电路就有了IGBT易驱动,电压、电流容量大的优点。

DCDC变换器设计总结

DCDC变换器设计总结

DCDC变换器设计总结DC-DC变换器是一种将直流电压转换为不同直流电压的电力电子装置。

它具有高效率、小体积、可靠性好等优点,在现代电子产品中得到了广泛应用。

本文主要总结了DC-DC变换器的设计过程,并对其中的几个关键要素进行了详细介绍。

首先,DC-DC变换器的设计过程可以分为以下几个步骤:1)确定输入和输出电压要求;2)选择合适的拓扑结构;3)计算元器件的参数;4)进行开关器件和传感器的选取;5)进行稳定性和效率的分析;6)进行仿真验证;7)进行电路板设计和布局;8)制造和测试。

在整个设计过程中,需要充分考虑电路的稳定性、效率、线性度和响应速度等方面的要求。

在选择拓扑结构时,可以根据输入输出电压比例和负载特性来选择。

常见的拓扑结构有降压、升压、降升压、反升压和反降压等。

每种拓扑结构具有不同的工作原理和适用范围。

例如,降压拓扑结构适用于输入电压更高、输出电压更低的情况,而升压拓扑结构则适用于输入电压更低、输出电压更高的情况。

元器件的选择和参数计算是设计过程中的关键环节。

主要的元器件包括开关器件、电感和电容。

开关器件的选择主要考虑其导通和断开的速度、导通和断开时的损耗和热耗散等因素。

电感和电容的选择主要考虑其电流和电压的承受能力、损耗和尺寸等因素。

对于开关频率较高的应用,还需要考虑元器件的电磁兼容性和热耗散问题。

稳定性和效率的分析是设计过程中需要重点考虑的问题。

稳定性主要指的是系统的输出电压和电流在负载变化或输入电压扰动下的稳定性。

效率是指输入和输出之间的能量转换效率。

在进行稳定性和效率分析时,需要考虑电路的反馈控制系统、输出滤波电感和电容的设计以及输入电压和负载的变化。

通过合理选择元器件和参数,可以提高DC-DC变换器的稳定性和效率。

最后,进行仿真验证、电路板设计和制造测试是将设计转化为实际产品的最后几个步骤。

通过仿真验证,可以验证和优化设计方案,减少实际制造过程中的错误和成本。

电路板设计和布局需要考虑信号传输的可靠性和防止电磁干扰。

BUCK型DCDC变换器电路设计

BUCK型DCDC变换器电路设计

BUCK型DCDC变换器电路设计1.原理BUCK型DC-DC变换器的原理基于一个开关和一个电感的组合。

当开关闭合时,电感中储存的能量会增加,同时输出电压会降低。

当开关打开时,电感中储存的能量会释放,输出电压会增加。

通过改变开关的周期和占空比,可以控制输出电压的稳定性。

2.基本电路设计-开关可以是MOSFET或BJT等元件,负责控制电路的开关状态。

-电感主要起到储存能量的作用,根据输出电流选择合适的电感数值,并结合开关频率选择合适的电感电流。

-二极管位于电感和负载之间,用于流动电流。

-滤波电容用于过滤输出纹波,增加稳定性。

-负载则是变换器的输出端,根据需要选择合适的负载数值。

3.性能参数选择在设计BUCK型DC-DC变换器时,需要选择合适的性能参数以确保稳定性和效率。

-输入电压范围:根据实际应用的输入电压范围选择合适的设备。

-输出电压范围:根据实际应用的输出电压需求选择合适的设备。

-开关频率:通过选择合适的开关频率,可以平衡效率和纹波。

-效率:BUCK型DC-DC变换器的效率通常在80%到95%之间,可以通过选择适当的部件来提高效率。

-纹波电压:根据应用需求,选择适当的滤波电容和电感来减小输出电压纹波。

4.工作原理当输入电压施加到BUCK型DC-DC变换器的输入端时,开关关闭,电感将储存能量。

当开关打开时,电感释放能量到负载,从而提供稳定的输出电压。

通过改变开关的占空比,可以控制输出电压的稳定性。

5.效率和效果综上所述,BUCK型DC-DC变换器是一种常见的降压型电源变换器,通过开关和电感的组合实现输出电压的稳定降低。

在设计过程中,需要注意选择合适的元件和参数以满足应用需求。

同时,合理的电路布局和工艺选择,也对BUCK型DC-DC变换器的性能和效果有重要影响。

六个技巧,搞定DCDC转换器电路设计(优选.)

六个技巧,搞定DCDC转换器电路设计(优选.)

最新文件---------------- 仅供参考--------------------已改成-----------word文本 --------------------- 方便更改六个技巧,搞定DC/DC转换器电路设计一、正确理解DC/DC转换器DC/DC转换器为转变输入电压后有效输出固定电压的电压转换器。

DC/DC 转换器分为三类:升压型DC/DC转换器、降压型DC/DC转换器以及升降压型DC/DC转换器。

根据需求可采用三类控制。

PWM控制型效率高并具有良好的输出电压纹波和噪声。

PFM控制型即使长时间使用,尤其小负载时具有耗电小的优点。

PWM/PFM转换型小负载时实行PFM控制,且在重负载时自动转换到PWM控制。

目前DC-DC转换器广泛应用于手机、MP3、数码相机、便携式媒体播放器等产品中。

在电路类型分类上属于斩波电路。

二、DC/DC转换器电路设计原理DC-DC就是直流-直流变换,一般有升压(BOOST)、降压(BUCK型)两种。

降压式DC/DC变换器的输出电流较大,多为数百毫安至几安,因此适用于输出电流较大的场合。

降压式DC/DC变换器基本工作原理电路如下图所示。

VT1为开关管,当VT1导通时,输入电压Vi通过电感L1向负载RL供电,与此同时也向电容C2充电。

在这个过程中,电容C2及电感L1中储存能量。

当VT1截止时,由储存在电感L1中的能量继续向 RL供电,当输出电压要下降时,电容C2中的能量也向RL放电,维持输出电压不变。

二极管VD1为续流二极管,以便构成电路回路。

输出的电压Vo经R1和 R2组成的分压器分压,把输出电压的信号反馈至控制电路,由控制电路来控制开关管的导通及截止时间,使输出电压保持不变。

DC/DC变换器基本工作原理图三、DC-DC电路设计要考虑以下条件:1.外部输入电源电压的范围,输出电流的大小。

2. DC-DC输出的电压,电流,系统的功率最大值。

四、选择PWM IC要考虑的要点有:1. PWM IC的最大输入电压。

电动汽车DCDC变换器的设计【毕业作品】

电动汽车DCDC变换器的设计【毕业作品】

BI YE SHE JI(20 届)电动汽车DC/DC变换器的设计所在学院专业班级自动化学生姓名学号指导教师职称完成日期年月摘要电动汽车DC/ DC变换器是现代电力电子设备不可或缺的组成部分,其质量的优劣直接影响子设备性能,其体积的大小也直接影响到电子设备整体的体积。

本设计根据设计任务进行了方案设计,设计了相应的硬件电路,研制了半桥开关电源。

整个系统包括主电路、控制电路和反馈电路三部分内容。

系统主电路包括单相输入整流、半桥式逆变、高频交流输出、输出整流、输出滤波几部分。

控制电路包括主电路开关管控制脉冲的产生和保护电路。

论文具体地介绍了主电路、控制电路、驱动电路等各部分的设计及实验过程,包括元器件的选取以及参数计算。

本设计中采用的芯片主要是PWM控制芯片SG3525A。

设计过程中程充分利用了SG3525A的控制性能,具有宽的可调工作频率,死区时间可调,具有输入欠电压锁定功能和双路输出电流。

关键词:直流变换器;SG3525;高频变压器;MOSFETIAbstractElectric vehicle DC/ DC converter is a modern power electronic equipment indispensable component, its quality has a direct influence on equipment performance, its size will directly affect the whole volume of electronic equipment. According to the design of design tasks for the design, designs the corresponding hardware circuit, a half-bridge switching power supply development. The whole system consists of main circuit, control circuit and feedback circuit three parts. System main circuit comprises a single-phase input rectifier, half-bridge inverter, high frequency AC output, output rectifier, output filter sections. The control circuit comprises a main circuit switch tube to control the pulse generation and protection circuit. This paper introduces the main circuit, control circuit, driving circuit and other parts of the design and the experimental process, including the selection of components and parameters calculation. The design of the chip is mainly PWM control chip SG3525A. The design process of medium-range makes full use of SG3525A control performance, wide adjustable frequency, adjustable dead time, with input under-voltage locking function and dual output current.Key words: DC / DC converter; SG3525; high-frequency transformer; MOSFETII目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (III)第一章绪论 (1)1.1课题选择的背景及意义 (1)1.2电动汽车DC/DC变换器的发展概况 (2)1.3本文所研究的课题内容 (3)第二章电动汽车DC/DC变换器的原理 (4)2.1电动汽车DC/DC变换器控制系统概述 (4)2.2电动汽车DC/DC变换器的基本结构 (4)2.3 MOSFET基本原理 (5)2.4 PWM调制技术 (6)2.5高频变压器的原理介绍 (7)第三章电动汽车DC/DC变换器主电路的设计 (9)3.1 半桥电路的结构与工作过程 (9)3.2 主要功率器件的选型 (12)3.2.1 MOSFET参数的确定 (12)3.2.2 自举电容的选取 (13)3.3高频变压器设计 (14)3.4 输出整流回路的设计 (16)3.4.1 输出整流回路的结构 (16)3.4.2 快恢复二极管的选择 (16)3.4.3 滤波电感的选择 (18)3.4.4 滤波电容的选择 (18)第四章.DC-DC变换器控制电路的设计 (20)III4.1 PWM控制芯片SG3525功能简介 (20)4.1.1 SG3525引脚功能及特点简介 (20)4.1.2 SG3525的工作原理 (23)4.2电动汽车DC/DC变换器反馈电路的设计 (27)4.2.1 输出电压反馈电路 (27)4.2.2 过压保护电路的设计 (28)4.2.3 输出限流电路 (29)总结 (31)参考文献 (33)致谢 (34)IV第一章绪论1.1课题选择的背景及意义DC/DC变换器是燃料电池电动汽车的重要组成部分,它的研制直接关系到燃料电池电动汽车的稳定与性能。

基于单片机控制的DC-DC变换器的设计

基于单片机控制的DC-DC变换器的设计

基于单片机控制的DC-DC变换器的设计目录第一章绪论 (1)1.1系统背景 (1)1.1.1 .................................................................... 绿色节能型开关电源11.1.2 ................................................................. 智能化数字电源 11.1.3 ................................................................. 可编程开关电源 21.2电源技术的发展与方向 (2)1.2.1 .................................................................... 线性电源和开关电源21.2.2 .................................................................... 电源技术的发展方向31.2.3 ............................................................................. 开关电源的市场前景和研究现状. (4)第二章系统的总体设计 (5)2.1方案论证 (5)2.1.1 .................................................................... D C-DC主回路拓扑结构52.1.2 .................................................................... 控制方法及实现方案62.2主体思路 (6)2.3软件设计思路 (8)2.3.1 .................................................................... 软件系统的逻辑控制92.3.2 .............................................................. 软件系统的结构92.4软件设计部分概述 (9)2.4.1程序设计方法 (10)2.4.2 .............................................................. 软件设计步骤10第三章系统硬件设计 (11)3.1隔离式高频开关电源 (11)3.2输入电路设计 (12)3.2.1 .............................................................. 电压整流技术123.2.2 .............................................................. 输入滤波电容123.2.3 ................................................................. 输入浪涌保护器件133.2.4 ................................................................. 输入尖峰电压保护14 I3.3功率变换电路设计 (14)3.3.1 .................................................................... 隔离全桥推挽变换电路143.3.2 ....................................................................................... 推挽式变压器开关电源储能滤波电感参数的计算 (16)3.3.3 ........................................................... 磁芯的选择193.3.4 ............................................................................ 计算脉冲信号的最大占空比Dmax .. (19)3.3.5 .................................................................... 计算一次绕组的电感量LI 203.3.6 .................................................................... 确定一次绕组的匝数N1 203.3.7 ................................................................................. 确定自馈绕组N2和二次绕组N3 的匝数. (20)3.3.8 ........................................................... 计算空气隙? 213.3.9 .............................................................. 设计注意事项213.4功率管MOSFET及其驱动 (21)3.4.1 .............................................................. 功率管MOSFET 213.4.2 ........................................................... 驱动电路233.4.3 .............................................................. 死区时间的设计273.5输出电路设计 (28)3.5.1 ................................................................. PWM 滤波电路设计283.5.2 ................................................................. 检测保护电路设计303.6PWM 控制电路 (31)3.6.1 ................................................................. TL494的结构和性能313.6.2 .................................................................................. 输出电压直接分压作为误差放大器的输入.. (34)3.7单片机控制模块 (35)3.7.1 ...................................................................... C8051F350系列单片机特点 . (35)3.7.3 ................................................................. STC12C5616AD特点373.7.4 ................................................................. STC12C5616AD应用373.7.6 可调式精密并联稳压器TL431 (39)3.7.7 ................................................................... 单片机双机串行通信403.8 人机交换模块 (41)3.8.1 ................................................................. 编码电位器输入模块413.8.2 ................................................................... LED显示器的显示方式42 II3.8.3 ................................................................... 数码管显示电路原理423.8.3 ................................................................. 74HC595芯片性能42第五章系统调试 (43)4.1系统调试 (43)4.1.1 ................................................................... 系统调试的一般步骤44第六章总结与建议 (46)结束语 (47)致谢 (49)附录1 部分程序代码 (50)附录2 硬件附图 (57)III第一章绪论1.1系统背景开关电源已有几十年的发展历史。

DC-DC直流变换器的设计

DC-DC直流变换器的设计

TL494是一种固定频率脉宽调制电路,它包含了开关电源控制所需的全部功能,广泛应用于单端正激双管式、半桥式、全桥式开关电源。

TL494有SO-16和PDIP-16两种封装形式,以适应不同场合的要求。

其主要特性如下:(1)主要特征集成了全部的脉宽调制电路。

片内置线性锯齿波振荡器,外置振荡元件仅两个(一个电阻和一个电容)。

内置误差放大器。

内止5V参考基准电压源。

可调整死区时间。

内置功率晶体管可提供500mA的驱动能力。

推或拉两种输出方式。

(2)TL494外观图和引脚图DC/DC变换器的控制电路控制电路中的元器件列表如下:器件数量备注Tip32A 1tip32c也行,封装同7805 TL494 1dip-16封装双列直插式MR850 1频率响应达40KHz,额定电流2A的二极管即可电解电容50uF,50V1电解电容500uF,10V1电解电容50uF,10V1电感1。

0mH,2A1频率响应40KHz,实在没有用普通电感47Ω1功率1W150Ω2功率1W5。

1KΩ3150Ω147KΩ10。

1Ω11。

0MΩ1普通电容0。

001uF1普通电容0。

1uF116脚底座1小散热片1最小的即可,配相应的螺丝母固定细导线60cm。

通用实验板12cm*8cmTL494内部结构图TL494的极限参数名称代号极限值单位工作电压Vcc 42 V集电极输出电压V c1,V c242 V集电极输出电流I c1,I c2500 mA放大器输入电压范围V IR-0。

V3V—+42功耗P D1000 mW 热阻RθJA80 ℃/W 工作结温T J125 ℃工作环境温度TL494BTL494C TL494INCV494B T A-40—+1250—+70-40—+85-40—+125℃额定环境温度T A40 ℃工作原理TL494是一个固定频率的脉冲宽度调制电路,内置了线性锯齿波振荡器,振荡频率可通过外部的一个电阻和一个电容进行调节,其振荡频率如下:输出脉冲的宽度是通过电容CT上的正极性锯齿波电压与另外两个控制信号进行比较来实现。

DCDC变换器的设计方案

DCDC变换器的设计方案

DCDC变换器的设计方案DC-DC变换器是一种将直流电压转换成不同电压级别的直流电压的电子装置。

它是许多电子设备中不可或缺的一部分,其设计方案非常重要。

下面将介绍一种基本的DC-DC变换器设计方案。

首先,设计者需要明确变换器的目标和需求。

例如,确定输入电压范围、输出电压范围、输出电流要求和效率要求等。

这些指标将帮助确定所需的拓扑结构和器件选择。

接下来是选择合适的拓扑结构。

常见的DC-DC变换器拓扑包括降压和升压拓扑,如降压型Buck变换器、升压型Boost变换器和升降压型Buck-Boost变换器等。

根据具体的需求选择合适的拓扑结构。

然后,选择合适的主控元件。

主控元件通常是功率MOSFET或功率BJT晶体管。

它需要能够处理所需的输入电压和输出电流,并能够实现所需的开关频率。

同时,选择合适的主控元件还需要考虑其开关损耗和导通损耗,以提高效率。

在接下来的设计过程中,需要选择合适的输出滤波元件,以滤除开关电压的高频噪声并提供稳定的输出电压。

常见的输出滤波元件包括电感和滤波电容。

合理选择滤波元件的参数可以减小输出电压的纹波和提高稳定性。

此外,设计中还需要考虑保护电路。

保护电路可以防止过电流、过温和短路等故障情况的发生。

这些保护机制通常包括过电流保护、过温保护和短路保护。

最后,设计者需要进行仿真和测试。

使用专业的电子电路仿真软件可以模拟电路性能,包括输入输出电压、电流波形和效率等。

在仿真过程中,设计者可以优化电路参数以满足要求。

完成仿真后,需要进行测试以验证设计的正确性和可靠性。

总之,DC-DC变换器的设计方案需要明确目标和需求,选择合适的拓扑结构和主控元件,设计适当的输出滤波元件和保护电路,并经过仿真和测试验证其性能。

合理的设计方案可以实现高效、稳定和可靠的DC-DC变换器。

DC电源转换方案设计

DC电源转换方案设计

DC/DC电源转换方案设计搞嵌入式的工程师们往往把单片机、ARM、DSP、FPGA搞的得心应手,而一旦进行系统设计,到了给电源系统供电,虽然也能让其精心设计的程序运行起来,但对于新手来说,有时可能效率低下,往往还有供电电流不足或过大引起这样那样的问题,本文十大金律轻松搞定DCDC电源转换电路设计。

第一条、搞懂DC/DC电源怎么回事DC/DC电源电路又称为DC/DC转换电路,其主要功能就是进行输入输出电压转换。

一般我们把输入电源电压在72V以内的电压变换过程称为DC/DC转换。

常见的电源主要分为车载与通讯系列和通用工业与消费系列,前者的使用的电压一般为48V、36V、24V等,后者使用的电源电压一般在24V以下。

不同应用领域规律不同,如PC中常用的是12V、5V、3.3V,模拟电路电源常用5V 15V,数字电路常用3.3V等,现在的FPGA、DSP还用2V以下的电压,诸如1.8V、1.5V、1.2V等。

在通信系统中也称二次电源,它是由一次电源或直流电池组提供一个直流输入电压,经DC/DC变换以后在输出端获一个或几个直流电压。

第二条、需要知道的DC/DC转换电路分类DC/DC转换电路主要分为以下三大类:①稳压管稳压电路。

②线性(模拟)稳压电路。

③开关型稳压电路第三条、最简单的稳压管电路设计方案稳压管稳压电路电路结构简单,但是带负载能力差,输出功率小,一般只为芯片提供基准电压,不做电源使用。

比较常用的是并联型稳压电路,其电路简图如图(1)所示,选择稳压管时一般可按下述式子估算:(1)Uz=Vout;(2)Izmax=(1.5-3)ILmax (3)Vin=(2-3)Vout 这种电路结构简单,可以抑制输入电压的扰动,但由于受到稳压管最大工作电流限制,同时输出电压又不能任意调节,因此该电路适应于输出电压不需调节,负载电流小,要求不高的场合,该电路常用作对供电电压要求不高的芯片供电。

第四条、基准电压源芯片稳压电路稳压电路的另一种形式,有些芯片对供电电压要求比较高,例如AD DA芯片的基准电压等,这时常用的一些电压基准芯片如TL431、MC1403 ,REF02等。

  1. 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. 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. 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)。

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、输入电压错误!未找到引用源。

=220VDC,输出电压错误!未找到引用源。

=600VDC。

2、输出额定电流错误!未找到引用源。

=2.5A,最大输出电流错误!未找到引用源。

=3A。

3、当输入错误!未找到引用源。

在小范围内变化时,电压调整率SV≤2%(在错误!未找到引用源。

=2.5A时)。

4、当错误!未找到引用源。

在小范围你变化时,负载调整率SI≤5%(在错误!未找到引用源。

=220VDC时)。

5、要求该变换器的在满载时的效率η≥90%。

6、输出噪声纹波电压峰-峰值错误!未找到引用源。

≤1V(在错误!未找到引用源。

=220VDC,错误!未找到引用源。

=600VDC,错误!未找到引用源。

=2.5A条件下)。

7、要求该变换器具有过流保护功能,动作电流错误!未找到引用源。

设定在3A。

8、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图1 DC-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模拟出的升压式DC-DC 变换器的主电路图。

其中开关变换电路主要由绝缘栅双极型晶体管IGBT、储能电容C和RC 放电电路组成;高频变压器电路由一个工作频率为20KHz的升压变压器和一个隔直电容组成;整流电路部分采用桥式整流的设计方案,由四个快速恢复二极管构成,实现将逆变产生的纹波电流变换为直流方波电流;输出滤波电路采用LC滤波电路的设计方案。

电路的工作原理是:直流电压错误!未找到引用源。

经过Q1~Q4 组成的全桥开关变换电路,在高频变压器初级得到高频交流方波电压,经变压器降压,再全波整流变换成直流方波,最后通过电感L、电容C组成的滤波器,在R上得到平直的直流电压。

全桥直流变换器由全桥逆变器、高频变压器和输出整流、滤波电路组成,也属于直流-交流-直流变换器。

当控制信号错误!未找到引用源。

为高电平时,开关管Q1/Q4导通,开关管Q2/Q3截止;当控制信号错误!未找到引用源。

为低电平时,开关管Q1/Q4截止,开关管Q2/Q3导通一正一负,相间交替,实现了将直流电流逆变为锯齿纹波的功能。

3、DC-DC变换器稳压原理通过输出电压的关系式可以看出,在输入电压或负载变化,要保证输出电压保持稳定时,可以采用两种方案。

第一可以维持开关管的截止时间TOFF不变,通过改变脉冲的频率f来维持输出电压错误!未找到引用源。

的稳定,这便是脉冲频率调制(PFM)控制方式DC-DC 变换器;第二可以保持脉冲的周期T不变,通过改变开关管的导通时间TON,即脉冲的占空比q,以实现输出电压的稳定,这就是脉宽调制(PWM)控制方式DC-DC变换器。

由于目前已经有各种型号的集成PWM控制器,所以DC-DC变换器普遍采用PWM控制方式。

图2 DC-DC 稳压电路的组成图3是DC-DC升压稳压变换器的原理图,它主要有采样电路、控制电路(比较放大、误差放大)、驱动电路组成。

其稳压原理是:假如输入电压错误!未找到引用源。

增大,则通过采样电阻将输出电压的变化(增大),采样和基准电压相比较通过比较放大器输出信号去控制控制电路输出脉冲占空比q的变化(减小),结果可使输出电压保持稳定。

反之,当输入电压错误!未找到引用源。

减小时,PWM控制器输出脉冲占空比q也自动变化(增大),输出电压仍能稳定。

三、主要单元电路设计1、DC-DC变换器主电路设计该升压电路结构选择图1所示的电路。

该变换电路设计主要是确定关键元件:输出滤波电容C、电感L、开关管IGBT和二极管D。

(1)输入滤波电容的选择输入滤波电容错误!未找到引用源。

是电解电容,主要是滤除低频波,平滑直流输出电压,减小其脉动,通常电容错误!未找到引用源。

的电容值是从控制纹波的角度考虑的,但是直流220V的蓄电池输入无法确定其纹波,我们现在假设其是经过三相交流桥式整流得到的DC220V电压。

图(3.1)MATLAB仿真图图(3.2)MATLAB仿真波形因为经过电容滤波之后,电压会升高,所以把整流后的有效直流电压设置为低于220V。

本设计从能量的角度估算电容值,在电压脉动的过程中,电容不断的充电和放电。

滤波的电容的输出即为后续电路的电源。

在电压变化过程中电容吸收的能量为:为了保证即使在最低输入电压时,也能保证额定的输出功率,根据能量守恒定律,在半周期内输出的能量等于电容从谷点电压充电到峰值电压储存的能量。

最低输入电压:错误!未找到引用源。

峰值电压:错误!未找到引用源。

谷点电压:错误!未找到引用源。

效率:η(假设效率为90%)三相整流后的脉动频率为3f每个周期中输入滤波电容提供的能量为:J J P f P T W in in 1.119.0105.150313130=⨯⨯⨯=•=•=η 每半个周期中输入滤波电容提供的能量为:2in W 于是得 ()2min 2min 0212in pk in U U W C -= 则:uF U U W C in pk in 35.8431972281.11222min 2min 0=--= 这样计算出来看似很大,其实不然,从另一个方面说,220V 蓄电池的输出电压也不可能是这样脉动的,所以这个电解电容的选取要使用经验值。

我们结合电路设计的参数要求和现在市场中生产厂家所生产的有极性电解电容型号,最终选择使用两个450V/470μF 的电解电容并联来滤除输入电源中的低频波。

由于电解电容无法吸收加在其两端的高频分量,所以还要在输入直流端并联上无极性的陶瓷电容,0.3~0.5uF.陶瓷电容有体积小,容量大、耐热性好、价格低等优点。

(2)输出滤波储能电感设计由上图可知流过电感的电流波形图如下图所示当负载电流减少,直到负载电流减小到()12min 021I I I I -== 此时电流波形图如下:斜波电流的最低点正好降到零,在这个最低点处,电感电流为零,储能为零。

如果负载电流进一步减小,电感将进入不连续工作状态,电压和电流的波形,以及闭环传递函数将发生较大变化。

于是们在输出端加上一个“死负载”,让输出端的电流始终保持0I >(m in)o I 保证其使电路在期望的负载电流范围内工作与连续模式。

同时,电感的选择应保证直流输出电流为最小规定电流时,电感电流也保持连续。

通常最小规定电流约为额定负载电流的10%。

由上图可知,电感电流斜波为:12I I dI -=因为当直流电流等于电感电流斜波峰—峰值一半时,进入不连续工作模式,则21.0120(min)0I I I I -==对于电感:dt di Lu = →Ludi di = 所以 LT U U L T U dI on on L )(01-== 其中on T 为产生一个脉冲电压时开关管的开通时间由图可知,对于全桥变换器2T T on <,当dc U 最小时,使1U 最小时on T 不需要大于28.0T 就可以输出所需的0U 而 TT U U on 210= 则 102U T U T on =于是 (min)10(min)228.0U T U T T on == (假设0(min)125.1U U =)带入得()()(min)00001228.025.1I L T U U L T U U dI on =•-=-=整理为 (min)0005.0I T U L = 1U如果假定最小电流为额定电流的1/20则有mH H I T U L o12600105.11050600360=⨯⨯⨯==- 计算电感量为12mH ,实际选择20m H/5A 的电感。

电感自己绕制。

设计电感参数:直流电流:16.67A,交流电流:A I I 125.02010==∆ 纹波频率:20KHz需设计电感量:L=20mH铁芯材质:硅钢片叠片铁芯形式:C 型温升:25度(3)输出滤波电容设计输出滤波电容错误!未找到引用源。

的选择满足一些特性,错误!未找到引用源。

并非理想电容,它可等效为寄生电阻错误!未找到引用源。

和电感错误!未找到引用源。

与其理想纯电容错误!未找到引用源。

的串联。

错误!未找到引用源。

称为等效串联内阻,错误!未找到引用源。

称为等效串联电感。

一般的,如果考虑串联扼流圈错误!未找到引用源。

的纹波电流幅值,我们总希望这个纹波电流的大部分分量流入输出电容错误!未找到引用源。

,因此输出电压的纹波由输出滤波电容错误!未找到引用源。

、等效串联电阻错误!未找到引用源。

和等效串联电感错误!未找到引用源。

决定。

对于低频(低于500KHz )纹波电流,错误!未找到引用源。

可以忽略,输出纹波主要由错误!未找到引用源。

和错误!未找到引用源。

决定。

错误!未找到引用源。

是大电解电容,因此在开关频率处,由错误!未找到引用源。

产生的纹波电压分量小于由错误!未找到引用源。

产生的纹波电压分量。

因此在中频段,输出纹波接近等于错误!未找到引用源。

的交流纹波电流乘以错误!未找到引用源。

有两个分别由错误!未找到引用源。

和错误!未找到引用源。

决定的纹波分量,由错误!未找到引用源。

决定的纹波分量与电感斜波峰—峰值(错误!未找到引用源。

-错误!未找到引用源。

)成正比,而由错误!未找到引用源。

决定的纹波分量与流过错误!未找到引用源。

电流的积分成正比。

为了估算这些纹波分量并选择电容,必须知道错误!未找到引用源。

的值,而电容厂家很少直接给出该值。

但从一些厂家的产品目录可以知道,对很大范围内不同电压等级不同容值的常用铝电解电容,其错误!未找到引用源。

的值近似为F Ω⨯-61080~50。

(3) 开关管的选择开关管VT 在电路中承受的最大电压是U0,考虑到输入电压波动和电感的反峰尖刺电压的影响,所以开关管的最大电压应满足>1.1×1.2U0。

相关文档
最新文档