DC-DC变换电路原理
DCDC转换器工作原理及用途
DCDC转换器工作原理及用途
DC-DC转换器,即直流-直流转换器,是一种将直流电源转换为不同电压或电流的电子设备。
其主要工作原理是通过改变输入端电压的波形、频率、极性和振幅,然后将这些改变应用到输出端,从而实现对电源电压的转换。
DC-DC转换器的工作原理如下:
1.输入端电源进行整流,将交流电转换为直流电。
2.通过谐振电容和电感元件构成一个振荡电路,产生高频振荡信号。
3.将高频振荡信号输入到变压器变压器中,通过变换器将输入端电压进行变换,然后输出到输出端。
4.输出端通过后级电路进行输出过滤,以获得所需要的电压或电流。
DC-DC转换器的用途广泛,以下为几个主要的应用领域:
1.电子设备:用于手机、平板电脑、笔记本电脑等电子产品的电源管理,将电池或外部电源的电压转换为所需的电压供应给电子设备。
2.电力系统:用于电力系统的直流输电、直流-交流逆变、直流-直流变换等。
3.汽车电子:用于汽车电子系统中的电源管理、电动车辆的能量转换和储存等。
4.太阳能电源系统:用于太阳能光伏电池组的能量转换和储存,将太阳能电池的直流电转换为交流电或其他所需的电压和电流。
5.工业控制与自动化:用于工业控制设备的电源管理,提供稳定的工
作电压或电流。
6.通信设备:用于通信基站、无线设备、卫星通信等设备的电源管理,提供所需的电压和电流。
总结:DC-DC转换器是一种能够将直流电源转换为不同电压或电流的
电子设备,其工作原理是通过改变输入端电压的波形、频率、极性和振幅,然后将这些改变应用到输出端。
它在电子设备、电力系统、汽车电子、太
阳能电源系统、工业控制与自动化、通信设备等领域有着广泛的应用。
DC-DC变换电路原理
t
或:(US Uo ) * ton (Uo ) * tcon 0
uC
iL
Uo
ton
ton tcon
US
iM t
iC
注意:tcon与电路参数、ton有关
t
5 主要数量关系—电感电流断续情形
(1)平均输出电压Uo
uG ton toff
Uo
ton
ton tcon
US
t
uL
tcon
记
D1
ton TS
e(t) 20
e(t)
10
d(t)
5
t
t
t
t
0.2
0.2
0.1
形状不同而冲量相同的各种窄脉冲
冲量=窄脉冲面积
冲量相同的各种窄脉冲的响应波形 (d)
(c)
i(t)
(b)
e(t)
L
R
(a)
实验电路
冲量=1 i(t)=?
e(t)
5
0.2 (a)
e(t)
10
t
t
0.2
(b)
e(t) 20
t
0.1 (c)
e(t)
d(t)
t
(d)
1.面积等效原理
比较RL电路对冲量相同而形状不同窄脉冲的 响应波形可知,输出波形大致相同 进一步说,响应波形的低频成份基本相同。
上述原理可以称为面积等效原理。根据该原理, 将平均值为up的一系列幅值相等而宽度不相等 的脉冲加到包含惯性环节的负载上,将与施加 幅值为up的恒定直流电压所得结果基本相同, 这样一来就可用一列脉冲波形代替直流波形。
3.1 直流PWM控制技术基础
3.1.1 直流变换的基本原理及PWM概念
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。
dcdc转换器原理
dcdc转换器原理DC-DC转换器是一种将一种直流电压转换成另一种直流电压的电子装置。
它通常由一个开关电路和一个储能电感组成,可以将高电压的直流电转化为低电压的直流电,也可以将低电压的直流电转化为高电压的直流电,具有普遍的应用。
下面,我们将从DC-DC转换器的原理出发来讲述它的工作原理和具体的实现过程。
1. PWM控制DC-DC转换器是通过PWM控制来实现的。
PWM控制是指记录一个给定周期内的占空比,然后依据这个占空比来控制输出电压的平均值。
2. 基本电路DC-DC转换器基本电路图由开关、储能电感、输出滤波电容等器件组成。
而在使用中,开关也就成了MOS管。
3. 工作方式DC-DC转换器根据开关的切换频率,分为脉冲模式和连续模式。
a. 脉冲模式在脉冲模式下,当MOS管开启时,电感中的电流逐渐增加,储能到电感中。
当MOS管关闭时,这个电流将绕过回路,去激励输出负载。
b. 连续模式当MOS管开启时间足够长时,电流是连续的。
如果调整开启时间短,就达到了脉冲模式。
在连续模式下,开关频率越高,输出电压的纹波越小。
4. 输出电压输出电压的大小,与开关时的时间和一定电感与负载的比例有关。
我们可以通过精确定义PWM信号来控制输出电压的稳定性。
5. 应用DC-DC转换器是用来处理不同电压方案的一种有效方法。
在很多应用中,例如车载电子、手机、笔记本,都有DC-DC转换器的应用。
总之,DC-DC转换器通过控制开关来实现电压升降的目的,直接作用对象是输入和输出电压,为其他电器和代替传统的线性稳压技术提供了先进的电源解决方案。
dc-dc变换电路原理及应用入门
文章标题:深入理解DC-DC变换电路原理及应用入门DC-DC变换电路是一种将直流电源转换为不同电压或电流输出的电子电路。
它在现代电子设备中应用广泛,包括手机、笔记本电脑、电动车和太阳能系统等。
本文将全面探讨DC-DC变换电路的原理及应用入门,以便读者更深入地理解和掌握这一重要的电子技术。
1. 什么是DC-DC变换电路?DC-DC变换电路是一种能够将直流电源转换为不同电压或电流输出的电路。
它可以实现直流电源的升压、降压、反向输出以及变换电流等功能。
在电子设备中,由于不同的电路和元件需要不同的工作电压和电流,DC-DC变换电路成为了必不可少的部分。
2. DC-DC变换电路的原理及工作方式DC-DC变换电路的原理基于电感和电容的储能特性,通过控制开关管的导通和截止,将输入电源以脉冲的形式加到电感上,再通过电容滤波获得稳定的输出电压。
根据不同的控制方式和拓扑结构,DC-DC变换电路可以分为多种类型,包括Buck、Boost、Buck-Boost、Cuk等。
每种类型都有其特定的工作方式和应用场景。
3. DC-DC变换电路的应用DC-DC变换电路在电子设备中有着丰富的应用场景,比如手机充电器中常用的Boost变换器、笔记本电脑电池管理系统中的Buck变换器、以及电动车和太阳能系统中的Buck-Boost变换器等。
通过合理选择和设计DC-DC变换电路,可以实现高效能的功率转换和电源管理。
4. 个人观点及总结通过本文的讲解,相信读者已经对DC-DC变换电路的原理及应用有了一定的了解。
在今后的学习和工作中,对于电子技术方面的研究和应用,深入掌握DC-DC变换电路的知识将会大有裨益。
希望读者能在实践中不断积累经验,尝试设计和应用更加复杂和高效的DC-DC变换电路,为电子技术的发展和应用做出更大的贡献。
总结来看,文章详细解释了DC-DC变换电路的原理及应用入门,帮助读者从零开始全面理解这一重要的电子技术。
对于想要深入研究和应用DC-DC变换电路的人来说,这篇文章将是一份有价值的指南和参考。
dcdc降压电路工作原理
dcdc降压电路工作原理
dc/dc降压转换电路是一种将输入的直流电压,通过不同的电路
元件,转换成比输入电压低的直流电压的电路装置。
其中主要电路元
件有变压器、晶振、MOSFET(可控硅)等几种,组成dc/dc降压转换
电路。
dc/dc降压转换电路的工作原理如下:其首先将输入的直流电压
通过变压器以频率变化的形式进行变换,形成高频交流电压,该交流
电压输入晶振内部进行振荡,从而生成一组幅值相同,但频率反复变
化的直流电压,该“仿直流”信号可以经过MOSFET(可控硅)放大增益,输出相应额定电压的电压。
此外,dc/dc降压转换电路可根据用户的特殊要求,进行一定的
电路改变,以输出一种比较低的直流电压,而且由于该电路不需要离
子源,可以免除诸如电池等电源相关的烦恼,大大的方便用户的使用。
总的来说,dc/dc降压转换电路是一种比较简单可靠的转换电路,也不需要太多的控制,可根据特殊要求需求,调试出所需直流电压输出,因此,该电路深受实际应用中的众多用户的青睐。
DCDC电路原理
dcdc电路:
DC-DC是英语直流变直流
精心整理
升压变换器:将低电压变换为高电压的电路。
降压升压等功能同时存在。
精心整理
DC-DC变换器的基本电路
励
磁,电感增加的磁通为:
精心整理
(Vi-Vo)*Ton。
空比D<1,所以Vi>Vo,实
精心整理
现降压功能。
升压变换器原理图如图2所
精心整理
示,当开关闭合时,输入电压加在电感上,此时电感由
当开关闭合与开关断开的状
精心整理
态达到平衡时,(Vi)*Ton=(Vo- Vi)*Toff,由于占空
图
2 升压变换器原理图
精心整理
升降压变换器、入出极性相反原理如图3, 当开关闭合
的磁通,(Vi)*Ton=(Vo)
精心整理
*Toff,根据Ton比Toff值不同,可能Vi< Vo,也可能
精心整理。
DC-DC_电路设计(现代电路理论)
U0 t L0
I L (0)
U
t
d
, i L
U
L
储能 (1) 0 DT (2)
当 t [DT ,T ] 时,
iL (t)
IL
U0 L0
(t
DT
), t
, C和L
放能
(3)
当
t
T
时, i L
(t)
达到最小值
IL
由于电路达到了稳态, I L I L (0)
IL
IL
U0 L0
(T
DT )
(4)
8
U U
The energy
L
in DC
source
C
Load
Mode2:DT<t<T, T is off, D is on,the current iL decrease, the
equivalent circuit
The energy
Load
in L
C
20
2.电流增益
A I
根据无耗网络的定义:
P P U I U I
D 0
d
输入功率 电流
输出电流
10
5.输出电压纹波分析
当 C0 ,U0 const, 但 Co 为有限值
i i I 负载电流
L
C
0
i i I
C
L
0
电感电流 电容电流
情况1:
i I ,i 0,
L
0C
C充电
情况2: iL I0 ,iC 0, C放电
11
当 t [1 DT , DT (1 D) T ] 时,电容充电,其电荷量为Q
(t DT )
dc dc 工作原理
dc dc 工作原理DC-DC转换器是一种电力转换装置,其工作原理基于直流电流的转换和稳压。
DC代表直流(Direct Current),DC-DC转换器的作用是将输入的直流电压转换成所需的输出直流电压。
DC-DC转换器的工作原理可以简单地描述为以下几个步骤:输入直流电压经过输入滤波电路进行滤波和稳压,然后经过开关电源进行电能转换,最后经过输出滤波电路得到稳定的输出直流电压。
输入直流电压通过输入滤波电路进行滤波和稳压。
输入滤波电路主要由电容和电感组成,通过对输入电压进行滤波和稳压,去除电压中的纹波和噪声,保证后续电路的稳定工作。
然后,经过开关电源进行电能转换。
开关电源是DC-DC转换器的核心部件,它通过控制开关管的导通和截止来实现直流电压的转换。
开关电源主要由开关管、控制电路和变压器组成。
当开关管导通时,输入电压通过变压器传递给输出端;当开关管截止时,变压器的能量储存在电感中,输出端的电流由电感提供。
通过控制开关管的导通和截止时间,可以调节输出电压的大小和稳定性。
经过输出滤波电路得到稳定的输出直流电压。
输出滤波电路与输入滤波电路类似,主要由电容和电感组成,通过对输出电压进行滤波和稳压,进一步减小输出电压中的纹波和噪声,使输出电压更加稳定。
除了以上的基本原理,DC-DC转换器还有一些特殊的工作方式,如降压、升压、降升压等。
降压转换器通过降低输入电压来获得所需的输出电压;升压转换器则相反,通过提高输入电压来获得所需的输出电压;而降升压转换器则可以实现输入电压的降低和升高。
DC-DC转换器还有一些其他的特点和应用。
例如,它具有高效率、小体积、重量轻等优点,因此被广泛应用于电子设备、通信设备、汽车电子等领域。
同时,DC-DC转换器还可以提供稳定的电压给电子设备,保证设备的正常工作。
总结起来,DC-DC转换器是一种将输入的直流电压转换成所需输出直流电压的电力转换装置。
其工作原理基于直流电压的转换和稳压,通过输入滤波电路、开关电源和输出滤波电路的协同作用,实现直流电压的转换和稳定输出。
dcdc变换器的工作原理
dcdc变换器的工作原理
dc/dc变换器是一种很重要的电气设备,可以将直流电压转换成不同的直流电压,为很多电子设备提供电源。
它以高效率和低成本闻名于世,在自动化,航天,汽车,智能机器人,通信,医疗等不同行业中得到广泛应用。
dc/dc变换器的工作原理是利用电感或电容,将一个直流电源的电压转换成另一种直流电压,并降低电压的损耗,从而满足电子设备的需求。
该变换器的结构包括输入电路,调节器,输出电路和保护电路。
输入电路的作用是将外部的直流电源引入到变换器。
而调节器可以调节变换器的输出电压。
变换器的输出电路则可以将变换器转换后的电压输出到外部电路。
而保护电路则可以当变换器出现故障时,使变换器不会出现过载或短路等现象,不至于损坏。
dc/dc变换器在实际中有多种型号,其输入电压根据变换器规格不同也有所不同。
常见有:正反变换器,耐受开路输出变换器,隔离变换器,周期调整变换器,智能变换器,恒流调研变换器等等。
dc/dc变换器的应用非常广泛,在电源系统中它可以有效节约电能,减少电磁辐射和降低温度变化。
它在直流电源的设计中有举足轻重的地位。
如今,dc/dc变换器在电子行业中普遍使用,为技术的发展提供了有力的支持。
DCDC变换的电路计算
DCDC变换的电路计算DC-DC变换是一种电路转换技术,通过改变输入直流电压的值,可以得到所需的输出直流电压。
这种技术在电子设备中被广泛使用,特别是在便携式电子设备、电动汽车和太阳能发电系统等领域。
一、基本原理DC-DC变换电路一般由输入滤波电路、开关电路、控制电路和输出滤波电路等组成。
输入滤波电路是为了去除输入直流电压中的高频噪声,保证输入电源的稳定性。
它通常由电感、电容和电阻等元件组成。
开关电路是DC-DC变换电路的核心部分,它通过一个开关管来控制输入电压的开关,进而改变输出电压的值。
开关电路分为直流开关和交流开关两种。
直流开关常用的有开关二极管、场效应管和双极性晶体管等。
交流开关常用的有双极型晶体管和绝缘栅双极型晶体管等。
控制电路用来控制开关电路的开关时间,一般采用反馈控制的方式。
常用的控制方法有脉宽调制(PWM)控制、频率调制(FM)控制和电压调制(VM)控制等。
输出滤波电路是为了去除输出电压中的高频噪声,使输出电压更加平稳。
它通常由电感和电容等元件组成。
二、DC-DC变换器的分类根据输出电压和输入电压的关系,DC-DC变换器可以分为降压变换器、直流稳压变换器和升压变换器三种。
降压变换器是将输入电压降低到所需的输出电压。
常用的降压变换器有降压开关电路和降压线性电路等。
直流稳压变换器是将输入电压保持在一个稳定的值。
常用的直流稳压变换器有稳压二端子元件、稳压三端子元件和稳压集成电路等。
升压变换器是将输入电压升高到所需的输出电压。
常用的升压变换器有升压开关电路、升压变压器和升压线性电路等。
三、DC-DC变换器的计算1.降压变换器的计算降压变换器的关键参数包括输入电压Vin、输出电压Vout、输出电流Iout、开关管的最大电流Isw和开关频率f等。
输出电流Iout的计算公式为:Iout = Vout / R其中R为输出电路的负载电阻。
开关管的最大电流Isw的计算公式为:Isw = D * Iout / (1 - D)其中D为开关管的工作占空比,表示开关管的开启时间与一个周期时间的比值。
dcdc转换器的工作原理
dcdc转换器的工作原理
DC-DC转换器是一种电力电子设备,用于将直流电(DC)转换为另一种电压水平的直流电。
其工作原理是基于开关电源技术,主要由三个部分组成:输入电源(直流电源)、开关电路和输出滤波电路。
1. 输入电源:DC-DC转换器的输入电源通常是电池、太阳能电池板或其他直流电源。
输入电压的水平决定了转换器需要的转换比例。
2. 开关电路:开关电路是DC-DC转换器的关键部分,它由开关管和控制电路组成。
开关管可以是MOSFET(金属-氧化物-半导体场效应晶体管)或IGBT(绝缘栅双极型晶体管),控制电路负责控制开关管的导通和截止。
在工作时,开关电路周期性地开关,通过控制开关管的导通和截止来控制电流的流动。
当开关管导通时,输入电源的电流通过开关管流向输出滤波电路,此时能量储存在输出电容器中。
当开关管截止时,电流被阻断,输入电源的电压不再向输出电容器传递。
通过控制开关管工作周期的长短和占空比,可调节输出电压的水平。
3. 输出滤波电路:输出滤波电路主要由电感和电容组成,用于平滑输出电压。
电感和电容的组合形成了LC滤波器,能有效滤除开关电路带来的高频噪声。
输出电容器存储的能量会持续地供应给输出负载。
总结:DC-DC转换器通过开关电路的周期性开关来控制能量的流动,实现将输入电源的直流电转换为另一种电压水平的直流电。
DCDC电路原理与应用
DCDC电路原理与应用DC-DC电路也被称为直流直流升压电路,其主要功能是将输入电压(直流)转换为输出电压(直流),并且可以升高或降低电压的大小。
DC-DC电路广泛应用于电子设备、通信设备、汽车电子和工业控制等领域。
DC-DC电路的原理是通过使用能够控制开关状态的半导体器件,如晶体管或MOSFET等,从而改变电压值。
DC-DC电路通常包含四个主要部分:输入电压稳压器、升压电路、变换电路和输出电流稳定器。
输入电压稳压器主要用于稳定输入电压,以便在变化的负载条件下提供稳定的输出电压。
升压电路通常将电压从输入电压提高到所需的输出电压。
变换电路是为了确保电能的高效传输而设计的,可有效地将输入电能转换为输出电能。
输出电流稳定器用于稳定输出电流,以确保负载得到适当的电力供应。
DC-DC电路有许多应用,下面将介绍一些常见的应用。
1.电子设备:在现代电子设备中,DC-DC电路被广泛应用于电池供电系统。
电池输出的电压通常是固定的,但电子设备的需求可能会变化。
通过使用DC-DC电路,可以将电池输出的稳定电压转换为适应设备需要的电压。
2.通信设备:移动通信基站和卫星通信设备通常需要通过DC-DC电路将输入电压转换为所需的输出电压。
这些设备通常在未接通电网的情况下使用,因此需要一个能够从电池输出电压提供所需电能的DC-DC电路。
3.汽车电子:现代汽车中的许多电子设备需要不同电压级别的电力供应。
通过使用DC-DC电路,可以将汽车电池的输出电压稳定地转换为适合各种汽车电子设备的电压。
4.工业控制:许多工业自动化系统和控制系统需要多个电压级别的电源。
通过使用DC-DC电路,可以将输入电压转换为系统所需的各种电压水平,以满足不同组件和设备的需求。
总结来说,DC-DC电路的原理是通过使用能够控制开关状态的半导体器件,改变输入电压的大小,并将其转换为所需的输出电压。
DC-DC电路在电子设备、通信设备、汽车电子和工业控制等领域具有广泛的应用。
dc-dc原理
dc-dc原理
在直流-直流(DC-DC)转换器中,使用了一种电子电路,可
以将直流电压的电平转换为另一个不同的直流电压。
DC-DC
转换器具有多种类型和设计,但它们都基于相同的原理工作:使用电感和开关器件来控制输入电源的电流和电压,以产生所需的输出电压。
DC-DC转换的基本原理是利用电感和开关器件的非线性特性。
电感是一种能存储磁能的元件,而开关器件(如晶体管或场效应晶体管)能够控制电流的通断。
当输入电压施加在电感上时,电感储存磁能,并且电流开始流过电感。
当开关器件被打开时,电流被电感释放,并且通过输出电容器产生所需的输出电压。
为了控制输出电压,DC-DC转换器通常使用一种称为脉冲宽
度调制(PWM)技术。
在PWM技术中,开关器件的通断由
一个具有恒定频率的控制信号来控制,而控制信号的占空比(高电平时间与周期时间的比例)决定了输出电压的大小。
通过改变占空比,可以调节输出电压的电平。
另一种常用的DC-DC转换器是升压(boost)和降压(buck)
转换器。
升压转换器可以将低电压升高到较高的电压,而降压转换器可以将高电压降低到较低的电压。
这些转换器的设计基于不同的电路拓扑,例如Buck-Boost、Flyback和Forward等。
每种转换器都有其适用的应用领域和性能特点。
总之,DC-DC转换器利用电感和开关器件的非线性特性,以
及PWM技术,实现了直流电压的转换。
不同类型的DC-DC
转换器通过调节控制信号的占空比,可以产生需要的输出电压。
这些转换器在电子设备中被广泛应用,用于提供不同电压的电源。
DCDC电路原理
dcdc电路:DC—DC是英语直流变直流的缩写,所以DC—DC电路是某直流电源转变为不同电压值的电路。
DC-DC是开关电源技术的一个分支,开关电源技术包括AC—DC、DC—DC两ff个分支。
DC-DC电路按功能分为:升压变换器:将低电压变换为高电压的电路。
降压变换器:将高电压变换为低电压的电路.反向器:将电压极性改变的电路,有正电源变负电源,负电源变正电源两类。
三个主要分支,当然应用时在同一电路中会有升压反向、降压升压等功能同时存在。
DC—DC变换器的基本电路有升压变换器、降压变换器、升降压变换器三种。
dcdc电路原理:降压变换器原理图如图1所示,当开关闭合时,加在电感两端的电压为(Vi-Vo),此时电感由电压(Vi—Vo)励磁,电感增加的磁通为:(Vi—Vo)*Ton。
当开关断开时,由于输出电流的连续,二极管VD变为导通,电感削磁,电感减少的磁通为:(Vo)*Toff.当开关闭合与开关断开的状态达到平衡时,(Vi-Vo)*Ton=(Vo)*Toff,由于占空比D<1,所以Vi>Vo,实现降压功能。
图1 降压变换器原理图升压变换器原理图如图2所示,当开关闭合时,输入电压加在电感上,此时电感由电压(Vi)励磁,电感增加的磁通为:(Vi)*Ton。
当开关断开时,由于输出电流的连续,二极管VD变为导通,电感削磁,电感减少的磁通为:(Vo— Vi)*Toff.当开关闭合与开关断开的状态达到平衡时,(Vi)*Ton=(Vo- Vi)*Toff,由于占空比D〈1,所以Vi<Vo,实现升压功能。
图2 升压变换器原理图升降压变换器、入出极性相反原理如图3,当开关闭合时,此时电感由电压(Vi)励磁,电感增加的磁通为:(Vi)*Ton;当开关断开时,电感削磁,电感减少的磁通为:(Vo)*Toff.当开关闭合与开关断开的状态达到平衡时,增加的磁通等于减少的磁通,(Vi)*Ton=(Vo)*Toff,根据Ton比Toff值不同,可能Vi〈Vo,也可能Vi〉Vo。
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。
全桥dc-dc变换电路实验原理
全桥dc-dc变换电路实验原理
全桥dcdc变换电路是一种常见的开关电源电路,其主要原理是利用开关管的开闭来实现电压的变换。
当输入电压加到开关管上时,不管是N沟道还是P沟道,只要它们被加正向电压,就会开始导通,电压降到0V。
当输入电压不再施加时,开关管中的电荷与释放的剩余电荷之间的反向电压使其处于非导通状态,此时开关管可以从电路中抽取功率并存储能量,以为后续状态做准备。
在全桥dcdc变换电路中,四个开关管以轮流的方式开闭,使得输入电压在二极管和滤波电容之间周期性变换。
通过控制开关管的开闭状态来使得电路输出的电压可以比输入电压更高或更低。
在变换过程中,开关管会出现开、关、弛缓三个状态,因此会产生一定的开关损耗和开关干扰,但是由于其高效和简单的结构,全桥dcdc变换电路广泛用于各种电子设备中。
dcdc工作原理
dcdc工作原理DCDC工作原理。
DCDC(直流-直流)转换器是一种电子设备,用于将一个直流电压转换为另一个直流电压。
它在许多电子设备中都有广泛的应用,比如手机充电器、电脑电源适配器、电动汽车充电器等。
在本文中,我们将详细介绍DCDC转换器的工作原理。
首先,让我们来了解一下DCDC转换器的基本结构。
它通常由输入端、输出端、开关管、电感、电容和控制电路组成。
当输入电压施加在开关管上时,开关管将周期性地打开和关闭,从而使输入电压在电感和电容之间产生周期性的变化。
通过控制电路的调节,输出端可以获得所需要的电压。
接下来,我们将详细介绍DCDC转换器的工作原理。
当输入电压施加在开关管上时,开关管闭合,电感中储存的能量开始增加。
当开关管断开时,电感中储存的能量开始减小。
这种周期性的能量变化会导致输出端的电压产生周期性的变化。
通过控制开关管的开关频率和占空比,可以实现输出端电压的精确调节。
此外,DCDC转换器还可以实现升压、降压和反向变换。
当需要将输入电压升高时,可以通过控制开关管的开关频率和占空比来实现电压的升压。
同样的道理,当需要将输入电压降低时,可以通过控制开关管的开关频率和占空比来实现电压的降压。
而在反向变换中,输入端和输出端的电压方向相反。
最后,让我们来总结一下DCDC转换器的工作原理。
它通过控制开关管的开关频率和占空比,实现了输入电压到输出电压的精确转换。
同时,它还可以实现升压、降压和反向变换,具有很强的灵活性和适用性。
在实际应用中,DCDC转换器可以根据不同的需求进行设计和调节,以满足各种电子设备对电压的要求。
总的来说,DCDC转换器是一种非常重要的电子设备,它在现代电子技术中有着广泛的应用。
通过深入了解其工作原理,我们可以更好地理解其在各种电子设备中的作用,为我们的工程设计和应用提供更多的可能性。
希望本文能够帮助读者更好地理解DCDC转换器的工作原理,为相关领域的研究和应用提供一些参考和启发。
dc-dc电路工作原理
DC-DC 电路工作原理
DC-DC 电路,即直流 - 直流转换器,是一种电力电子电路,它可以将直流电从一个电压转换为另一个电压。
DC-DC 电路在现代电子产品中扮演着不可或缺的角色,与线性稳压器相比,它们具有多项优势,如高效率、较低的热量散发等。
DC-DC 电路的工作原理一般采用脉冲宽度调制(PWM)方法,实现直流电压升压、降压和变换极性输出。
其基本构成部分包括电源开关管、储能电感、续流二极体、滤波电容、分压电阻等。
以降压式 DC-DC 转换器为例,其工作原理如下:
1. 输入电压 Vin 经过整流电路(如二极管)变为直流电压,然后通过滤波电容去除脉动,得到平滑的直流电压。
2. 电源开关管(如 MOSFET 或晶体管)在脉冲宽度调制信号的控制下,周期性地导通和截止。
当电源开关管导通时,储能电感 L 储存能量;当电源开关管截止时,储能电感 L 释放能量,使得输出电压 Vout 稳定。
3. 续流二极体在电源开关管截止期间,为负载提供电流。
4. 分压电阻 r1 和 r2 用于产生误差反馈信号 fb,用以稳定输出电压和调整输出电压的高低。
5. 滤波电容 C 用于去除输出电压的脉动,使电压更加平滑。
通过以上原理,DC-DC 电路可以实现输入电压和输出电压之间的转换、升压、降压以及极性变换等功能。
不同类型的 DC-DC 转换器(如升压型、降压型、Buck-Boost 型等)在工作原理上略有差异,
但整体框架相似。
常见的 DC-DC 芯片有 mc34063、lm2596 等。
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iL
iM t
iC
假设uC= Uo =常数iL线性减少
t
4 主要波形—电感电流断续情形
+ uo uG ton toff
2.直流PWM波形的生成方法 调制法生成PWM波形典型框图:
u*R: 调制信号
uC: 载波信号
载波信号频率远大 于调制信号频率
返回
3.2
基本的直流变换电路
3.2.1 降压斩波电路
3.2.2 升压斩波电路
3.2.3 升降压斩波电路 3.2.4 库克变换电路
返回
3.2
基本的直流变换电路
基本的直流变换电路:降压斩波电路、升压 斩波电路、升降压斩波电路、库克变换电路 介绍内容: 1、电路结构 2、工作原理 3、主要波形
ton ton D Ts ton toff
R两端平均电压:
ton U o U S DU S Ts
通过控制 占空比控制输 出电压
3.1.1 直流变换的基本原理及PWM概念 改变占空比D有三种基本方法: ①脉冲频率调制(PFM) 维持ton不变,改变 TS。改变TS就改变 了输出电压周期或 频率。
iL
im
iC
IO
iM t t
3 主要数量关系—电感电流连续情形
uG ton toff
t
(4) 电感电流极值iM、im
uL t
uC
稳态情况下,电容上一 U S uC 周期中的平均电流为零。 ?
电感平均电流 =负载平均电流
DI iM I O L 2 DI L im I O 2
iL
2 主要波形—电感电流连续情形
uG>0 T导通等效电路
降压电路
uG=0
电感电流连续情形: iL>0
T断开等效电路
2 主要波形—电感电流连续情形 + uL u
+ uo T导通等效电路
G
T导通波形
t
uL
U s uC
数学模型:
t
diL iL uL L U S uC dt 初值条件? im duC uC iC C iL dt R iC
1.面积等效原理 除了直流波形可用PWM波形来代替外, 根据面积等效原理可以进一步推出,可以在一
段时间内按一定规则生成PWM波形来代替所
需的任何波形
如用正弦脉冲宽度调制波形来代替正弦波 SPWM
2.直流PWM波形的生成方法 生成PWM波形有多种方法,常见有计算法、 调制法等。 计算法是在每个时间段,利用计算机技术直接 计算出当前所需要的脉冲宽度,进而据此对电 力电子器件进行开关控制而获得PWM波形。 调制法是利用高频载波信号与期望信号相比较 来确定各脉冲宽度信息进而生成PWM波形。
4 主要波形—电感电流断续情形 电感电流断续情形: 在一段时间内iL=0
uG>0 T导通等效电路
uG=0
T断开、D续流等效电路 降压电路 uG=0
T断开、D断开等效电路
4 主要波形—电感电流断续情形 + uL u
+ uo G
t
uL
U S uC
T导通等效电路
数学模型:
t
diL uL L U S uC dt 初值条件 duC uC iC C iL dt R
直流升压:太阳能电池输出电压较低,需要 变换到较高电压再变换为直流
3.1
iS
T
直流PWM控制技术基础
io
uo R
3.1.1 直流变换的基本原理及PWM概念
US
开关管仅两种工作状态: 导通与断开
(1)开关管T导通时, R两端电压 uo=US 开关管IGBT导通条件: UG>0
基本的直流变换电路
iS
T
加在具有惯性的环节上时,其效果基本相同。
e(t)
5
e(t)
10
e(t)
20
e(t)
d(t)
t
0.2 0.1
t
0.2
t
t
形状不同而冲量相同的各种窄脉冲 冲量=窄脉冲面积
冲量相同的各种窄脉冲的响应波形 (d)
i(t) e(t)
L
R (a) (b)
(c)
实验电路
冲量=1
e(t)
5 0.2 (a)
i(t)=?
iM
t
假设uC=Uo =常数iL线性增加
t
2主要波形—电感电流连续情形 + uL uG
+ uo uL
U S uC
ton
主要波形 toff t
T断开等效电路
数学模型:
t
uC
diL iL uL L uC dt 初值条件? im duC uC iC C iL dt R iC
(1)T导通情形
iS
T
L
iS
T L D
iL
io
uo
US
C
R
iL
io
uo
US
D
C
R
T导通等效电路
电感电压uL=US– uo, 在该电压的作用下, 电感电流iL线性增长 , 电感储能增加
电源能量向电感、负载传递
3.2.1 降压变换电路 1 降压变换电路工作原理
(2)T 断开情形-电流连续
iS
T
iS
T L D
TS
3.1.1 直流变换的基本原理及PWM概念 改变占空比D有三种基本方法: ③混合脉冲宽度调制
u TS ton1 t u ton2 t TS2
脉冲周期TS与宽度ton 均改变。
广义的脉冲宽度 调制技术包含上 述三种控制方式
3.1.2 PWM技术基础
1.面积等效原理——PWM应用的理论基础 自动控制理论冲量相等而形状不同的窄脉冲
e(t)
10
e(t)
20
e(t)
d(t)
t
0.2 (b) 0.1 (c)
t
t
(d)
t
1.面积等效原理 比较RL电路对冲量相同而形状不同窄脉冲的 响应波形可知,输出波形大致相同 进一步说,响应波形的低频成份基本相同。 上述原理可以称为面积等效原理。根据该原理, 将平均值为up的一系列幅值相等而宽度不相等 的脉冲加到包含惯性环节的负载上,将与施加 幅值为up的恒定直流电压所得结果基本相同, 这样一来就可用一列脉冲波形代替直流波形。
iL
iM
t iC
假设uC=Uo =常数iL线性增加
t
4 主要波形—电感电流断续情形 + uL ton toff u
+ uo G
t
uL
U S uC uC
tcon t
T断开、D续流等效电路
数学模型:
diL uL L uC dt 初值条件 duC uC iC C iL dt R
io
uo R
US
开关管T导通等效电路
3.1
iS
T
直流PWM控制技术基础
io
uo R
3.1.1 直流变换的基本原理及PWM概念
US
开关管仅两种工作状态: 接通与断开
(2)开关管T断开时, R两端电压 uo=0
基本的直流变换电路
iS
T
io
uo R
US
开关管T断开等效电路
开关管IGBT断开控制: UG=0
3.1.1 直流变换的基本原理及PWM概念
iS
T
io
uo R
US基本的直流Βιβλιοθήκη 换电路开关管IGBT控制电压
R两端平均电压:
ton Uo U S Ts
控制一周期中导通时间比 例可控制输出平均电压
R两端电压波形
3.1.1 直流变换的基本原理及PWM概念 导通占空比 占空比
导通比
定义上述电路中导通占空比D为:
t
uL
(1) 平均输出电压Uo 稳态情况下,电感上一 周期中的平均电压为零。
(U S uC ) * ton ( uC ) * toff 0
U S uC uC
t
iL
im
iC
或:(U S Uo ) * ton (Uo ) * toff 0
t U o on U S DU S TS
ton ton D1 D2 Ts1 Ts 2
u
TS1
ton
t
u ton
t
TS2
3.1.1 直流变换的基本原理及PWM概念 改变占空比D有三种基本方法: ②脉冲宽度调制(PWM)
维持TS不变,改变ton
u
TS
ton1 t ton2 t
在这种方式中,输出 u 电压波形的周期不变, 仅改变脉冲宽度。 有利于滤波器的设计
DC/DC变换电路
3.1 直流PWM控制技术基础
3.2 基本的直流斩波电路 3.3 复合斩波电路 3.4 变压器隔离的直流—直流变换器
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第3章 DC/DC变换电路
直流变换—将直流电能(DC)转换成另一固 定电压或电压可调的直流电能。
基本的直流变换电路:降压斩波电路、升压 斩波电路、升降压斩波电路、库克变换电路 重点:电路结构、工作原理及主要数量关系
iM t t
假设uC= Uo =常数iL线性减少
3 主要数量关系—电感电流连续情形 表现系统主要性能指标的量: (1) 平均输出电压Uo
(2) 平均输出电流Io
(3) 电感电流纹波DIL (4) 负载电压纹波DUO 主要器件承受的电压、电流等量可根据波形确定
3 主要数量关系—电感电流连续情形
uG ton toff
结论: 1:增加LC, 电压纹波减少 2:开关频率高,电压纹波小 3:D=0.5,电压纹波达到峰值