直直变换器
交流-直流(ACDC)变换器
VD导通阶段结束。这时电容上的电压值为
U
C0
2U
2
sin( )
2U
2
sin
RC放电曲线，如图2-34c）所示。其电压表达式为
1
uC uR U
C0
e
RC
(t
)
在电源电压的第二个周期中，当 u
2
再次上升到等于 u C
时， ，这时有
VD将再次导通，设 u 2 u C
2. 数学表达式
不计换流时
U
do
( )
m
U
m
sin
m
m
Um
2U 2U
2 2
Ud0m
0.9U2 1.17U2 2.34U2
cos U
dom
cos
单相桥式 三相半波 三相桥式
2 3 6
计及Lc换流及内阻影响时
U d ( ) U ( ) ( m sin
6 U2
m
（二）有源逆变条件
直流侧必须有直流电源EB（如：大电感或电势负载），电势极性必须和变换器 允许电流流动方向一致。
变换器为可输出负压的全控整流桥。(半控桥或带有续流二极管的全控整流桥无 法得到负电压就不可能有源逆变。）
调节α>90°，且使1-Ud1略小于EB（EB小于变换器能够产生的直流最大负压值 （三相桥式为2.34U ）
电路图
（交流侧电感Lc的影响）
VT5与VT1换流时的等效电路
换流对整流电路的影响
交流电感上的电压； 对输出电压的影响； 对元件电流变化率的影响； 元件电压的特点。
5. 有源逆变电路
protues直流变换器cuk电路设计与仿真
protues直流变换器cuk电路设计与仿真直流斩波电路(DC Chopper)功能是将直流电变为另一固定电压或调电压的直流电，也称为直接直流一直流变换器(DC/DC Converter)。
直流斩波电路的种类较多，包括6种基本斩波电路：降压斩波电路、升压斩波电路、升降压斩波电路、Cuk斩波电路、Sepic斩波电路和Zeta斩波电路，其中前两种是最基本的电路。
一方面，这两种电路应用最为广泛，另一方面，理解了这两种电路可为理解其他的电路打下基础，因此本文对这两种电路作了着重介绍并利用Matlab/Simulink进行了仿真。
利用不同的基本斩波电路进行组合，可构成复合斩波电路，如电流可逆斩波电路、桥式可逆斩波电路等。
利用相同结构的基本斩波电路进行组合，可构成多相多重斩波电路。
DC Chopper (DC Chopper) function is to change DC to another fixed voltage or adjustable voltage DC, also known as direct DC - DC Converter (DC/DC Converter).The kinds of DC chopper are more, including six basic choppers: Buck Chopper, Boost Chopper, Boost-Buck Chopper, Cuk Chopper, Sepic Chopper and Zeta Chopper, among them the former two are the most basic circuits. On the one hand, the applications of the two circuits are the most widely, on the other hand, understanding the two circuits is the foundationof understanding the other circuits, so this thesis introduces emphatically the two circuits and simulates by Matlab/simulink. On the basis, the rest several circuits are introduced.Using different basic Chopper combination can form composite Chopper, such as Current Reversible Chopper, Bridge Type Reversible Chopper, etc. Using the same structural basic Chopper combination can form multiphase multiple Chopper. The above two kinds of circuits are also introduced and simulated.。
DCDC直流变换器
第一章绪论本章介绍了双向DC/DC变换器（Bi-directionalDC/DCConverter，BDC)的基本原理概述、研究背景和应用前景，并指出了目前双向直流变换器在应用中遇到的主要问题。
1.1双向DC/DC变换器概述所谓双向DC/DC变换器就是在保持输入、输出电压极性不变的情况下，根据具体需要改变电流的方向，实现双象限运行的双向直流/直流变换器。
相比于我们所熟悉的单向DC/DC变换器实现了能量的双向传输。
实际上，要实现能量的双向传输，也可以通过将两台单向DC/DC变换器反并联连接，由于单向变换器主功率传输通路上一般都需要二极管，因此单个变换器能量的流通方向仍是单向的，且这样的连接方式会使系统体积和重量庞大，效率低下，且成本高。
所以，最好的方式就是通过一台变换器来实现能量的双向流动，BDC就是通过将单向开关和二极管改为双向开关，再加上合理的控制来实现能量的双向流动。
1.2双向直流变换器的研究背景在20世纪80年代初期，由于人造卫星太阳能电源系统的体积和重量很大，美国学者提出了用双向Buck/Boost直流变换器来代替原有的充、放电器，从而实现汇流条电压的稳定。
之后，发表了大量文章对人造卫星应用蓄电池调节器进行了系统的研究，并应用到了实体中。
1994年，香港大学陈清泉教授将双向直流变换器应用到了电动车上，同年，F.Caricchi等教授研制成功了用20kW水冷式双向直流变换器应用到电动车驱动，由于双向直流变换器的输入输出电压极性相反，不适合于电动车，所以他提出了一种Buck-Boost级联型双向直流变换器，其输入输出的负端共用。
1998年，美国弗吉尼亚大学李泽元教授开始研究双向直流变换器在燃料电池上的配套应用。
可见，航天电源和电动车辆的技术更新对双向直流变换器的发展应用具有很大的推动力，而开关直流变换器技术为双向DC/DC变换器的发展奠定了基础。
1994年，澳大利亚FelixA.Himmelstoss发表论文，总结出了不隔离双向直流变换器的拓扑结构。
直流变换器的设计(降压)
直流变换器的设计（降压）一、设计要求： (1)二、题目分析： (1)三、总体方案： (2)四、原理图设计： (2)五、各部分定性说明以及定量计算： (5)六、在设计过程中遇到的问题及排除措施： (6)七、设计心得体会： (6)直流变换器的设计（降压）BUCK降压斩波电路就是直流斩波中最基本的一种电路，是用BUCK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BUCK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。
BUCK降压斩波电路由于易驱动，电压、电流容量大在电力电子技术应用领域中有广阔的发展前景，也由于开关电源向低电压，大电流和高效率发展的趋势，促进了IGBT 降压斩波电路的发展。
一、设计要求：技术参数：输入直流电压Vin=36V输出电压Vo=12V输出电流Io=3A最大输出纹波电压50mV工作频率f=100kHz二、题目分析：电力电子器件在实际应用中，一般是由控制电路，驱动电路和以电力电子器件为核心的主电路组成一个系统。
由信息电子电路组成的控制电路按照系统的工作要求形成控制信号，通过驱动电路去控制主电路中电力电子器件的导通或者关断来完成整个系统的功能，当控制电路所产生的控制信号能够足以驱动电力电子开关时就无需驱动电路。
课程设计步骤分析（顺序）：1.设计主电路，主电路为：采用BUCK变换器，主功率管用MOSFET；2.选择主电路所有图列元件，并给出清单；3.设计MOSFET驱动电路及控制电路；4.绘制装置总体电路原理图，绘制： MOSFET驱动电压、BUCK电路中各元件的电压、电流以及输出电压波形；5.编制设计说明书、设计小结。
双向直流变换器建模ppt课件
① Buck 方向时， K2断开，电源V1提供负载R2能量：
VBuck V1 d
I Buck
V1 R2
d
② Boost 方向时，K1断开，电源V2提供负载R1能量：
VBoost V1 d
I Boost
V1 R1 D 2
d
③ 稳态时，电压之间的关系满足下式：V1 :V2 1: D
34
3 双向 Buck-Boost 变换器的小信号模型
1 iL
0
uc
27
2、 Boost 方向小信号模型的建立
（2）dTs ≤ t ≤ Ts（时间段记为dTs），状态空间 方程：
•
iL
0
• uc
1 C1
1 L
1 R1C1
iL uc
1 L 0
v2
v1
i2
0 1
1 iL
0
uc
28
2、 Boost 方向小信号模型的建立
L
iL
+
D1
+
V1
Q2
D2
V2
-
-
图1 双向Buck-Boost DC/DC变换器
3
1、 Buck 方向小信号模型的建立
1.1 列出状态方程
Buck 方向时电路结构如图2所示，忽略电感、
电容的寄生电路，开关管、二极管均假定为理想器
件。
i1
+
Q1
L
iL
+
V1
D2
C2 R2
V2
-
-
图2 Buck 方向在连续状态下的等效电路
基本建模法
建模方法
状态空间平均法 开关元件平均模型法 开关网络平均模型法
AHB 直流变换器的 ZVS 原理分析与控制
AHB 直流变换器的ZVS 原理分析与控制Z"#$%&’(&$)*+’,)-.&.,’/01’2%1)31%+456076001’8*%2*%张友军（苏州大学机电工程学院，苏州215021）摘要针对一种小功率的不对称半桥AHB 直流变换器。
利用其变压器励磁电流实现开关管零电压开关ZVS ，采用同步整流控制和突发模式控制技术，可以有效地提高变频器的效率和减少待机功耗。
关键词变换器零电压开关同步整流突发模式控制待机功率AbstractFor a kind of Asymmetrical Half Bridge（AHB ）DC/DC converter ，the operation principle and its control method are analyzed and studied in this pa-per.By using the magnetizing current of the transformer ，Zero Voltage Switching（ZVS ）is realized for the switches of the converter ，which suits low power situ-ation.A 150W prototype was manufactured.Its experiment and test results show that the efficiency can be improved and the standby power loss decreased by adopting synchronous rectifying and burst mode control.Keywords ConverterZero Voltage Switching （ZVS ）Synchronous rectifyingBurst mode controlStandby power0引言各种电子电子变换器在对电能进行处理的时候，存在多种能量损耗。
直流直流变换器
率。
热设计
热分析
对变换器进行热分析，确 定关键发热元件和最高温 度点，为散热设计提供依 据。
散热设计
根据热分析结果，选择适 当的散热方式，如自然散 热、强制风冷或液冷等。
热管设计
利用热管的高效传热特性， 将热量从发热元件传导至 散热器，提高散热效果。
直流-直流变换器
目录
• 引言 • 直流-直流变换器的分类 • 直流-直流变换器的应用 • 直流-直流变换器的设计与优化 • 直流-直流变换器的挑战与解决方
案 • 未来展望
01
引言
定义与作用
定义
直流-直流变换器是一种将直流电 能转换为另一种直流电能的装置 。
作用
在电力电子、通信、仪器仪表、 工业自动化等领域，直流-直流变 换器广泛应用于电压调节、电流 控制和电源管理等方面。
电磁兼容性（EMC）设计
滤波设计
在变换器输入和输出端加入滤波电路，抑制电磁 干扰的传播。
屏蔽设计
对关键电路和元件进行屏蔽，以减小电磁干扰的 影响。
接地设计
合理设计接地网络，降低地线回路的干扰电压， 提高系统的电磁兼容性。
05
直流-直流变换器的挑战 与解决方案
效率与体积的权衡
挑战
在设计和制造直流-直流变换器时， 需要权衡效率和体积。通常情况下， 更高的效率需要更大的体积和更复杂 的电路设计。
THANKS
感谢观看
多路输出直流-直流变换器的发展
随着多路输出电源需求的增加， 多路输出直流-直流变换器的发
展成为未来的重要方向。
多路输出直流-直流变换器能够 同时提供多路稳定、可调的直流 电压，满足各种不同设备的电源
三电平buck直流变换器的研究
三电平buck直流变换器的研究
Buck 直流变换器是一种常用的交流电源变换器，用于将输入的交流电压转换为直流输出。
三电平 buck 直流变换器是一种具有三个电平输出的 buck 变换器，可以同时输出高低两个电平输出，以及一个额外的电平作为反馈电压。
这种变换器的优点是可以提供更高的输出电压精度和更低的噪声水平。
进行研究时，可以通过以下步骤进行:
1. 确定研究目标：例如研究三电平 buck 直流变换器的性能和设计方法等。
2. 查阅相关文献：查阅相关文献，了解三电平 buck 直流变换器的工作原理、结构和性能特点等。
3. 进行分析和建模：对三电平 buck 直流变换器进行分析和建模，包括器件、电路和负载的建模等。
4. 进行仿真和实验：使用仿真软件和实验设备，对三电平 buck 直流变换器进行仿真和实验，以评估其性能和设计方法。
5. 优化设计：通过对三电平 buck 直流变换器的设计和优化，提高其性能和效率。
进行研究时，需要遵守相关法规和规定，确保研究过程中的安全和合法性。
第2章第2讲直流PWM变换器-电动机系统参考文档
s nN 100 % n0
式中 nN = n0 - nN 静差率是用来衡量调速系统在负载变化时转速的稳定度的。 调速范围和静差率两个指标合称调速系统的稳态性能指标。
27
2、静差率s
s nN 100 % n0
机械特性越硬，静差率就
越小，转速的稳定度越高。
➢ 特性a和b的硬度相同， ➢ 特性a和b额定速降相同， ➢ 特性a和b的静差率不相同。
21
4. 电能回馈与泵升电压的限制
泵升电压限制
在大容量或负载有较大惯量的系统中，不可能只靠电容器来
限制泵升电压，这时，可以采用下图中的镇流电阻 Rb 来消耗 掉部分动能。分流电路靠开关器件 VTb 在泵升电压达到允许数 值时接通。
+
UUss
+ CC
过电压信号
RRbb VVTTbb
-
泵升电压限制电路
PWM变换器电路有多种形式，总体上可分为不 可逆与可逆两大类。
脉宽调制（PWM-Pulse Width Modulation）
4
(1). 不可逆PWM变换器
①简单的不可逆PWM变换器 简单的不可逆PWM变换器-直流电动机系统
主电路原理图如下图所示，功率开关器件VT 可以是任意一种全控型开关器件，这样的电路 又称直流降压斩波器(buck变换器)。
2
2.1.2 直流PWM变换器-电动机系统
主要研究问题 1 PWM变换器的工作状态和波形； 2 直流PWM调速系统的机械特性； 3 PWM控制与变换器的数学模型； 4 电能回馈与泵升电压的限制。
3
1．PWM变换器的工作状态和电压、电流波形
脉宽调制(PWM)变换器的作用是：用脉冲宽度调 制的方法，把恒定的直流电源电压调制成频率一 定、宽度可变的脉冲电压序列，从而可以改变平 均输出电压的大小，以调节电动机转速。
xl-DCDC1-直接式
C
L
C
z x
y
B
DC/DC变换器的电路拓扑分析小结 1.1 开关电路 电源侧电流或负载侧电 压均脉动很大。 滤波电路消除谐波 1.2 基本开关单元 直接式变换器 间接式变换器
L
C A
C
z x
y
B
一、直流/直流变换电路
2 直接式DC/DC变换器
2.1 直流变化比 2.2 以AB作为输入，CB为输出⇒Buck 2.3 以CB为输入、AB为输出⇒Boost 2.4 电流断续时的特性 2.5 电压二象限dc/dc变换器 2.6 电流二象限dc/dc变换器 2.7 四象限变换器
(VI −Vo ) V DTs = o (1− D)Ts L L
• 功率管电压满足：
VQ1(OFF ) = VI
功率管选择
• 根据工作频率选功率管的类型 在20kHz以下：普通低频功率管； 20一50kHz: 功率晶体管； 50kHz以上：功率MOSFET； • 大功率应用：IGBT
电路参数选择（二极管）
π 2Vo
f c = 1/ 2π LC
如果要求输出电压纹波减少，则须在设计上将低通滤波器 之转折频率之值远小于变换器之工作频率，也就是说， L、C值愈大，其电压纹波愈小。 根据系统所能容忍的电压纹波规格，即可计算出输出滤波 电容大小
Δ Vo =
T s Vo 8CL
2
(1 − D )
C=
Ts Vo 8LΔVo
2
(1 − D)
电路参数选择（电容）
根据输出纹波大小即可以确定输出电容大小：
考虑到等效电阻和串联电感，实际的电容特性
③ CCM下输入输出电压关系
（★掌握推导方法）
稳态电感电流上升量等于 电流下降量
UPS中的直流变换器和半桥逆变器及单相全桥逆变器的详细介绍
UPS中的直流变换器和半桥逆变器及单相全桥逆变器的详细介绍逆变器在电路中常被使用，本文中，小编将对UPS中的逆变器予以介绍。
本文介绍内容包括直流变换器、半桥逆变器、单相全桥逆变器以及三相全桥逆变器等知识，如果你对逆变器相关内容具有兴趣，不妨在本文下述内容中进行探索哦。
一、直流变换器直流变换器是一种最简单最基本的逆变器电路，主要应用于后备式UPS 中，它分为自激式和它激式两种。
1、自激式推挽变换器图1 自激式直流推挽变换器图1（a）所示是自激式直流推挽变换器电路，所谓自激就是不用外来的触发信号，UPS就可以利用自激振荡的方式输出交流电压，其交流电压的波形为方波，如图1（b）所示的波形UN。
UN是当电源电压E为额定值时的输出情况（其中阴影部分除外）。
自激直流变换器电路主要用于对电压稳定度要求不高但不能断电的地方，如电冰箱、紧要照明用的白炽灯、高压钠灯和金属卤素灯等，供电条件差的农村居民也有不少采用了这种电路作不间断电源。
由于它的电路简单、价格便宜、可靠性高，故也很受欢迎。
该电路的工作原理如下：在时间t=t0加直流电压E，这时由于晶体管V1和V2的基极电压Ub1=Ub2=0，（1）所示二者不具备开启条件，但在它们的集电极和发射极之间却都有漏电流，如图中的I1和I2所示，且二电流在变压器绕组中的流动方向相反，由于器件的分散性，使得I1-I2=ΔI≠0，（2）这个差值电流ΔI就在绕组中产生一个磁通量，于是就在基极绕组中感应出电压Ub1和Ub2，由同名端的标志可以看出，这两个电压的极性是相反的，即一个Ub给晶体管基极加正电压，使其开通，另一个Ub给另一个晶体管基极加负压，使其进一步截止。
电路的设计正好是漏电流大的那一个晶体管基极所感应出的Ub给自己基极加正压，而漏电流小的那一个晶体管基极所加的是负压，基极加正压管子的集电极电流进一步增加，又进一步使它的基极电压增大，这样一个雪崩式的过程很快使该管（设为V1）电流达到饱和值，即V1集电极-发射极之间的压降UCE1=0，绕组N1和N2上的电压也达到了最大值UN1=UN2=E，此后由于磁芯进入饱和阶段，磁芯中磁通的变化量减小，各绕组感应的电压也相应减小，原来导通的管子由于集电极电流增大（磁芯饱和所致）和基极电流减小而脱离饱和区，使绕组感应的电压进一步减小，这样一个反变化过程使得V1雪崩式地截止而V2达到饱和，如图1（b）t1所示。
电力电子技术_直流-直流变换技术
考虑到输出电压脉动很小，有 iL iC，且有一周期内电 容充放电平衡，根据ic波形，电容充电电荷Q为
1 1 1 I L Q I L T 2 2 2 8f
电容纹波峰峰值为： U
Q U d D(1 D ) OPP C 8 LCf 2 ——LC滤波器设计约束条件之一 U CPP 2u
Buck-Boost电路基本结构及CCM状态下等效电路
2.4 升降压变换器（Buck-Boost converter）
电感电流连续模式（CCM）工作波形分析
晶体管导通状态（0t t1=DT）
di I VT开通、VD关断，有： uL U d L L L L1 dt DT u (t ) U iC o o R R
2.2 降压式变换器（Buck Converter）
2.2 降压式变换器（Buck Converter）
电感电流断续模式（DCM）下工作参数分析
稳态时电感伏秒平衡，由波形图得：
(U d U o ) DT U o D T 0
'
D'
t s t1 T
电感平均电流等于输出直流电流，由波形图得：
2.1
概述
变压器隔离基本DC-DC变换器
正激式变换器(Forward Converter) 反激式变换器(Flyback Converter) 半桥式变换器(Half-Bridge Converter) 桥式变换器(Bridge Converter)
推挽变换器（Push-Pull converter)
有： uo Uo uripple (t ) Uo —— 小纹波近似
(稳态工作时，电容上的电压是直流分量和微小纹波的合成）
交流-直流变换器(整流器)
2
5.1 整流器的类型及性能指标
整流器的类型很多，可归纳分类如下： 1.按交流电源电流的波形可分为： （1） 半波整流。（2）全波整流。 2.按交流电源的相数的不同可分为：
（1） 单相整流。（2）三相整流。
3.按整流电路中所使用的开关器件及控制能力的不同可分为： (1） 不控整流。（2）半控整流。（3）全控整流。 4.按控制原理的不同可分为： （1） 相控整流。（2）高频PWM整流。 3
因此
Vrms v VH VD RF 1 Vd
4
2
2.电压脉动系数Sn：
输出电压中最低次谐波幅值Vnm与直流平均值VD之比。
Sn=Vnm/VD 3.输入电流总畸变率THD（Total Harmonic Distortion）：
输入电流中除基波外的所有谐波电流有效值与基波电流有效值之比。
图5.1 单相半波不控整流
电源电流中的直流分量很大。 很少实用。
8
5.2.2 两相半波不控整流
（双半波不控整流）
原理及波形分析：
性能优于单相半波不控整流：
正负半波均有输出，整流电压直 流平均值高了一倍；
1 VD
0
2VS sint d t 2
2 VS 0.9VS
7
5.2.1 单相半波不控整流
整流电压直流平均值
1 2
VD
0
2VS sint d t
2
VS 0.45VS
VD只与VS有关，不能被调控； 仅正半周有输出：在一个电源周 期中仅一个电压脉波（脉波数）， 称为“半波”；输出电压脉动大，
浅析CUK直直变换器
其它性能。
关键词
Ｃ Ｕ Ｋ直直 变换器 直直变换器 直流开关 电源 应用
文献 标 识 码 ： Ａ
中 图 分 类号 ： Ｔ Ｍ４ ６
电源是现代生活必需品， 衣食住行离不开 电源， 文化娱乐、 从而 保 证 了后 级变 换 器 的优 化 设计 ； 与此 同时 ， 四开 关 Ｂ ｕ ｃ ｋ ． 办公学习、 科 学研 究 、 国防 建 设 、 交 通 运输 都 离 不 了 电源 。计 Ｂ ｏ ｏ ｓ ｔ变 换 器 的滤 波 工作 模 式 还 保 证 了 额 定输 入 电压 附近 效
１ ． １ 直 直 变换 器源 头
１ 直直变换器概述
两类， 前者输 出质量较高的直流 电， 后者输 出质量较高的交流 控制 的四开关单 电感Ｂ ｕ ｃ ｋ ． Ｂ ｏ ｏ ｓ ｔ 结构。 它是 由一个 同步 Ｂ ｕ ｃ ｋ ｏ ｏ ｓ ｔ电路 。此 电路 具 有 升 降 电 。开 关 电源 的 核 心 是 电力 电子变 换器 。电 力 电子 变 换 器 是 电 路通 过 电感 桥 接 到 一个 同步 Ｂ
通信 电源模块 的设计提出了很大的挑战， 尤其是宽输入范围。 电压 、 电流 ， 通过数字Ｐ Ｉ 算法来调节Ｐ Ｗ Ｍ 占空 比 即可 实 现 电 由于通信 电源模块大 多数时间工作在额定 电压下，因此保证 源 的 恒压 、恒 流 输 出和 恒 定 功 率 输 出 。 系统 外 接 了键 盘 和 液
把 原有 的 Ｂ ｕ ｃ ｋ电路 和 Ｂ ｏ ｏ ｓ ｔ 电路 的续 流 二 极 管 用低 应 用 电 力 电子 器 件将 一种 电能 转变 为 另 一管代替， 利用其反向导电特性降低了导 的装置， 按转换 电能的种类 ， 可分为 四种类型： 直流． 直流变换 导通电阻的 ＭＯ
直流变换器调试
DC/DC变换器调试1．连接好电路。
输入电压不要超过40V，建议电压：12V~36V.2．S5断开，并使此时Rp1连入电路中的值较小(5K左右)。
其它开关随意。
测锯芯片产生的锯齿波。
芯片5脚与地的波形，板子上为A,D两点的电压波形。
振荡器频率。
调节RP2，观察锯齿波周期的变化。
调好后锯齿波频率为20K.3．S2断开，S5断开，其它开关均闭合。
测输出电压是否是5V，以此判断板子是否制作成功。
改变输入电压，例如12V~24V，记录输出电压变化（板子上已带负载），输出端空置；输入电压固定15V，输出端接不同阻值负载，记录相应的输出电压。
4．S2断开，S5断开，S4断开，其它开关均闭合，测此时输出端（或板子上MN两点）电压波形。
记录此时只有电感滤波时电压波形；S5断开，S4断开，其它开关均闭合，测此时输出端（或板子上MN两点）电压波形。
记录此时没有电感电容滤波时电压波形；S5断开，其它开关均闭合，录此时只有电容滤波时电压波形。
5．S2断开，S5断开，其它开关均闭合，测芯片输出的PWM信号（BD两点），管子C与E的电压波形；S5断开，S4断开，其它开关均闭合，测芯片输出的PWM信号（BD两占），管子C与E的电压波形；两相比较。
6．断开S3和S1, 其它开关随意。
在G和D点上外加变化的直流电压（G点正）。
外加电压与板子输入电源要有相同的接地，且电压不能大（绝对控制在4.5V内，上限我记不清了，实际中可缓慢增加）记录所加电压在0V到3.5V之间变化时，芯片输出的PWM 信号（BD两点）占空比的变化。
7．S2断开，S5断开，其它开关均闭合，调节RP1观察输出电压的变化（几乎是不变的）；S2断开，S5闭合，其它开关均闭合调节RP1再观观察输出电压的变化。
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ILmax ILmin ILmax ILmin ILmax t ILmin t t
+
uL
-
-
（b）工作状态2（S断开） 图5.18 升降压型电路电感电流 连续时的工作状态
16
图5.19 升降压型电路电 感电流连续时的工作波形
电力电子技术（第二版）
5.2.3 升降压（Buck-Boost）型直直变换器 ug 2. 电感电流临界连续 T
图5.8 降压型电路电流连续与断续临界状态时的工作波形
9
5.2.1 降压（Buck）型直直变换器 3. 电感电流断续工作模式 u T
g
电力电子技术（第二版）
当电流断续时，该电路在1个 开关周期内经历3个工作状态
is S us iL L uL
s
ton 0 t us 0 0 uL Ui-Uo Uo t1 Ui
5.2.1 降压（Buck）型直直变换器 2. 电感电流临界连续
降压型直直变换器电 路的电感电流处于连 续与断续的临界状态 时，在每个开关周期 开始和结束的时刻， 电感电流正好为零。
临界电流 平均值
I oK 1 D 2L U oT s
ug Ts ton 0 t us 0 0 uL Ui-Uo iL Io is iD 0 IDmax t Uo ILmax t Ismax t t1 Ui t t toff t2 t
（a）
Ui
L iL S
uL
+
us
-
ic C
io + R Uo
+
-
D iD
-
（b）
Ui
L iL
uL
+
+
us
-
+ C ic R Uo io -
+
S
D
（c）
+
+ Ui
us
L
+
uL
iD 0
-
-
-
ug 图5.20 升降压型电路电感电流
ห้องสมุดไป่ตู้
断续时的工作状态
18
图5.21 升降压型电路电 感电流断续时的工作波形
电力电子技术（第二版）
io + R Uo
+
us
-
-
-
iD 0
（c）工作状态3（电感电流为零）
14
图5.13 5.14 升压型电路电流断续时的工作状态和波形
电力电子技术（第二版）
5.2.3 升降压（Buck-Boost）型直直变换器
is + Ui S D L iL uL iD + C ic R Uo io
-
+
us
-
+
us
-
+
us
uL
-
+
-
L1 iL1 + C ic R Uo io
-
-
-
-
-
C1 S is
++
us
-
uC1 D iD
+
-
-
-
电流连 续时的 变比 电流断 续时的 变比
K 2L D Ts R
2
M
Uo Ui
D
M
U
o
1 1 D
1 2 4 K
M
Uo Ui
D 1 D
Ui
1 4K 1 2K
s
ton 0 t0 us t1
toff t2 Ui-Uo t t
临界电流 平均值:
I oK
0 uL Ui
1
D
2
iL
Uo ILmax
t
2L
U oT s
Io is iD
t ILmax t ILmax t
图5.22 升降压型电路电感电流连 续与断续临界时的工作波形
17
0
电力电子技术（第二版）
图5.6 降压型电路电流断续 时的工作状态
图5.7 降压型电路电流断续时的工 作波形
电力电子技术（第二版）
5.2.2 升压（Boost）型直直变换器
iL + Ui L S is D iD ic C io + R Uo
-
+
us
uL
-
+
-
-
当开关S接通时，二极管D反向偏置，使输入与输出隔 离，输入能量供给电感L。 当开关S断开时。输入能量以及电感储能供给输出负载。 假设滤波电容C足够大，稳态时，可认为输出电压恒定， uo(t)≈Uo。
电力电子技术（第二版）
第5章 直直变换器
电力电子技术（第二版）
5.1 概述
直直变换器（DC/DC Converter），即直流/直流变换 器，它是将一种直流电源变换为另一种具有不同输 出特性的直流电源的电力电子装置。 它通过对电力电子器件的快速通、断控制，而把恒 定直流电压斩成一系列的脉冲电压，通过控制占空 比的变化来改变这一脉冲序列的脉冲宽度，以实现 输出电压平均值的调节，再经输出滤波器滤波，在 负载上得到电压可控的直流电能。
-
-
图5.17 升降压型直直变换器的基本电路 当开关S接通时，输入提供能量给电感，二极管D反 向偏置；当开关S断开时，电感储能供给负载，此时， 输入不供给能量。 稳态分析时，因电容C足够大，可认为输出电压恒定， 即uo(t)≈Uo。
15
电力电子技术（第二版）
5.2.3 升降压（Buck-Boost）型直直变换器 1. 电感电流连续工作模式
11
电力电子技术（第二版）
5.2.2 升压（Boost）型直直变换器 1. 电感电流连续工作模式
iL + Ui L D
ug ton 0 t us 0 0 uL Ui
Ts toff t1 Uo t t t2 t
S is
+
uL
-
ic C
io + R Uo
+
us
-
-
-
（a）工作状态l（S接通）
iL + Ui L S D iD ic C io + R Uo
均值为零。
② 稳态条件下电容电流在一个开关周期内的平均值
为零。
6
电力电子技术（第二版）
5.2 非隔离型直直变换器 5.2.1 降压（Buck）型直直变换器
is S us iL L uL
+
Ui
+
+
D iD
-
ic C
io + R Uo
-
-
图5.3 降压型直直变换器的电路结构
该电路存在电感电流连续和电感电流断续两 种工作模式。
3
电力电子技术（第二版）
5.1 概 述
2.直直变换器的基本电路及波形
如果开关导通时间设为ton，关断时间设为toff，从波 形图中可看出，输出的平均电压Uo大小取决于开关 的通断时间（ton和toff）。
4
电力电子技术（第二版）
5.1 概 述
3.控制输出电压基本的三种方法： u
① 定频调宽控制。这种控制方式 是保持开关工作频率不变，只 改变开关的导通时间ton。 ② 定宽调频控制。这种控制方式 是保持开关导通时间ton 不变， 而改变开关的工作频率。 ③ 调频调宽混合控制。这种控制 方式不但改变开关的工作频率， 而且也改变开关的导通时间。
t t Uo-Ui ILmax t ILmax t ILmax t
图5.15 升压型电路电感电流连续与断续临界状态时的工作波形
13
电力电子技术（第二版）
5.2.2 升压（Boost）型直直变换器 3. 电感电流断续工作模式
iL + Ui L D
ug ton 0 t us 0 0 uL
Ts toff t1 Uo t2 Uo-Ui t3 t
toff t2 Ui-Uo t3 t
+
Ui
+
+
D
-
ic C
io + R Uo
S iL L uL + Ui us
D iD is S us L
t t
-
ic C
io + R Uo
+
+
iL Io is iD 0
ILmax t ILmax t ILmax t
+ Ui
uL
D
-
ic C
io + R Uo
+
-
+
-
10
S is
+
uL
-
ic C
io + R Uo
+
us
-
-
D
（a）工作状态1（S接通）
iL + Ui L iD ic C io + R Uo
t t
+
uL
S
+
us
Ui Uo-Ui iL Io is ILmax
L
-
D
（b）工作状态2（S断开）
+
+ Ui uL
t ILmax t ILmax t
S is
ic C
5.2.4 Cuk型直直变换器
iL + Ui L uL C1 L1 iL1 + C ic R Uo io
S is
++
us
-
uC1 D iD
+
-
-
-
Cuk（丘克）型直直变换器的电路结构 Cuk变换器可输出相对于输入电压为负极性的 电压，电路中电容C1用于存储能量并把输入 能量传送到输出端。