第三章01-降压型直流变换器

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直流直流变换器介绍课件

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3
高频交流电经过变压器后,再通过整流 和滤波,将高频交流电转换为直流电。
4
直流直流变换器可以实现电压、电流和 功率的调节,以满足不同的应用需求。
应用领域
电动汽车:作为动 力系统的核心部件,
实现能量转换和分 1

航空航天:为航天 4
器提供稳定的电源, 确保航天任务的顺
利完成
太阳能发电:将太 阳能转化为电能,
直流直流变换器介绍课件
演讲人
目录
01. 直流直流变换器概述 02. 直流直流变换器分类 03. 直流直流变换器设计要点 04. 直流直流变换器发展趋势
直流直流变换器概述
基本概念
直流直流变换器: 将直流电转换为 直流电的设备
输入电压:变换 器接收的直流电 压
输出电压:变换 器输出的直流电 压
转换效率:变换 器将输入电压转 换为输出电压的 效率
拓扑结构:变换 器的电路结构, 如升压、降压、 升降压等
控制方式:变换 器的控制方式, 如PWM、PFM 等
应用领域:直流 直流变换器的主 要应用领域,如 电力电子、新能 源等
工作原理
1
直流直流变换器是一种将直流电转换为 直流电的设备。
2
其工作原理是通过控制开关管的通断, 将直流电转换为高频交流电。
考虑电路的损 耗和效率
考虑电路的稳 定性和动态性 能
考虑电路的体 积和成本
考虑电路的可 扩展性和可维 护性
控制策略设计
1
控制目标:实现直流直流变换器的稳 定、高效运行
2
控制方法:采用PID控制、模糊控制、 自适应控制等方法
3
控制参数:根据系统特性和需求,调 整控制参数以实现最佳性能
4

第3章 直流变换器

第3章 直流变换器

第3章 直 流 变 换 器直流变换器,即直流-直流变换器,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。

直流变换是为解决系统效率,特别是大功率系统的效率而提出的解决方案。

它是一种将直流电能变换成负载所需的电压或电流可控的直流电能的电力电子装置。

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,在被控负载上得到电压或电流可控的直流电能。

直流变换器按照电路拓扑可以分为基本的不带隔离变压器的直流变换器和带隔离变压器的直流变换器两大类。

基本的直流变换器是通过开关管,再经电容、电感等储能滤波元件将输入的直流电压变换为符合负载要求的直流电压或电流。

这种变换器适用于输入输出电压等级相差不大,且不要求电气隔离的应用场合。

基本的直流变换器有多种电路接线形式,根据其电路结构及功能分类,本章将讨论以下四种基本类型:(1)Buck 直流变换器;(2)Boost 直流变换器;(3)Buck-Boost 直流变换器;(4)Boost-Buck 直流变换器。

其中,(1)、(2)两种是直流变换器最基本的结构;(3)、(4)是前两种基本结构的组合形式。

本章将详细分析上述四种变换器的基本原理和稳态工作特性,分析过程中,为便于理解把变换器中的功率器件看作理想开关,并且对电路中电感和电容的损耗忽略不计。

此外还假定变换器的直流输入电源为理想的恒压电压源。

直流变换器输出端所带负载常用一等效电阻来表示。

而在直流电机驱动中,电机负载可表示为直流电压与绕组电阻和电感的串联等效电路。

3.1 基本直流变换器3.1.1 Buck 直流变换器Buck 变换器(又称作降压变换器)就是将直流输入电压变换成相对低的平均直流输出电压。

它的特点是输出电压比输入的电压低,但输出电流比输入电流高。

它主要用于直流稳压电源中,在这些应用场合,变换器的输出电压可根据输入电压和负载阻抗进行调节。

直流变换器的设计(降压)

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。

《直流直流变换器》课件

《直流直流变换器》课件
优点与不足
直流直流变换器具有高效率、较小的尺寸和重量,但在设计和控制上存在一定的挑战。
直流直流变换器的工作原理
1
基础电路结构
直流直流变换器的基础电路结构包括功率开关、滤波电感、滤波电容和控制电路。
2
Hale Waihona Puke 工作模式及转换过程直流直流变换器在不同工作模式下,可以完成直流电能的变换和传输过程。
3
调制方式
直流直流变换器可以通过脉宽调制、调频调制和相移调制等方式实现电能转换的控制。
各种调制方式的实现技术
脉宽调制技术
通过改变脉冲宽度的方式来实 现直流直流变换器的电能转换 控制。
调频调制技术
通过调整载频的方式来实现直 流直流变换器的电能转换控制。
相移调制技术
通过改变相位差的方式来实现 直流直流变换器的电能转换控 制。
直流直流变换器的应用
直流传动系统中的应用
直流直流变换器被广泛用于 电动汽车、电动船舶和工业 机械等直流传动系统。
建筑节能系统中的应用
直流直流变换器可提高建筑 节能系统的能效,减少能源 消耗。
光伏发电系统中的应用
直流直流变换器被用于将太 阳能电池板产生的直流电能 转换为交流电网所需的电能。
总结
1
直流直流变换器的现状与前景
直流直流变换器在能源转换和传输领域具有广阔的应用前景。
2
发展趋势
直流直流变换器的发展趋势包括高效率、高可靠性、智能化和可持续发展等方向。
《直流直流变换器》PPT 课件
直流直流变换器(Direct Current Converter)是一种在电力电子技术领域应用 广泛的设备,用于将直流电能转换为直流电能。
介绍直流直流变换器
定义

第三章01-降压型直流变换器

第三章01-降压型直流变换器
忽略VT和VD的开关损耗 VT导通饱和压降
Ui
_
C
Uo _
uVTS=1v
图5 降压型开关电源电路图
ube
O T ton
饱和(通态)
VD导通饱和压降
t
uVDS=1v
PVTS晶体管VT的导通损耗 PVDS续流二极管的导通损耗 得
Pi=P0+PVTS+PVDS
uce
toff t Ui U0 t Ui-U0 t l0 lLV O
ube O T t
T=ton+toff
uce
ton
饱和(通态)
toff
t
O
t1
+
VT ib VD Uo’
+
UL _ C + _ RL
+
Io
一、工作原理
1.开关管的导通期ton VT导通, VD而截止,电感L储能,流过电感 的电流增大,电感两端的感应电动势UL的方 向: UL左(+) 右(-) 电源一方面让电感储能,一方面向负载供电。
例 在降压型开关电源中,设其输出直流电压U0=48V,当其占 空比D能在0.1—0.9之间变化时,问电网电压在什么范围内变 化时,其输出电压U0能够维持恒定不变?(设单相全波整流, 整流后的输出约等于交流电的有效值乘1.2).
例 在降压型开关电源中,设其输出直流电压U0=48V,当其占空比D能在0.1—0.9之 间变化时,问电网电压在什么范围内变化时,其输出电压U0能够维持恒定不变?
1 1 1 u i u0 i LP i L t on 2 2 2 Lmin
ui u0 t on 2I 0 u0 ( ui 1) u0 t on 2I 0
iVT iVT iVT

《直流直流变换器》课件

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测试方法与步骤
• 测试方法:采用恒流恒压源进行测试,分别对输入电压、 输出电压、输入电流、输出电流进行测量。
测试方法与步骤
测试步骤 1. 将DC电源设置为所需的输入电压。
2. 将DC-DC变换器模块连接到电源和测量设备上。
测试方法与步骤
01
3. 启动电源,并记录测量数据。
02
4. 改变输入电压,重复步骤3。
集成化
集成化技术使得多个功能模块在单一芯片上实现 ,提高了系统的可靠性和紧凑性。
市场发展前景
电动汽车市场增长
随着电动汽车市场的不断扩大,直流-直流变换器的需求量将大 幅增加。
分布式电源并网
分布式电源并网技术的发展将促进直流-直流变换器在分布式能 源系统中的应用。
工业自动化
工业自动化领域的快速发展将带动直流-直流变换器在电机驱动 、自动控制系统等领域的应用。
03
5. 分析测量数据,得出结论。
实验结果分析
数据分析
根据测量数据,分析DC-DC变换器的性能指标 ,如效率、电压增益、电流增益等。
结果比较
将实验结果与理论值进行比较,分析误差原因 。
结论总结
根据实验结果,总结DC-DC变换器的性能特点,并提出改进意见。
05
直流-直流变换器的应用实例
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
可靠性和可维护性。
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW ERA
04
直流-直流变换器的实验与测试
实验平台搭建
实验设备
实验平台调试
DC电源、DC-DC变换器模块、电压 表、电流表、电感、电容等。
确保实验设备的正确连接,并进行必 要的调试,以确保实验的顺利进行。

直流降压变换器课程设计

直流降压变换器课程设计

直流降压变换器课程设计
1 引言
直流降压变换器是电子电路中常见的一种电源电路,可将输入的高电压直流信号转换为稳定的低电压直流信号。

在本篇文章中,我们将对直流降压变换器的设计进行介绍。

2 基本原理
直流降压变换器的基本原理是通过谐振电路产生一定的自激振荡频率,控制开关管的导通与断开,从而使输入电源电压经过空心电感器的分压作用,输出一个稳定的较低电压信号。

3 设计参数
在设计直流降压变换器时,需要考虑电感器、电容器与开关管的参数,以及谐振频率等因素。

其中,电感器的选取需根据负载电流大小来选择,开关管的选用须能承受较大的电流,同时对温度变化的影响较小。

此外,电容器的选用需考虑其容值、耐压和ESR等因素。

4 仿真实验
为验证直流降压变换器的效果,在设计完成后需进行仿真实验,以便确定电路的可靠性与稳定性。

在仿真实验中,可将实验参数设定为:输入电压为24V,输出电压为12V,输出电流为2A。

5 结论
直流降压变换器是一种常见的电源电路,其性能稳定、功率转换效率高,被广泛应用于各种电子电路中。

在设计直流降压变换器时,需注意电感器、电容器与开关管的参数设置,以及谐振频率等因素。

在实验测试中,还需考虑变换器的可靠性与稳定性等因素,以保证实际应用效果的稳定性和可靠性。

升降压变换电路BuckBoost

升降压变换电路BuckBoost

工作原理:
T1、T4同时开关,T2、T3同时开关。
当T2、T3开通,而T1、T4关断时,电压Ud加在变压器原边, 副边一个二极管导通向负载传递能量。
当T1、T4开通,而T2、T3关断时,电压-Ud(负号表示同名 端相反)加在变压器原边,副边另一个二极管导通向负载 传递能量。
3.7 直流变换电路的PWM控制技术
UO
N2 N1
DUd
(3.6.2)
与降压变换器(Buck)的输入输出电压公式对 比,多了变压器的匝比。
为了满足磁通复位的要求,即开关管关断后,变 压器中的磁通能复位,该电路的占空比D不能超 过0.5。
3.6 带隔离变压器的直流变换器
3.6.3 推挽式变换器(属于正激式变换器)
图3.6.3 推挽式变换器电路
可求得输入输出电压关系为:
U 0 - 1 D D U d
(3.4.5)
上式中,D为占空比,负号表示输出与输入电压反相
当D=0.5时,U0=Ud; 当0.5<D<1时,U0>Ud,为升压变换; 当0≤D<0.5时,U0<Ud,为降压变换。
3.4 升降压变换电路
➢3)工作原理:(续)
➢ 采用前几节同样的分析方法可得临界电感值为:
输出纹波电压: 在Boost电路中,如果滤波电容C的容量足够大,则输出 电压U0被滤得非常平。然而实际中的电容不可能为无穷大, 所以直流输出电压总会有纹波成份。
电流连续时的输出电压纹波为
U 0 DTs U0 RC
上式表明通过选择合适的C值,可以限制输出纹波电压的大 小。
3.4 升降压变换电路
• 1) 概述:
• 直流变换电路的常用工作方式主要有两种:
• ① 脉冲频率调制(PFM)工作方式: 即维持ton不变,改变TS。一般很少采用。

直流直流变换器

直流直流变换器
利用软开关技术,如ZVS(零电 压开关)或ZCS(零电流开关), 降低开关损耗,提高变换器的效
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

直流-直流变换器

直流-直流变换器
1 + 1 + 2D 2 R / Lf 2
I L max
t
vL
Vi
T 'off = D1Ts
Vo -Vi T dis T off
t
Ts
Ton
V0 M= = Vi
(f)电感电流断流时波形图
3.3 直流降压-升压变换器(Buck-Boost变换器)
D T + Vg V L L Vo
iD
-
Vi
C
iL
输出电压波动量计算
i
i
v
g
T
T
on
off
t
T
s
v EO
T G D E +
vl
L C
-
Vo
i
C
i
i
o
L
I
L max
Vi
o
+ -
Vg
iL
C
R
I L = Io
I
L min
t
io
o
iT
iT
I I
L max
i
i
D
T
L min
t
v

电容C在一个开关周期内的充 电电荷为:
Di 1 Di T DQ = L s = L 2 2 2 8f
iL
(a)
Io
t
iL
iL
Di L = I L max
(b) iLmax = DI L
DTS D1TS ' = Ton = Toff
Io
1 Vi - V0 DTS 2 L V - V0 = i D 2 Lf Vi = D (1 - D ) 2 Lf

降压型PWMDC-DC变换器

降压型PWMDC-DC变换器

04
降压型PWMDC-DC变换器 的设计考虑
输入输出参数设计
输入电压范围
根据应用需求确定输入电压范围,以确保变换器 能够正常工作。
输出电压和电流
根据负载需求确定输出电压和电流,以满足系统 要求。
效率
优化输入输出参数设计,提高变换器的效率,减 少能量损失。
控制电路设计
01
02
03
PWM控制器
选择合适的PWM控制器, 实现输出电压和电流的稳 定调节。
宽范围输入
降压型PWMDC-DC变换器具有宽范围的输入电压适应能力 ,可以适应不同电源和负载条件下的输入电压变化。
自动调节功能
当输入电压发生变化时,降压型PWMDC-DC变换器能够自 动调节输出电压,保持稳定的输出电压。
输出电压稳定
高精度输出
降压型PWMDC-DC变换器采用高精 度电压反馈控制,能够实现高精度的 输出电压稳定。
反馈网络
设计合适的反馈网络,将 输出电压和电流信息反馈 给PWM控制器,以实现 闭环控制。
驱动电路
设计适当的驱动电路,驱 动功率开关管进行开关动 作,实现DC-DC变换。
保护电路设计
过压保护
当输出电压超过一定值时,自动切断输出,保护负载免受损坏。
过流保护
当输出电流超过一定值时,自动降低输出电压或切断输出,防止变 换器过热或损坏。
THANKS
采用SiP技术,将降压型PWMDC-DC变换器与其他相 关元器件封装在一起,形成完整的电源解决方案,提 高系统集成度。
绿色环保、可持续发展
绿色环保
采用环保材料和低能耗设计,降低降压型PWMDC-DC 变换器对环境的影响,符合绿色能源的发展趋势。
可持续发展

第三章 DC-DC变换器

第三章 DC-DC变换器

为了减小输出电压、输出电流的脉动幅度,可 以考虑在电路中加入适当的滤波环节(提示: 电容电压不突变,可用于滤平电压脉动;电感 中的电流不突变,可用于滤平电流脉动)






3.1.1 buck型 DC-DC变换器的基本结构
为抑制输出电压脉动,可在图3-1a所示的基本原 理电路中加入输出滤波元件(如:电容C)如图32a所示
VD +
L L
VD
L
RL
-
uo ii u i
VT
VT CVD
io u i o i C RL
RL
-
+
io
VT C
RL
d)
c)
d)






3.1.1 buck型 DC-DC变换器的基本结构
DC-DC变换电路中的储能元件(电容、电感)有 滤波与能量缓冲两种基本功能: 滤波元件常设臵在变换器电路的输入或输出 能量缓冲元件常设臵在变换器电路的中间
IO
i
3-1c所示。
c)
DC-DC电压变换原理电路及 输入、输出波形
显然,若令输出电流的平均值为Uo则 Uo≤ d)Ui ,可见,图3-1a所示的电压变 换电路实现了降压型DC-DC变换器( buck电压变换器)的基本变换功能






3.1.1 buck型 DC-DC变换器的基本结构
图3-1b为基本的DC-DC电流变换原理电 路,输入电流源Ii通过开关管VT与负载 RL相并联
以上讨论了buck型 变换器的构建,那 么如何实现升压型 (boost)的电压变 换和升流型(boost )的电流变换呢?
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忽略VT和VD的开关损耗 VT导通饱和压降
Ui
_
C
Uo _
uVTS=1v
图5 降压型开关电源电路图
ube
O T ton
饱和(通态)
VD导通饱和压降
t
uVDS=1v
PVTS晶体管VT的导通损耗 PVDS续流二极管的导通损耗 得
Pi=P0+PVTS+PVDS
uce
toff t Ui U0 t Ui-U0 t l0 lLV O
饱和(通态)
T Toff
t
Lmin
t iLp l0 lLV l0 lLV l0 lLV
u0 (1
t on ) T T u0 (T t on ) u0 t off 2I 0 2I 0 2I 0
O iL φL iL φL iL φL O
t1
t on T t off D , t off (1 D )T T T
例:u0=48v,则η =48/49≈98%
- 0
U
lLM iVT iVD
t
若考虑VT和VD的开关损耗及储能电感的损耗,效率要低些。
+
VT ib VD Uo’
L
+ + _ RL
Io
四、储能电感L电感量的计算:
开关稳压电路有三种工作状态: (电感电流)连续工作状态(CCM) (电感电流)临界工作状态(Critical) (电感电流)不连续工作状态(DCM)
+
VT ib VD Uo’
L
+ + _ RL
Io

Ui
_
C
u0 ( Lmin
u0
Uo _
ui u 1) u0 (1 0 ) u0 u ui 0T T 2I 0 ui 2I 0
t on u t ui , 0 o n T ui T
--①
图5 降压型开关电源电路图
ube O uce Ton
O O φL O
t1
电感L对负载供能。
uL ≈ u0(忽略了二极管VD导通饱和压降)
diL uL u0 常量 dt L L
- 0
U
lLM iVT iVD
iL直线下降
t
toff期间iL的减小量 iVD=iL
u0 I L 减少= t off= I VD 减少 L
+
VT ib VD Uo’
L
+ + _ RL
Io
二、输入输出电压的关系式
方法1:
Ui
_
C
Uo _
I L 增加t =I L
on
图5 降压型开关电源电路图
减少t o ff
ube
O T ton
饱和(通态)
ui uo uo t on t off L L
t
t on u0 ui T
uce
toff t Ui U0 t Ui-U0 t l0 lLV O
Ui
_
Uo’
Uo _
图5 降压型开关电源截止期电路图
u0’=uVDS=1v
电感放电,电感电流iL下降 感应电动势UL的方向: UL左(-) 右(+) 大小:
ube
O T ton
饱和(通态)
t
uce
toff t Ui U0 t Ui-U0 t l0 lLV O
uL L
diL dt
u 0’ uL iL

D
t on T 占空比
u0=Dui
方法2:输出电压u0等于其滤波前u0’的平均值
u 0’ uL iL
O O φL O
t1
u0
ui t on uVDs t off T
- 0
U
lLM iVT iVD
t on ui Dui T
t on T u0 ui
t
稳压原理:
+
VT ib VD Uo’
1 1 1 u i u0 i LP i L t on 2 2 2 Lmin
ui u0 t on 2I 0 u0 ( ui 1) u0 t on 2I 0
iVT iVT iVT
iVD iLp iVD iLp iVD

Lmin
t
ton u0T u0 ui,t on T ui
VD—续流二极管,当开关管 VT截止时,VD 提供一个称为“续流”电流的通路,使电感 电流不致迅变中断,避免电感感应出高压而 将晶体管击穿损坏。此续流通路也是电感能 量放出到负载的通路。 L—储能电感,有两个作用:能量转换和滤 波 C—滤波电容,减小负载电压的脉动成分和 减小输出阻抗。 RL—等效负载电阻,用电设备。
p0 u0 I 0
pVDS I 0 uVDS t off T
u 0’ uL iL
O O φL O
t1
pVTS I 0 uVTS t on T
pi u0 I 0 I 0 (t on t off ) T I 0 (u0 1)
p0 u0 I 0 u0 pi I 0 ( u0 1) u0 1
1、先将直流电压Ui通过高频开关转变成斩波,通过 L、C将斩波 滤波成直流电压。当Ui变化时,靠改变斩波的宽窄来实现输出不 变,并实现稳压的。 2、L、C将斩波滤波成直流电压。在低频时电感和电容体积和 重量会很大,所以低频时不用开关电源。
+
VT ib VD Uo’
L
+ + _ RL
Io
三、开关稳压电路的效率:
第三章 直流变换器
第二节 降压型开关电源
第二节 降压型开关电源
+ VT ib VD Uo’
L
+ + _ RL
Io
Ui
_
C
Uo _
图5 降压型开关电源电路图
VT—高频晶体开关管, 工作在:导通饱和状态 截止状态 起开关作用,可用MOS管和IGBT管代替; 开关管与负载RL侧电路相串联,VT的反复 周期性导通和截止,控制了Ui是否加到负 载RL的时间比例,起到斩波作用。

iVT iVT iVT
iVD iLp iVD iLp iVD
Lmin
u0 (1 D)T --------② 2I0
在调频(PFM)式开关电源中,常按式②来选取
Lmin ,D应取最小值,T应取最大值Tmax 。
t
在调宽(PWM)式开关电源中,按式①选取Lmin , 式中toff应取最大值。
+
toff t Ui U0 t Ui-U0 t l0 lLV O
2、在电路中二极管截止时所承受的反向电压应 小于该二极管允许的最大反向电压。
u 0’ uL iL
O O φL O
t1
ton期,VD截止,受反向电压ui,选择uRM>ui
3、选VD导通压降小的,减少导通损耗。 4、二极管的响应速度应大于等于开关速度。 总之:选最高反向工作电压uRM≥ui;
例 在降压型开关电源中,设其输出直流电压U0=48V,当其占 空比D能在0.1—0.9之间变化时,问电网电压在什么范围内变 化时,其输出电压U0能够维持恒定不变?(设单相全波整流, 整流后的输出约等于交流电的有效值乘1.2).
例 在降压型开关电源中,设其输出直流电压U0=48V,当其占空比D能在0.1—0.9之 间变化时,问电网电压在什么范围内变化时,其输出电压U0能够维持恒定不变?
Ui
_
Uo _
图5 降压型开关电源导通期电路图
ube
O T ton
饱和(通态)
t
u0’ ≈ ui uL ≈ ui-u0
uce
toff t Ui U0 t Ui-U0 t l0 lLV O
diL uL L dt
u 0’ uL iL
O O φL O
t1
diL uL ui uo 常量 dt L L
Ui
_
C
Uo _
图5 降压型开关电源电路图
ube O uce Ton
饱和(通态)
T Toff
t
流过储能电感的电流iL刚刚不出现间断时所 需的储能电感量为最小电感量,即临界状态 时的电感量。
O iL φL iL φL iL φL O
t iLp l0 lLV l0 lLV l0 lLV
t1
I L I0
ui uo iL直线上升 t on ton期间iL的增量 I L L
iVT i L

U0 lLM iVD
iVT
t
电感L中磁场储能:
ui uo IVT I L t on L 1 2 W Li L 2
+
VT ib VD
_ UL C
+ + _ RL
+
Io
2、开关管截止期toff : VT截止, 电感上的电流iL不能发生突变, VD导通,VD导通成为续流二极管
2.晶体管集一射极间所需承受的最大峰值 电压ucep>ui(开关管的受压波形)
- 0
U
iLp iVT iVD
t
ucep>=ui
+
VT ib VD Uo’
L
+ + _ RL
Io
Ui
_
C
Uo _
图5 降压型开关电源电路图
ube
O T ton
饱和(通态)
t
3.开关管的开关频率:与电路的工作频率相同 . 4.晶体管导通时集一射极间的压降小, 导通损耗 小,提高电路效率.
只要求等于或大于输入电源电压ui即可。
3.储能电感在功率晶体管导通时能将电能变为 磁能储存起来,而在晶体管截止时,又能将储 存的磁能变为电能继续向负载供电,电源带负 载能力强,电压调整率好。 4.储能电感和输出电容Co组成了“L”型滤波器 ,能进一步降低输出电压中的纹波成分。 缺点: 1.在这种电路中,功率晶体管和负载是直接与整流电源 串联的,故万一晶体管被击穿短路时,负载两端电压 便升高到直流电源电压ui,这就会使负载因承受过电 压而损坏。 2.这种电路和交流电网之间直接连接,没有电的隔离。
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