降压型(BUCK)DC-DC电路的设计与制作设计报告.doc

降压型(BUCK)DC-DC电路的设计与制作设计报告.doc

ID:55157848

大小:716.50 KB

页数:9页

时间:2020-04-29

降压型(BUCK)DC-DC电路的设计与制作设计报告.doc_第1页
降压型(BUCK)DC-DC电路的设计与制作设计报告.doc_第2页
降压型(BUCK)DC-DC电路的设计与制作设计报告.doc_第3页
降压型(BUCK)DC-DC电路的设计与制作设计报告.doc_第4页
降压型(BUCK)DC-DC电路的设计与制作设计报告.doc_第5页
资源描述:

《降压型(BUCK)DC-DC电路的设计与制作设计报告.doc》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在工程资料-天天文库

1、课题三:降压型(BUCK)DC-DC电路的设计与制作姓名:学号:得分:一、实验目的1).学习和了解DC-DC变换电路的特点;2).掌握降压型(BUCK)DC-DC电路的结构和工作原理;3).熟悉强、弱电电路的隔离应用;4).培养电子电路的设计能力和基本应用技能。二、课题任务1)设计参数要求:①DC-DC主电路输入电压VI=12V;②输出电压:VO=5V;③输出电流:IO=1A;④输出电压纹波峰-峰值Vpp≤50mV,即纹波≤1%;⑤额定输出功率PO=5W。2)PWM驱动信号:①PWM驱动信号频率fS=20kHz;②PWM驱动信号占空比可调;3)驱动电

2、路:驱动电路应为单端输入、双端浮地输出。5)撰写完整的实习报告。三、实验原理BUCK电路就是降压电路,开关S闭合的时候,VD二极管承受负压关断,电感充电,电流正向流动,电流值呈现指数上升趋势。开关S断开的时候,VD二极管起续流作用,电感开始放电,电流逐渐下降,通过负载和二极管回到电感另外一端,短暂供电。这样电压就能降低。实际使用的时候,S开关是通过MOSFE或者IGBT实现的,输出电压等于输入电压乘以PWM波的占空比。开关电源总的来分有隔离型和非隔离型电路。所谓非隔离型电路是根据电路形式的不同,可以分为降压型buck电路、升压Boost型电路、升降压

3、Buck-Boost型电路、Cuk型丘克电路、Sepic型电路、Zeta型电路。我们这里主要分析降压型DC-DC转换器的工作原理,Buck电路如图1所示。图中功率MOSFET为开关调整元件,它的导通与关断由控制电路决定;L和C为滤波元件;开关截止时,二极管VD可保持输出电流连续,所以通常称为续流二极管。控制电路输出信号使开关管VT导通时,滤波电感L中的电流逐渐增加,因此贮能也逐渐增大,电容器C开始充电。忽略MOSFET的导通压降,MOSFET源极电压应为Uin。图1降压变换器原理图当施加输入直流电压Ui后,降压型电路需经过一段较短时间的暂态过程,才能

4、进入到稳定工作状态。在稳态工作过程中,降压型电路存在着滤波电感电流连续模式(ContinuousCurrentMode,CCM)和电感电流断续模式(DiscontinuousCur-rentMode,DCM)两种工作模式。电感电流连续模式是指滤波电感L上的电流iL总是大于0,而电感电流断续模式是指在开关关断期间,有一段时间iL=0。下面就分别分析这两种工作模式。1.电感电流连续模式当电感电流连续时,Buck型电路在一个开关周期内经历两个开关状态,即开关导通t0~t1和开关关断tl~t2两个时间段,两种开关状态电路如图2所示(图中虚线表示该段电路在该时

5、段没有电流流过)。图2Buck电路CCM模式下开关状态(a)S导通;(b)S断开在t0~t1时段,如图2(a)所示,在t=t0时刻,开关S受激励导通,输入电压Ui通过开关S加到二极管VD、输出滤波电感L和输出滤波电容C上,二极管VD因承受反向电压而截止。开关S保持导通到t1时刻,流过开关S的电流is等于滤波电感电流iL。在这段时间内,加在滤波电感L上的电压为Ui-Uo,由于Ui>Uo,这个电压差使电感电流iL线性上升,于是有(式3-1)当t=t1,Δt1=t1-t0=ton时,iL从最小值iLmin线性上升到最大值iLmax,iL的增量为(式3-2)

6、式中:D=ton/T,称为占空比;ton为开关S的导通时间。在t1-t2时段,如图2(b)所示,在t=t1时刻,开关S关断。由于在t0~t1时段滤波电感L储能,电感电流iL通过续流二极管VD继续流通。在这段时间内,加在滤波电感L两端的电压为-Uo,电感电流iL线性减小。当t=t2,Δt2=t2-t1=toff时,iL最大值iLmax线性减小到最小值iLmin,iL的减小量为直到t2时刻,开关S再次受激励导通,开始下一个开关周期。(式3-3)对应于一个开关周期T的两个时段t0~t1和t1~t2内,电路中主要电压和电流波形,如图3所示。图3Buck型CC

7、M模式下相关波形图从图3可以看出,开关S导通期间,电感电流iL的增量ΔiL+等于开关S关断器件电感电流iL的减小量iL-,即ΔiL+=iL-。将式(3-2)、式(3-3)代入,得到Uo=DUi(式3-4)式(3-4)表明,Buck型电路输出电压与占空比D成正比,且占空比总小于1,因此输出电压总是小于输入电压,这也是其成为降压型变换电路的原因所在,改变占空比即可输出电压。忽略电路损耗,输入功率与输出功率相等,即Pi=Po(式3-5),因此有UiIi=UoIo(式3-6),结合式(3-4),得到Ii=DIo(式3-7)四、控制电路方案选择(a)控制电路需

8、要实现的功能是产生控制信号,用于控制斩波电路中主功率器件的通断,通过对占空比的调节达到控制输出电压大小的目的

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文

此文档下载收益归作者所有

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文
温馨提示:
1. 部分包含数学公式或PPT动画的文件,查看预览时可能会显示错乱或异常,文件下载后无此问题,请放心下载。
2. 本文档由用户上传,版权归属用户,天天文库负责整理代发布。如果您对本文档版权有争议请及时联系客服。
3. 下载前请仔细阅读文档内容,确认文档内容符合您的需求后进行下载,若出现内容与标题不符可向本站投诉处理。
4. 下载文档时可能由于网络波动等原因无法下载或下载错误,付费完成后未能成功下载的用户请联系客服处理。