第3章 直直bak

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1、1电力电子学—电力电子变换和控制技术（第三版）陈坚编著华中科技大学第三章直流/直流变换器3.1直流/直流降压变换器(BuckDC/DC变换器)3.2直流/直流升压变换器(BoostDC/DC变换器)3.3直流升压-降压变换器(Boost-Buck变换器或Cuk变换器)*3.4两象限、四象限直流/直流变换器*3.5多相、多重直流/直流变换器3.6带隔离变压器的直流/直流变换器3.7具有中间交流环节(DC-AC-DC)变压器隔离型直流变换电源DC/DC变换器----需要理解的基本概念输入、输出都是直流电压源电压源的基本特性：负

2、载变化、输入电压变化时都能保证输出电压不变由于是电压源，所以当负载阻抗越大时，负载上消耗的功率越小-----“小负载”；当负载阻抗越小时，负载上消耗的功率越大----“大负载”第三章直流/直流变换器3.1直流/直流降压变换器(BuckDC/DC变换器)3.2直流/直流升压变换器(BoostDC/DC变换器)3.3直流升压-降压变换器(Boost-Buck变换器或Cuk变换器)*3.4两象限、四象限直流/直流变换器*3.5多相、多重直流/直流变换器3.6带隔离变压器的直流/直流变换器3.7具有中间交流环节(DC-AC-DC)

3、变压器隔离型直流变换电源3.1直流/直流降压变换器（BuckDC/DC变换器）3.1.1电路结构和降压原理3.1.2电感电流连续时工作特性3.1.3电感电流断流时工作特性Ui=100VUo=50VIo=10A设计要求：直流变换器Ui=100VUo=50VIo=10A设计要求：直流变换器：电阻分压=UoIo/UiIo=Uo/Ui=50/100=50%Ploss=5010=500(W)UR=100-50=50(V)效率太低!!!无法自动稳压!Ui=100VUo=50VIo=10A设计要求：直流变换器：线性模式=UoI

4、o/UiIo=Uo/Ui=50/100=50%UQ=100-50=50(V)效率太低!!!无法自动稳压!PQ=UQIQ=5010=500(W)可以自动稳压!Ui=100VUo=50VIo=10A设计要求：直流变换器：开关模式Ton：导通时间Ts：开关周期D：占空比50VUi=100VUo=50VIo=10A设计要求：Qon:PQ(on)=VcesIo0100%Ploss0Qoff:PQ(off)=VinIceo0直流变换器：开关模式可以自动稳压!效率很高！滤波器续流二极管DBuck变换器降压式变换器L

5、fCf3.1直流/直流降压变换器（BuckDC/DC变换器）3.1.1电路结构和降压原理3.1.2电感电流连续时工作特性3.1.3电感电流断流时工作特性为获得开关型变换器的基本工作特性，简化分析，假定的理想条件是：（1）开关管和二极管从导通变为阻断，或从阻断变为导通的过渡过程时间均为零（开关损耗为零）；（2）开关器件的通态电阻为零，电压降为零。断态电阻为无限大，漏电流为零（通态损耗、断态损耗为零）；（3）电路中的电感和电容均为无损耗的理想储能元件（4）线路阻抗为零。电源输出到变换器的功率等于变换器的输出功率（有功功率）：V

6、SIS=VOIO理想的电力电子变换器电路的开关状态和工作波形Si+-liCiOiSVCLRttttttgvTiLiEOvciovmaxLIminLImaxLIminLIoLII=QD2sToVoffTSvonTsTLiD+21LiD-21onToffTsTTiTiDiSv稳态的含义（结合一个周期的电感电压、电容电流平均值）负载电压、电流的变化很小，在分析其它量变化情况时可以认为不变电路的开关状态和工作波形RDSVoi+-lilvTovLCttttttgvTiLiEOvciovmaxLIminLImaxLIminLIoLII

7、=QD2sToVoffTSvonTsTLiD+21LiD-21onToffTsTTiTiDiSv开关周期、开关频率的概念电感电流连续变压比、导通比的定义变压比与电路结构和导通比都有关系，它们之间的关系可用多种方法推导。导通比（占空比）：变压比：方法一、用波形积分的方法求变压比vEO的直流分量为V0（？）:CTEGRLODSVSigVovoiFoI(a)电路tgVonTonToffTsT(b)驱动信号(t)iVptwp-0)(EOovvioDVV=(c)输出电压波形2sT-2sTsTp2ODi方法二、用傅立叶分解方法求变压比

8、和谐波分量在许多实际的电力电子变换器中，由于电路开关通-断状态在时间上的对称性，使电压、电流波形具有某些特定的对称性，从而使其付立叶级数表达式中某些项系数为零，且其它项系数的计算也变得比较简单。物理上这种情况就是这时电流或电压波形中不存在某些电流或电压分量。偶函数（奇函数）：正弦（余弦和常数）项系数为零