非隔离型dcdc变换器-buck

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1、非隔离型DC/DC变换器——Buck变换器1参考文献[1]SIOMNANG,ALEJANDROOLIVA.开关功率变换器——开关电源的原理、仿真和设计，机械工业出版社[2]林渭勋.现代电力电子电路，浙江大学出版社[3]张占松，蔡宣三.开关电源的原理与设计，电子工业出版社2.2Buck变换器2.2.1连续模式2.1Buck变换器第三章直流变换电路第二节单象限降压型电路2电压波形和电流波形变成周期性波形，周期为T变换器稳态原理分析3电流波形和电压波形在每个开关周期是重复的v((n+1)T)=v(nT)i((n+1)T)=i(nT)在大量开关周期中，当开

2、关频率f固定时，开关占空比D也保持恒定这样的状态称为稳态变换器稳态原理分析——电感伏秒平衡4Step1Step2Step3当电路处于稳态时，流过电感的电流是周期性的。在一个开关周期内积分iL(nT)=iL((n+1)T)电感两端的电压可以表示为在稳态时，电感两端的电压在一个开关周期中积分为零。（积分单位时Vs）如果积分不为零，会出现什么情况？变换器稳态原理分析——电容电荷平衡5Step2当电路处于稳态时，电容两端的电压是周期性的。在一个开关周期内积分vC(nT)=vC((n+1)T)流过电容的电流可以表示为在稳态时，流过电容的电流在一个开关周期中积

3、分为零。（积分单位时As）如果积分不为零，会出现什么情况？Step1Step2Step3Buck变换器——工作原理连续模式6模式1（0≤t≤ton）模式2（ton≤t≤T）Buck变换器——工作原理7Ui>Uo=>iL(t)↑模式1（0≤t≤ton）UVDiVTUiIL=IOIOI2－IOI1－IOiCiLBuck变换器——工作原理8模式2（ton≤t≤T）电感电流不能突变，uL反向，D导通UVDiVTUiIL=IOIOI2－IOI1－IOiCiLBuck变换器——工作原理9电压传输比计算根据伏秒平衡ton=DTD为占空比Buck变换器——工作原理

4、电感电流纹波分析电感电流峰峰值与电感值和频率成反比10Buck变换器——工作原理11输出电压波动分析平均电感电流等于平均输出电流IL=IOiL>iO,电容充电iL

5、一定程度后，等于0Ioc是保证电感电流连续的最小负载电流，也是电感电流连续的临界值。D=0.5，Ioc=IocmUVD(t)IL=IOUiUi-UOIL=IOBuck变换器——工作原理断续模式（DCM）14输出电流平均值根据伏秒平衡电感电流峰值断续模式常应用于小功率，特别是负载变化范围可能很大的场合DCM状态下，Uo/Ui不仅与D有关，而且与Io有关负载电流变动，将引起的Uo/Ui强烈变化，要维持比值需要使D有很大的变化空载下，对于任一D，Uo/Ui＝1Buck变换器——器件的选择开关器件的选择15考虑到电路工作时的尖峰电流，浪涌电压等，开关器件的

6、极限参数应满足Buck变换器——器件的选择续流二极管的选择16考虑到电路工作时的尖峰电流，浪涌电压等，开关器件的极限参数应满足Ui-UOIL=IOBuck变换器——器件的选择滤波电感的选择电感的选择方法与负载电流变化范围有关17并用最小负载电流Iomin作为临界连续电流Ioc若希望电路运行于CCM状态对于负载电流变化范围很大，下限电流很低的场合，由此得的L将太大，装置体积增大对于恒定负载或变化范围很小的负载，由此选出的L将太小，会使电路其他性能劣化，△IL↑，△ILmax↑，△Uc↑，此时可选Ioc=(1/5~1/3)IominBuck变换器——器

7、件的选择滤波电容的选择电容的选择与输出电压对脉动量Uo的设计要求有关18Buck变换器——例题例1已知一降压变换器工作电压为10V

8、入电压Vs＝46V~53V，输出电压5V，Io＝1A～5A，工作开关频率fs=80kHz，纹波电流小于2A，纹波电压小于5