开关型DC-DC变换原理

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1、开关电源基础与实验教程第2章开关型DC/DC变换原理主讲：周党培zhoudangpei@126.com内容提要电磁感应定律电磁感应现现象电感的伏安特性2个重要公式电感的电压变换作用降压式DC/DC变换升压式DC/DC变换开关稳压控制原理脉宽调制（PWM）控制器TL494简介五邑大学.周党培第2页2014.9电磁感应电磁感应现象五邑大学.周党培2014.9第3页开关闭合时，G指针动了一下。。。开关断开时，G指针反方向动了一下电感的伏安特性电感线圈五邑大学.周党培2014.9第4页电生磁磁生电电感的伏安特性：电压与电流变化率成线性关系电感电压在电路中的变化

2、降压式（Buck）DC/DC变换器五邑大学.周党培2014.9第5页OND<1降压OFF例题：推导Uo与Uin的关系式。五邑大学.周党培2014.9第6页D<1升压作业2试推导下图中的输出电压Uo与输入电压Uin的关系式。五邑大学.周党培2014.9第7页开关DC/DC变换的工作波形五邑大学.周党培2014.9第8页OFFONUin-Uo-UoIoOnOff+-关注点：不同于以往的主要包括直流和正弦波开关DC/DC变换的稳压控制输出电压不稳的原因输入电压不稳负载变化干扰信号元件参数漂移五邑大学.周党培2014.9第9页D<1升压解决思路：自动调节D（例

3、如当Uo变高，则调高D）开关稳压控制开关信号的产生与控制（3个环节）五邑大学.周党培2014.9第10页检测输出电压是否有波动根据输出电压波动的方向调节占空比反方向调节输出电压，达到动态的稳定实施方案五邑大学.周党培2014.9第11页采样电压与输出电压成正比Gnd误差放大器提高对输出电压波动响应灵敏度Uo升高，Ue减小比较器输出方波Ue减小，占空比减小，Uo下降PWM信号的产生五邑大学.周党培2014.9第12页稳压控制的过程（占空比变化）五邑大学.周党培2014.9第13页DDUoUo复习：电压比较器（PWM比较器）五邑大学.周党培2014.9第1

4、4页复习：误差放大器五邑大学.周党培2014.9第15页1、流入输入端电流极小，相当于断开，“虚断”分析方法：由于输入电阻很大2、两输入端电压降极小，相当于短路，“虚短”其中KCLKVL举例说明五邑大学.周党培2014.9第16页Gnd若：已知：则：设：设：则：R1？R2？由得则：稳压控制回路有哪些参数，及其与输入输出电压的关系R1、R2远大于R_load虚短峰值3V1.5V00.512V在稳压控制回路的控制下，输出电压只与参考电压和采样电阻有关（输入电压可变）求R1R2PWM控制器的基本元素误差放大器（2个）基准电压源（5V）PWM比较器锯齿波振荡器

5、（CT、RT）。开关管驱动电路PWM控制器TL494简介五邑大学.周党培2014.9第17页TL494的内部结构五邑大学.周党培2014.9第18页5VUrefUsam误差放大器参考电压PWM比较器锯齿波振荡器输出驱动电路16脚（DIP16、SOP16封装）TL494工作原理（稳压控制）五邑大学.周党培2014.9第19页12TL494工作原理（欠压保护）五邑大学.周党培2014.9第20页开关电源害怕输入电压过低（相同功率时输入电流更大，造成电感饱和、开关过热）当电压下降到某值时要关断当电压回升到某值时要开启上升至大于时，反转为0，下降至时，反转为高

6、电平Vcc输入电压在Uref附近波动会造成开关不断地通断，电源无法正常工作迟比滞较小大单值比较器？抖动叠加原理有2个值（高、低电平），因此：TL494工作原理（输出控制）五邑大学.周党培2014.9第21页D触发器把输入波形分为2种相反的波形输出当13脚为低电平时，为“单端”输出五邑大学.周党培2014.9第22页0100000D触发器不起作用，Q1、Q2输出相同的波形，可并联输出当13脚为高电平时，输出配置为“双端”（推挽）五邑大学.周党培2014.9第23页1101110Q1、Q2轮流导通，输出2个互为“推挽”的PWM信号基于TL494的降压变换器

7、例子五邑大学.周党培2014.9第24页主switchLUinUoCDIoONOFF无死区时间控制“单端”输出两管并联输出PWM5V主回路（开/关）、输出配置、反馈回路（稳压控制、保护电路）？稳压控制输出过流保护本章小结电磁感应现象电生磁、磁生电电感的伏安特性降压变换器（Buck）电路结构、工作原理（输出电压与输入电压的关系式、推导）主要工作波形（开关控制信号、电感电压、电感电流）升压变换器（Boost）电路结构、原理、工作波形等（同上）稳压控制系统的电路结构、工作原理关键技术名词磁通量、电感、感生电动势、脉宽调制（PWM）、开关频率、占空比、电压比较

8、器、误差放大器、锯齿波、参考电压、死区、滞回比较器、触发器、单端双端输出重要知识点开关DC/