[信息与通信]DC-DC开关电源

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1、摘要木文首先归纳了文献中提到的几种三电平直流变换器，从中总结出了一种三电平拓扑的基本变换方法，应用这种基本方法及其改进方法得到了其它一些直流变换器的三电平拓扑，对基木方法进行改进，提出了适合6种单管直流变换器的三屯平拓扑变换方法，成功地得到了其三电平拓扑，开关管的电压应力降为原來的一半;经过对这些三电平拓扑控制策略的深入研究，详细论述了交错开关方式可以最大幅度地减小电感的电流脉动，从而可以在电流脉动要求相同的情况下减小电感的设计值。提出一种Buck三电平变换器，该变换器中开关管的电压应力为输入电压的一半，采用交错控制方式，可以大大减小输出滤波器的大小，详细分

2、析Buck三电平变换器的工作原理，分析该变换器的输入输出特性，讨论主要参数的设计.关键词：三电平变换器；降压三电平；交错控制；Pspice仿真AbstractSeveralTLconvertersareclassifiedfrompapersofrecentyears,thebasicmethodofTLtopologyderivationisobtained,whichcanbeusedtodeducetheotherkindsofTLtopologies.Usingthemodifiedmethod,6kindsofTLtopologiesofsingl

3、e-switchconverterarcobtained・ThedeepresearchrevealsthattheseTLtopologiescanhavelessvalueoftheinductorbyusinginterleavingmodulationstrategycomparedwithconventionalmodulationstrategyontheconditionthatthecurrentrippleoftheinductorarethesame.ThispaperproposesaBuckThree-Level(TL)convert

4、er,thevoltagestressoftheswitchesisthehalfoftheinputvoltage.Employinginterleavingcontrol,theoutputfiltercanbesignificantlyreduced・TheoperationprincipleoftheBuckTLconverterisanalyzedindetails.Thecharacteristicsofoutput-inputoftheBuckTLconverterarederivedandthefilterparameterdesignisd

5、iscussed.Keywords：Three-levelconverter,:Buck-TL；interleavingtechnique；Pspicesimulation第］章绪论11.1DC-DC开关电源的发展方向11.2TL变换器的提出、推导及国内外研究现状和发展趋势41.3研究目的、内容及意义51.4本章小结6第2章开关电源原理分析72.1DC-DC变换器拓扑结构72.2三电平变换器的推导112.3本章小结17第3章DC-DC变换器Buck-TL电路工作原理183.1电路拓扑183.2电感电流连续吋Buck-TL变换器的工作原理和基本关系183.3电

6、感电流断续时Buck-TL变换器的工作原理和基木关系233.4Buck-TL变换器外部特性263.5Buck-TL变换器的优点293.6本章小结32第4章DC-DC变换器Buck-TL电路的仿真研究334.1主电路设计及控制电路的组成334.2DC-DC变换器Buck-TL电路负载电压和电感电流仿真波形344.3DC-DC变换器Buck-TL电路输入输岀电压仿真波形364.4DC-DC变换器Buck-TL电路其他仿真波形374.5本章小结38结论39参考文献40致谢411.1DC-DC开关电源的发展方向开关电源(SwitchingModePowerSuppl

7、y)是一种采用开关方式工作的直流稳压电源。它以小型、轻量、高效的特点。被广泛用于工业、民用及军事电子设备的各个领域，成为现代电子设备的重要组成部分。近十五年来，成为世界各主要国家尤其是发达国家研究的热点。1955年美国的科学家罗耶(GH.Roger)首先研制成功了用磁芯的饱和来进行自激振荡的晶体管直流变换器。1957年美国查赛(JenSen)发明了自激式推挽双变压器，1964年美国科学家们提出取消工频变压器的串联开关电源的设想，这对电源向体积和重量的下降获得了一条根本的途径。到了1969年由于大功率硅晶体管的耐压提高，二极管反向恢复时间的缩短等元器件改善，终

8、于做成了25千赫的开关电源。70年代由分立元件制成的