电力电子技术课件(直流变换器).ppt

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时间:2020-02-03

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1、13.1概述3.2直流-直流降压变换器(BUCK变换器)3.3直流-直流升压变换器(BOOST变换器)3.4直流降压-升压变换器(BUCK-BOOST变换器)3.5直流升压-降压变换器(CUK变换器)3.6两象限、四象限直流-直流变换器3.7单端正激变换器和单端反激变换器1直流直流变换器2一、基本概念DC-DC变换器定义:只对直流参数进行变换的电路3.1概述3一般结构:完成的功能:直流电幅值变换直流电极性变换3.1概述(续1)4二.理想直流变换器应具备的性能1.输入/输出端的电压均为平滑直流,无交流谐波分量2.输出阻抗为零3.1概述(续2

2、)53.快速动态响应,抑制干扰的能力强4.高效率/小型化3.1概述(续3)63.2直流-直流降压变换器(BUCK变换器)一、BUCK电路拓扑T是全控元件(GTR,GTO,MOSFET,IGBT),当时,T导通。D:续流二极管。L和C组成LPF。7二、工作原理当时,控制信号使得T导通,D截止,向L充磁,向C充电;当时,T截止,D续流,U0靠C放电和L中电流下降维持。3.2直流-直流降压变换器(BUCK变换器)(续1)8三、主要波形两种理解方式:能量存储/电气工程滤波功能/电信工程3.2直流-直流降压变换器(BUCK变换器)(续2)9四、假设

3、及参数计算1.T,D均为理想器件2.L较大,使得在一个周期内电流连续且无内阻3.直流输出电压U0为恒定4.整个电路无功耗5.电路已达稳态3.2直流-直流降压变换器(BUCK变换器)(续3)10(一)、晶体管T导通工作模式(0≤t≤t1=KT)(二)、二极管D导通工作模式(t1≤t≤T)由(一)、(二)得:3.2直流-直流降压变换器(BUCK变换器)(续4)11若假定Buck电路为无损的,则有即开关周期T可表示为可求得的表达为或3.2直流-直流降压变换器(BUCK变换器)(续5)12因此,电容上电压峰-峰脉动值为得或3.2直流-直流降压变换

4、器(BUCK变换器)(续6)13五、分析方法小结1、定性画出关键波形;2、由于LC网路的输入是方波,采用分时区线性化处理3、理想化处理:器件、电源和负载;4、在DC/DC变换器中,降阶处理:假定电容上的端压为恒定值,将二阶微分方程降为一阶微分方程5、稳态条件下的的两个重要定律:电感伏秒平衡:电容电荷平衡:3.2直流-直流降压变换器(BUCK变换器)(续7)14问题1:BUCK电路中,L、C对电感电流iL脉动大小和输出电容电压uc的脉动大小分别有何影响?LIL,CUCfI,UCI,UC确定,则:fC,

5、L3.2直流-直流降压变换器(BUCK变换器)(续8)15六、电流断续时的状况1、求Av根据伏秒平衡律:2、求Dp平均电流:3.2直流-直流降压变换器(BUCK变换器)(续9)16解得:3.2直流-直流降压变换器(BUCK变换器)(续10)17七、典型应用3.2直流-直流降压变换器(BUCK变换器)(续11)18作业1、比较CCM和DCM工作时,电压增益和电流增益公式,电感上电压的差别。2、试述CCM和DCM工作的优缺点。3.2直流-直流降压变换器(BUCK变换器)(续12)193.3直流-直流升压变换器(BOOST变换器)一、BOOS

6、T电路拓扑203.3直流-直流升压变换器(BOOST变换器)(续1)二、工作原理当213.3直流-直流升压变换器(BOOST变换器)(续2)22三、主要波形3.3直流-直流升压变换器(BOOST变换器)(续3)23四、参数计算(一)、晶体管T导通工作模式(0≤t≤t1=KT)(二)、二极管D导通工作模式(t1≤t≤T)由(一)、(二)可得:将代入上式,则求得3.3直流-直流升压变换器(BOOST变换器)(续4)24说明:1)K0<1,AV>1,所以U0>Ud,是升压电路。2)可以调压。两种模式:能量的传输模式1:0

7、/off,电流iL升高,等效电路:模式2:KT

8、CK变换器并进行仿真,条件:f=25KHz,Ui=300v,Uo=150v,Io=6A,Io=1A,Upp=10v;2.设计一个BOOST变换器,条件:f=100KHz,Ui=150v,U

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