DC-DC变换器 BUCK BOOST.doc

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1、最基本的斩波电路如图1所示，斩波器负载为R。当开关开关　　开关是最常见的电子元件，功能就是电路的接通和断开。接通则电流可以通过，反之电流无法通过。在各种电子设备、家用电器中都可以见到开关。[全文]S合上时，UOUT=UR=UIN，并持t1时间。当开关切断时UOUT＝UR＝0，并持续莎2时间，T＝t1＋t2为斩波器的工作周期，斩波器的输出波形如图1（b）所示。定义斩波器的占空比D＝t1／T，t1，为斩波器导通时间，T为通断周期。通常斩波器的工作方式有两种：一是脉宽调制工作方式，即维持t1不变，改变T；二是脉

2、频调制工作方式，即维持T不变，改变t1。当占空比D从0变到1时，输出电压的平均值从零变到UIN，其等效电阻电阻　　电阻，物质对电流的阻碍作用就叫该物质的电阻。电阻小的物质称为电导体，简称导体。电阻大的物质称为电绝缘体，简称绝缘体。[全文]也随着D而变化。　　图1降压斩波电路原理　　在高频稳压开关电源开关电源　　开关电源1是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。开关电源和线性电源相比，二者的成本都随着

3、输出功率的增加而增长，但二者增长速率各异。线性电源成本在某一输出功率点上，反而高于开关电源，这一点称为成本反转点。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新，这一成本反转点日益向低输出电力端移动，这为开关电源提供了广阔的发展空间[全文]的设计中，普遍采用的是脉宽调制方式。因为频率调制方式容易产生谐波干扰，而且其滤波器滤波器　　凡是有能力进行信号处理的装置都可以称为滤波器。在近代电信装备和各类控制系统中，滤波器应用极为广泛；在所有的电子部件中，使用最多，技术最复杂要算滤波器了。滤波器的优劣

4、直接决定产品的优劣，所以，对滤波器的研究和生产历来为各国所重视。[全文]设计也比较困难。　　（1）降压式（Buck）DC／DC变换器　　如图1所示的直流变换器在使用时的输出纹波较大，为降低输出纹波，可在输出端接入电感电感　　能产生电感作用的元件统称为电感原件，常常直接简称为电感。电感器在电子制作中虽然使用得不是很多，但它们在电路中同样重要。我们认为电感器和电容器一样，也是一种储能元件，它能把电能转变为磁场能，并在磁场中储存能量。[全文]L、电容C，如图2所示。图中的VD1为续流二极管二极管　　二极管又叫半

5、导体二极管、晶体二极管，是最常用的基本电子元件之一。二极管只往一个方向传送电流，由p型半导体和n型半导体形成的p-n结构成，在其界面处两侧形成空间电荷层，并建有自建电场。当不存在外加电压时，由于p-n结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。[全文]。降压（Buck）式变换器的输出电压平均值UOUT总是小于输入电压UIN。电路中通过电感的电流（iL）是否连续，取决于开关频率、滤波电感滤波电感　　滤波电感是指将信号中特定波段频率滤除的用于抑制和防止干扰的电感。具有优良之绝

6、缘性，对电流之变化，感量有相当之稳定性，一般用于并联电源等电路中，起滤波整流作用。它一般采用铁氧体材料，它可以方便地与穿心电容组合起来，形成复合滤波器，在高性能滤波器中，也采用线绕电感。[全文]L和电容C的数值。　　图2降压式（Buck）变换器　　当电路工作频率较高时，若电感和电容量足够大并为理想元件，则电路进入稳态后，可以认为输出电压为常数。当晶体管晶体管　　晶体管是由三层杂质半导体构成的器件，有三个电极，所以又称为半导体三极管，晶体三极管等，可以用于检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制和许多其它功能

7、。[全文]VT1导通时，电感中的电流呈线性上升，因而有　　式中，ton为晶体管导通时间；iOUT（max）为输出电流的最大值；iOUT（min）为输出电流的最小值；Δion为晶体管导通时间内的输出电流变量。　　当晶体管截止时，电感中的电流不能突变，电感上的感应电动势使二极管导通，这时　　式中，toff为晶体管截止时间；Δioff为晶体管截止时间内的输出电流变量。　　在稳态时　　式中，Δi为输出电流变量。　　因为电感滤波保持了直流分量，消除了谐波分量，故输出电流平均值为　　式中，R为负载电阻。　　（2）升压

8、式（Boost）DC／DC变换器　　图3为升压式DC／DC变换器，它由功率晶体管VT1、储能电感L、二极管VD1及滤波电容C组成。当功率晶体管导通时，电源向电感储能，电感电流增加，感应电动势为左正右负，负载Z由电容C供电。当VT1截止时，电感电流减小，感应电动势为左负右正，电感释放能量，与输人电压一起顺极性经二极管向负载供电，并同时向电容充电。这样就把低压直流变换成了高压直流。在电感电流连续的条件下，电路工作于如图3（b）所示