哈工大课件DC-DC技术-文库.ppt

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1、第一章DC-DCConverter(直流变换器)按主电路器件：半控型/全控型直流变换器的分类：按输入输出电压：降压式/升压式/升－降压式按工作范围：单象限/双象限/四象限按电路结构：单元电路/多元电路（单重、多重）按输入输出电隔离：非隔离/隔离(正激、反激、自激）按输入滤波结构：电流源/电压源按器件开关方式：硬开关电路/软开关电路第一章DC-DCConwerter多元多重结构：元－－从电源侧看，差T/n分时的基本电路（n个）；重－－从负载侧看，差T/n分时的基本电路（m个）n元n重结构n元单重结构§1-1

2、BuckConverter§1-2BoostConverter§1-3Buck-BoostConverter§1-4CukConverter§1-5Sepic&ZetaConverter§1-6多象限变换器§1-7变压器隔离DC-DC变换器Forward/Flyback/RoyerConverter/…§1-8常用PWM集成控制芯片*本章内容：条件假设1、理想开关器件；2、L、C无损耗，无寄生参数；3、电源Ui内阻为零，无分布参数；4、开关频率fs远大于截止频率fc§1-1BuckConverter电感电

3、流：连续(CCM-ContinuousCurrentMode)临界断续(DCM-DiscontiuousCurrentMode)电压纹波、谐波、内阻……电流的不同状态1★电流连续状态：稳定状态下：——直流变压器在稳定状态下，一个开关周期中，电感伏秒积的代数和为0。即：电感两端的平均电压为0。L伏秒平衡原则：C安秒平衡原则：在稳定状态下，一个开关周期中，电容安秒积的代数和为0。即：流经电容的平均电流为0。★电流临界状态：D=0.1D=0.9U:100V/Div.I:5A/DivD=0.5★电流断续状态：续流

4、时间＝？★电流断续状态：D对UO的调节规律？输出电压的纹波和谐波设：稳态连续△IO→C、IO→R而IL=IO2输出电压的谐波:未经滤波的输出电压，即二极管反压的富氏级数电路内阻的影响(CCM)设：S与D的通态电阻相同，为ron电感寄生电阻为rL3电源效率：输出滤波器参数CCM4由电感临界电流平均值：得其中：若负载稳定，此L过小，使IS-on-Max和△UO过大，故一般取：若IO-min过小，所需L过大，可加假负载，但η低；由输出电压纹波幅值：得注意！高频时电容的等效电路：ESR—EquivalentSer

5、iesResistance等效串联电阻ESL—EquivalentSeriesInductance等效串联电感Rc漏电阻很大C很大感性大，对开关电压谐波尖峰无缓冲。选用高频电容缩短C引线，减小分布电感；多电容并联，减小ESR。或仿真分析5<解>例：计算临界电感；计算电压纹波；D=0.5DCML=150uHCCML=450uH<开关电流><开关电流><电感电流><电感电流><例>§1-2BoostConverter电感电流：连续临界断续电压纹波电流的不同状态1★电流连续状态：稳定状态下：★电流临界状态：★电

6、流断续状态：输入电流保护输出电压保护泵升电压！输出电压纹波设：稳态连续△IO→C、IO→R23例：Ui=12~36V，Uo=48V，Pomax=120W，fs=50kHz。选取保持断续状态的L量。（与Ui=12~36V无关）仿真分析4D=0.75D=0.50D=0.25fS=50kHzUR1500mV/DrvAC§1-3Buck-BoostConverterBuck-BoostConverterB-B.Converter=Buck串联Boost连续与临界状态

7、1电流断续状态2例：f=20kHz,L=0.05mH,Ui=15V,Uo=10V,Po=10W,C足够大。判断电流状态连续否？D=0.4;Ioc=1.8A,>Io=1A断续输入电流保护输出电压保护仿真分析4D=0.4Buck-BoostConverter★I/O电流脉动较大应加滤波器fS=20kHzPo=10W仿真分析4D=0.50fS=50kHzPo=120WBoostConverter★输入电流脉动较小§1-4CukConverterCukConverterCukConve

8、rter=Boost串联Buck★Cuk电路分析C1足够大；稳态时UL1、2=0S通S关电感上的电压由串联结构，或L1或L2电压★Cuk电路分析例：f=50kHz,D=0.33其它单象限变换器课后自行分析§1-5多象限斩波电路一、电流双象限半桥式斩波器BuckConverterBoostConverter双象限运行，电流、功率可逆并联电流双象限半桥式斩波器★设：L足够大；稳态；R=0对电机负载，E由Ui而来对蓄电池负载，E不由