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时间:2020-09-26
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1、第九章内容小结1要求:☺各种变换器工作原理波形分析,变量关系(电流连续,断续两种方式);☺常用基本电路特点。☺磁性元件磁复位:单绕组电感:开关周期内电流上升量=下降量多绕组电感或变压器:磁通增加量=下降量☺电容:一个开关周期内平均电流为零2一。基本非隔离DC-DC变换器31.降压式(BUCK)变换器(dc/dcconverter)(1)工作波形4(2).降压式变换器关系iL连续时:UO=DUi,D=TON/TiL断续时:Uo/Ui=1/(1+IO/(4IGmaxD2))IG=4IGmaxD(1-D)Io=0,Uo=Ui实际电路:电流连续时:UO=DUi-RIo5(3)电路元件参数选择功率
2、管:U,I二极管:U,I电感:L=UiTD(1-D)/(2Iomin)输出滤波电容:C=UiD(1-D)/(8Lf2ΔUC)高频电容6二。升压式变换器(boost)(1)工作波形7(2)外特性iL连续:Uo=Ui/(1-D)临界连续负载电流:IG=4IGmaxD(1-D),IGmax=UiT/8/LiL断续:Uo=Ui(1+4IGmaxD2/Io)Io=0:Uo=无穷大8(3)实际电路iL连续:Uo=Ui(1-D)/((1-D)2+R/RL)Uo/Ui9(4)电路元件参数选择功率管:U,I二极管:U,I电感:L=UiTD(1-D)/(2Iomin)(与降压式一样)输出滤波电容:C>100DPo
3、/(fγUo2)γ%=ΔUo/Uo10三.升/降压式变换器1.升/降压式变换器电流连续:11三.升/降压式变换器1.升/降压式变换器电流断续:1213二。隔离型DC-DC变换器应用例:间接直流变流电路14间接直流变流电路采用这种结构的变换原因:输出端与输入端需要隔离。某些应用中需要相互隔离的多路输出。输出电压与输入电压的比例远小于1或远大于1。交流环节采用较高的工作频率,可以减小变压器和滤波电感、滤波电容的体积和重量。工作频率高于20kHz这一人耳的听觉极限,可避免变压器和电感产生噪音。15间接直流变流电路逆变电路通常使用全控型器件,整流电路中通常采用快恢复二极管、肖特基二极管或MOSFET构
4、成的同步整流电路(SynchronousRectifier)。间接直流变流电路分为单端(SingleEnd)和双端(DoubleEnd)电路两大类。单端电路:变压器中流过的是直流脉动电流,如正激电路和反激电路。双端电路:变压器中的电流为正负对称的交流电流。如半桥、全桥和推挽电路。162。1单端反激式变换器(Flyback)(A)电流连续:波形变压器起着储能元件的作用,可以看作是一对相互耦合的电感。172。1单端反激式变换器(Flyback)(b)电流断续:波形Toff’182.1反激电路电流连续模式:输出电压关系:电流断续模式:输出电压高于上式的计算值,并随负载减小而升高,在负载为零的极限情况
5、下,,因此反激电路不应工作于负载开路状态。192.2单端正激式变换器(Forward)(1)磁通复位条件:D6、UiD/(1-D)25262.3推挽功率电路调压:PWM调节控制输出电压R负载:272.3推挽电路282.3推挽电路292.3推挽电路当两个开关都关断时,D3和D4都处于通态,各分担一半的电流。Q1和Q2承受的峰值电压均为2倍Ui。302.3推挽电路输出电压:滤波电感L电流连续时:输出电感电流不连续时,输出电压Uo将高于该计算值,并随负载减小而升高,在负载为零的极限情况下,312.4半桥DC-DC电路322.4半桥电路当两个开关都关断时,变压器绕组N1的电流为零,VD1和VD2都处于通态,各分担一半的电流。332.4半桥电路342.4半桥电路由于电容的隔直作用,半桥电路对由于两个开关导通时间不7、对称而造成的变压器一次侧电压的直流分量有自动平衡作用,因此不容易发生变压器的偏磁和直流磁饱和。输出电压:当滤波电感L的电流连续时:如果输出电感电流不连续,输出电压U0将高于上式的计算值,并随负载减小而升高,在负载为零的极限情况下,。352.5全桥电路362.5全桥电路当4个开关都关断时,4个二极管都处于通态,各分担一半的电感电流,电感L的电流逐渐下降.S断态时承受的峰值电压Ui,。如果S1、S4与
6、UiD/(1-D)25262.3推挽功率电路调压:PWM调节控制输出电压R负载:272.3推挽电路282.3推挽电路292.3推挽电路当两个开关都关断时,D3和D4都处于通态,各分担一半的电流。Q1和Q2承受的峰值电压均为2倍Ui。302.3推挽电路输出电压:滤波电感L电流连续时:输出电感电流不连续时,输出电压Uo将高于该计算值,并随负载减小而升高,在负载为零的极限情况下,312.4半桥DC-DC电路322.4半桥电路当两个开关都关断时,变压器绕组N1的电流为零,VD1和VD2都处于通态,各分担一半的电流。332.4半桥电路342.4半桥电路由于电容的隔直作用,半桥电路对由于两个开关导通时间不
7、对称而造成的变压器一次侧电压的直流分量有自动平衡作用,因此不容易发生变压器的偏磁和直流磁饱和。输出电压:当滤波电感L的电流连续时:如果输出电感电流不连续,输出电压U0将高于上式的计算值,并随负载减小而升高,在负载为零的极限情况下,。352.5全桥电路362.5全桥电路当4个开关都关断时,4个二极管都处于通态,各分担一半的电感电流,电感L的电流逐渐下降.S断态时承受的峰值电压Ui,。如果S1、S4与
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