直流-直流变换技术解题.ppt

电力电子技术 主讲: 叶红芳 电话：681118 作业邮箱：1761700@qq.COM 2.1 概述 2.2 降压式变换器 2.3 升压式变换器 2.4 升降压式变换器 2.5 库克变换器* 2.6 正激式变换器 2.7 反激式变换器 2.8 桥式变换器* 2.9 多象限直流变换器* 2.10 其他典型直流变换器* 2.11 应用示例* 直流-直流变换技术 2.1 概述 ■直流-直流变换电路及功能 功能 将直流电变换为另一种固定电压或可调电压的直流电 分类 无变压器隔离DC-DC变换器 有变压器隔离DC-DC变换器 ■无变压器隔离基本DC-DC变换器 降压式变换器（Buck Converter） 升压式变换器（Boost Converter) 升降压式变换器（Buck-Boost Converter ） 库克变换器（Cuk Converter ） Sepic变换器（Sepic Converter） Zeta变换器（Zeta Converter） 2.1 概述 ■有变压器隔离基本DC-DC变换器 正激式变换器(Forward Converter) 反激式变换器(Flyback Converter) 半桥式变换器(Half-Bridge Converter) 桥式变换器(Bridge Converter) 推挽变换器（Push-Pull converter) 2.1 概述 ■开关调压的基本原理 输出平均电压： 改变 可以改变输出电压 2.1 概述 ■占空比的定义 开关接通的占空比定义为： 其中：ton为开关导通时间，T为开关周期。 ■调节占空比的方法 脉冲宽度调制（PWM）在整个工作过程中，开关频率不变，而开关接通的时间按照要求变化。 脉冲频率调制（PFM）在整个工作过程中，开关接通的时间不变，而开关频率按照要求变化。 2.1 概述 ■Buck电路基本结构及其工作时的等效电路 2.2 降压式变换器 ■等效的电路模型及直流变换器稳态工作基本规律 电感L和电容C 组成低通滤波器，输出电压uo (t)就是us(t) 的直流分量Uo再附加微小纹波uripple(t) 。 有： —— 小纹波近似（稳态工作时，电容上的电压是直流分量和微小纹波的合成。） 2.2 降压式变换器 ■等效的电路模型及直流变换器稳态工作基本规律 一个开关周期内电容包含充电和放电两个过程，稳态时电路达到稳定平衡，电容上平均电压维持不变—— 电容充放电平衡（稳态工作时一个开关周期内电容充放电平衡。） 2.2 降压式变换器 ■等效的电路模型及直流变换器稳态工作基本规律 开关S置于1位时（Δt1)，电感电流增加（ΔI1) ，电感储能；而当开关S置于2位时（Δt2) ，电感电流减小（ΔI2)，电感释能。稳态状况下一个开关周期内电感平均磁链维持不变，电感电流平均增量为零（ ）—— 电感伏秒平衡 2.2 降压式变换器 ■电感电流连续模式（CCM）下稳态工作波形分析 分析过程假定： （1）忽略器件开关时间 （2）忽略元器件工作损耗和寄生参数影响 （3）忽略电路的分布参数影响 （4）输入为理想直流电源，忽略内阻、纹波、电压波动 假定条件是对实际电路的一种简化与近似，实际电路通过合理的工艺设计，其工作状态一般接近于假定的状态。 约定：小写字母表示瞬时值，大写字母表示直流。 2.2 降压式变换器 晶体管导通状态（0? t ? t1） VT开通、VD关断， Ud恒定，有： （小纹波近似） 则： 基本恒定，电流线性变化有： （io恒定，iC与iL同斜率） 2.2 降压式变换器 二极管导通模式（t1? t ? t2） VT关断，电感续流VD导通，有： 输出电流线性减小，有： 2.2 降压式变换器 2.2 降压式变换器 ■电感电流连续模式（CCM）下工作参数分析 由稳态时电感伏秒平衡的规律，得： 忽略电路工作产生的损耗，输入输出能量守恒，有： 其中：Iin为输入平均电流（直流电流），Io为输出直流电流， D 为占空比，Ud为输入直流电压，Uo为输出直