同步整流BUCK变换器答辩PPT.ppt

高频同步整流BUCK变换器的设计与仿真 指导老师：XXX 报告人：XXX 一、课题的背景和研究意义 二、同步整流BUCK变换器工作原理 三、基于LTSPICE的仿真与验证 四、总结 一、课题的背景和研究意义 二、同步整流BUCK变换器工作原理 三、基于LTSPICE的仿真与验证 四、总结 课题的背景和研究意义 线性稳压电源的特点 优点：稳定性能好、输出纹波电压小、可靠性高 缺点：体积大、较笨重、效率相对较低。 课题的背景和研究意义 开关型稳压电源的特点 优点：体积小、重量轻、效率高、发热量低、性能稳定 应用领域：笔记本电脑、手机、数码相机等便携式设备。 课题的背景和研究意义 课题的背景和研究意义 DC/DC开关电源的分类 一、课题的背景和研究意义 二、同步整流BUCK变换器工作原理 三、基于LTSPICE的仿真与验证 四、总结 同步整流BUCK变换器工作原理 同步整流BUCK变换器工作原理 同步整流BUCK变换器工作原理 同步整流BUCK变换器工作原理 同步整流BUCK变换器工作原理 同步整流BUCK变换器工作原理 同步整流BUCK变换器工作原理 同步整流BUCK变换器工作原理 同步整流BUCK变换器工作原理 同步整流BUCK变换器工作原理 同步整流BUCK变换器工作原理 同步整流BUCK变换器工作原理 同步整流BUCK变换器工作原理 同步整流BUCK变换器工作原理 一、课题的背景和研究意义 二、同步整流BUCK变换器工作原理 三、基于LTSPICE的仿真与验证 四、总结 基于LTSPICE的仿真与验证 基于LTSPICE的仿真与验证 基于LTSPICE的仿真与验证 基于LTSPICE的仿真与验证 基于LTSPICE的仿真与验证 一、课题的背景和研究意义 二、同步整流BUCK变换器工作原理 三、基于LTSPICE的仿真与验证 四、总结 总结 * * 2010年6月 两种直流稳压电源的比较 两种直流稳压电源的比较 开关型稳压电源已逐渐取代线性稳压电源 国外：开发厂商多，自主研发水平高,技术成熟，产品种类多、质量高 我国：开发厂商少，自主研发水平低，依赖进口 我国的开关电源研发水平落后于西方发达国家，所以，研究开关电源是非常有必要的。 DC/DC开关电源 降压式（Buck） 升压式（Boost） 降压-升压式(Buck-Boost) 升降压混合式(Cuk) 降压式（Buck）品种最多，发展最快 同步整流BUCK变换器基本结构图 同步整流BUCK变换器基本结构图 同步整流BUCK变换器基本结构图 同步整流BUCK变换器基本结构图 同步整流BUCK变换器基本结构图 同步整流结构：用功率MOSFET替代整流二极管，可以提高转换器效率 BUCK变换器的输出电压平均值总是小于输入电压 当流过电感的电流在每个周期不会降为零时，定义变换器工作于连续导通模式。 变换器开关管导通时等效电路图 变换器开关管导通时等效电路图 电感左右两端的电位分别为VIN和VO，各电位关系如下式： （2-1） 变换器开关管导通时等效电路图 （2-2） 电感电流线性上升，此时在电感中储存能量，其增量如式所示: 变换器开关管关断时等效电路图 变换器开关管关断时等效电路图 （2-3） 电感两端的电压反向且保持恒定，电感电流线性下降，其减量如式所示： （2-4） 在一个开关周期内，电感电流的增量和减量必须相等： 由此可得输出电压与输入电压的关系式为： （2-5） 在整个开关周期内，电感都传递能量给滤波电容和负载，而滤波电容每个周期的平均电流为零，其能量的变化量为零。故输出负载电流等于电感电流平均值： （2-6） 变换器工作在连续导通模式时的波形图 能驱动所有N沟道功率MOSFET级 输入范围宽，为4 V至38 V 能够用范围为0.8 V至5.5 V的输出电压产生高达20 A的输出电流 提供固定的400 KHz工作频率 工作时占空比可以高达96% LTC3854为凌力尔特公司推出的降压型开关DC/DC控制器。其主要特点如下： LTC3854典型应用电路 本次仿真参数如下：输入电压为5 V,电感L1为6 μH,电容C1为660μF，L1与C1组成LC低通滤波网络，负载电阻RL为0.5 Ω。开关管与整流管均采用N型功率MOSFET。工作频率为400 KHz，仿真时间为6ms。 对LTC3854典型电路进行仿真，结果如图所示。其中，输出电压UOUT=1.00012 V，Q1控制信号占空比为20 %。比较输入电压与输出电压值关系 ，得到VO/VI=0.2,满足：VO=D×VI （a） 输出电压UOUT波形 （b） Q1控制信号波形 保持仿真参数不变，观测电感电流、负载电流及Q1控制信号波形