电力电子第章(修改).pptx

第 3 章直流/直流变换器;3 直流/直流变换器; 第3章 直流变换电路 ; 3.1 直流变换电路的工作原理 3.2 降压变换电路 3.3 升压变换电路 3.4 升降压变换电路 3.5 库克变换电路 3.6 带隔离变压器的直流变换器 3.7 直流变换电路的PWM控制技术 ;3.1 直流变换电路的工作原理;直流变换电路的常用工作方式主要有两种： ① 脉冲频率调制(PFM)工作方式： 即维持不变，改变TS。在这种调压方式中，由于输出电压波形的周期是变化的，因此输出谐波的频率也是变化的，这使得滤波器的设计比较困难，输出谐波干扰严重，一般很少采用。 ② 脉宽调制(PWM)工作方式： 即维持TS不变，改变。在这种调压方式中，输出电压波形的周期是不变的，因此输出谐波的频率也不变，这使得滤波器的设计容易。; 3.1 直流变换电路的工作原理 3.2 降压变换电路 3.3 升压变换电路 3.4 升降压变换电路 3.5 库克变换电路 3.6 带隔离变压器的直流变换器 3.7 直流变换电路的PWM控制技术 ;3.2 降压变换电路;导通期间〔ton 〕：电力开关器件导通，电感蓄能，二极管D反偏。等效电路如以下图 ； 关断期间〔toff〕：电力开关器件断开，电感释能，二极管D导通续流。等效电路如所示；;电感电流连续时工作特性;电感中的电流iL是否连续，取决于开关频率、滤波电感L和电容C的数值。;1.电流连续时只有两种开关状态;2. 变压比、导通比的定义;用电感电流表达式求变压比;电感电流断流时工作特性;第三种状态 :T、D都截止。 变压比;临界连续时：;3. Buck变换器输出电压外特性;滤波器电抗对谐波的阻抗为： ωL;输出纹波电压： 在Buck电路中，如果滤波电容C的容量足够大，那么输出电压U0为常数。然而在电容C为有限值的情况下，直流输出电压将会有纹波成份。;设计图3.2(a)所示的Buck DC/DC变换器。电源电压Vs=147～220V，额定负载电流11A，最小负载电流1.1A，开关频率20KHz。要求输出电压Vo=110V；纹波小于1%。要求最小负载时电感电流不断流。计算输出滤波电感L和电容C，并选取开关管T和二极管D。; 3.1 直流变换电路的工作原理 3.2 降压变换电路 3.3 升压变换电路 3.4 升降压变换电路 3.5 库克变换电路 3.6 带隔离变压器的直流变换器 3.7 直流变换电路的PWM控制技术 ; 3.3 升压变换电路;3〕工作原理： ton工作期间：二极管反偏 截止，电感L储能，电容C 给负载R提供能量。 toff工作期间：二极管Ｄ 导通，电感L经二极管Ｄ给 电容充电，并向负载RL提 供能量。;2. 变压比和电压、电流根本关系;2. 变压比和电压、电流根本关系; ① T导通时为电感L储能阶段，此时电源不向负载提供能量，负载靠储于电容C的能量维待工作。 ② T阻断时，电源和电感共同向负载供电，同时给电容 C充电。 ;电感电流断流时工作特性;1.三种开关状态与变压比;1.三种开关状态与变压比;1.三种开关状态与变压比;2. 临界负载电流;3. Boost变换器输出电压外特性;图3.5(a)所示Boost变换器，输入电源电压 Vs=10～30V，输出电压被控为恒值V，开关频率fs=40kHz，最大输出功率100W，电流Iomax=2.08A，最小输出功率10W，电流Iomin=0.208A，要求变换器工作时电感电流连续，求最小升压电感L值及输出电压纹波小于1%时的滤波电容C。;Boost电路的运行与控制小结; 3.1 直流变换电路的工作原理 3.2 降压变换电路 3.3 升压变换电路 3.4 升降压变换电路 3.5 库克变换电路 3.6 带隔离变压器的直流变换器 3.7 直流变换电路的PWM控制技术 ;3.4 升降压变换电路;3.4 升降压变换电路; 3.1 直流变换电路的工作原理 3.2 降压变换电路 3.3 升压变换电路 3.4 升降压变换电路 3.5 库克变换电路 3.6 带隔离变压器的直流变换器 3.7 直流变换电路的PWM控制技术 ;1〕库克(Cuk)变换电路属升降压型直流变换电路。 2〕电路的特点：输出电压极性与输入电压相反，出入端电流纹波小，输出直流电压平稳，降低了对外部滤波器的要求。;3.5 库克变换电路;1〕 Cuk变换电路也有电流连续和断流