DC-DC变换器1

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1、第2讲DC/DC变换电路Application:(1)Switch-modePowerSupply(2)DCMotorDrive(3)DCSourceConverterClassification:VoltageSourcetoVoltageSourceVoltageSourcetoCurrentSourceCurrentSourcetoVoltageSourceCurrentSourcetoCurrentSource1第2讲DC/DC变换电路2第2讲DC/DC变换电路ControlMode:PW

2、M----PulseWidthModulationT不变，变ton—脉冲宽度调制（PWM）调频调制(AdjustFrequencyModulation)ton不变，变T—频率调制。复合调制(ComplexModulation)ton和T都可调，改变占空比—复合型BasalDC-DCConverter：BuckChopperBoostChopperBuck-BoostChopperCukChopper32.1.1降压斩波电路电路结构全控型器件若为晶闸管，须有辅助关断电路。续流二极管负载出现的反电动势

3、典型用途之一是拖动直流电动机，也可带蓄电池负载。降压斩波电路（BuckChopper)42.1.1降压斩波电路工作原理c)电流断续时的波形EV+-MRLVDioEMuoiGtttOOOb)电流连续时的波形TEiGtontoffioi1i2I10I20t1uoOOOtttTEEiGiGtontoffiotxi1i2I20t1t2uoEMa)电路图图3-1降压斩波电路得原理图及波形t=0时刻驱动V导通，电源E向负载供电，负载电压uo=E，负载电流io按指数曲线上升。t=t1时控制V关断，二极管VD续流

4、，负载电压uo近似为零，负载电流呈指数曲线下降。通常串接较大电感L使负载电流连续且脉动小。电压源电流源的变换52.1.1降压斩波电路数量关系电流连续负载电压平均值：（2-1）（2-2）ton——V通的时间toff——V断的时间a--导通占空比电流断续，Uo被抬高，一般不希望出现。负载电流平均值：62.1.1降压斩波电路同样可以从能量传递关系出发进行的推导由于L为无穷大，故负载电流维持为Io不变电源只在V处于通态时提供能量，为在整个周期T中，负载消耗的能量为输出功率等于输入功率，可将降压斩波器看作直

5、流降压变压器。一周期中，忽略损耗，则电源提供的能量与负载消耗的能量相等。72.1.2升压斩波电路升压斩波电路（BoostChopper）保持输出电压储存电能电路结构1)升压斩波电路的基本原理82.1.2升压斩波电路工作原理假设L和C值很大。V处于通态时，电源E向电感L充电，电流恒定I1，电容C向负载R供电，输出电压Uo恒定。V处于断态时，电源E和电感L同时向电容C充电，并向负载提供能量。电流源电压源的变换0iGE0ioI1图3-2升压斩波电路及工组波形a)电路图b)波形92.1.2升压斩波电路数量

6、关系设V通态的时间为ton，此阶段L上积蓄的能量为设V断态的时间为toff，则此期间电感L释放能量为稳态时，一个周期T中L积蓄能量与释放能量相等：（2-21）（2-20）化简得：T/toff>1，输出电压高于电源电压，故为升压斩波电路。——升压比；升压比的倒数记作b，即。b和a的关系：因此，式（3-21）可表示为（2-23）（2-22）102.1.2升压斩波电路电压升高的原因：电感L储能使电压泵升的作用电容C可将输出电压保持住如果忽略电路中的损耗，则由电源提供的能量仅由负载R消耗，即：。（2-24

7、）与降压斩波电路一样，升压斩波电路可看作直流变压器。输出电流的平均值Io为：(2-25)电源电流的平均值Io为：(2-26)112.1.2升压斩波电路2)升压斩波电路典型应用一是用于直流电动机传动二是用作单相功率因数校正（PFC）电路三是用于其他交直流电源中ttTEiOOb)a)i1i2I10I20I10tontofftOTOEtc)uoioi1i2t1t2txtontoffI20uo图3-3用于直流电动机回馈能量的升压斩波电路及其波形a）电路图b）电流连续时c）电流断续时用于直流电动机传动再生制

8、动时把电能回馈给直流电源。电动机电枢电流连续和断续两种工作状态。直流电源的电压基本是恒定的，不必并联电容器。122.1.2升压斩波电路数量关系当V处于通态时，设电动机电枢电流为i1，得下式：(2-27)当V处于断态时，设电动机电枢电流为i2，得下式：（2-29）当电流连续时，考虑到初始条件，近似L无穷大时电枢电流的平均值Io，即（2-36）该式表明，以电动机一侧为基准看，可将直流电源电压看作是被降低到了。132.1.3斩波电路的控制方式1.PWM控制电路控制电路是根据采用的控制策略