32直流-直流降压变换器(BUCK变换器)

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1、13.1概述3.2直流-直流降压变换器（BUCK变换器）3.3直流-直流升压变换器（BOOST变换器）3.4直流降压-升压变换器（BUCK-BOOST变换器）3.5直流升压-降压变换器（CUK变换器）3.6两象限、四象限直流-直流变换器3.7单端正激变换器和单端反激变换器1直流直流变换器2一、基本概念DC-DC变换器定义:只对直流参数进行变换的电路3.1概述3一般结构：完成的功能：直流电幅值变换直流电极性变换3.1概述(续1)4二.理想直流变换器应具备的性能1.输入/输出端的电压均为平滑直流,无交流谐波分量2.输出阻抗为零3.1概述（续2）53.快速动

2、态响应,抑制干扰的能力强4.高效率/小型化3.1概述（续3）63.2直流-直流降压变换器（BUCK变换器）一、BUCK电路拓扑T是全控元件(GTR,GTO,MOSFET,IGBT)，当时，T导通。D：续流二极管。L和C组成LPF。7二、工作原理当时，控制信号使得T导通，D截止，向L充磁,向C充电；当时，T截止，D续流，U0靠C放电和L中电流下降维持。3.2直流-直流降压变换器（BUCK变换器）（续1）8三、主要波形两种理解方式：能量存储/电气工程滤波功能/电信工程3.2直流-直流降压变换器（BUCK变换器）（续2）9四、假设及参数计算1.T，D均为理想

3、器件2.L较大，使得在一个周期内电流连续且无内阻3.直流输出电压U0为恒定4.整个电路无功耗5.电路已达稳态3.2直流-直流降压变换器（BUCK变换器）（续3）10(一)、晶体管T导通工作模式（0≤t≤t1=KT）(二)、二极管D导通工作模式（t1≤t≤T）由（一）、（二）得：3.2直流-直流降压变换器（BUCK变换器）（续4）11若假定Buck电路为无损的，则有即开关周期T可表示为可求得的表达为或3.2直流-直流降压变换器（BUCK变换器）（续5）12因此，电容上电压峰-峰脉动值为得或3.2直流-直流降压变换器（BUCK变换器）（续6）13五、分析方

4、法小结1、定性画出关键波形；2、由于LC网路的输入是方波，采用分时区线性化处理3、理想化处理：器件、电源和负载；4、在DC/DC变换器中，降阶处理：假定电容上的端压为恒定值，将二阶微分方程降为一阶微分方程5、稳态条件下的的两个重要定律：电感伏秒平衡：电容电荷平衡：3.2直流-直流降压变换器（BUCK变换器）（续7）14问题1：BUCK电路中，L、C对电感电流iL脉动大小和输出电容电压uc的脉动大小分别有何影响？LIL，CUCfI，UCI，UC确定，则：fC，L3.2直流-直流降压变换器（BUCK变换器）（续8）

5、15六、电流断续时的状况1、求Av根据伏秒平衡律：2、求Dp平均电流：3.2直流-直流降压变换器（BUCK变换器）（续9）16解得：3.2直流-直流降压变换器（BUCK变换器）（续10）17七、典型应用3.2直流-直流降压变换器（BUCK变换器）（续11）18作业1、比较CCM和DCM工作时，电压增益和电流增益公式，电感上电压的差别。2、试述CCM和DCM工作的优缺点。3.2直流-直流降压变换器（BUCK变换器）（续12）193.3直流-直流升压变换器（BOOST变换器）一、BOOST电路拓扑203.3直流-直流升压变换器（BOOST变换器）（续1）二

6、、工作原理当213.3直流-直流升压变换器（BOOST变换器）（续2）22三、主要波形3.3直流-直流升压变换器（BOOST变换器）（续3）23四、参数计算（一）、晶体管T导通工作模式（0≤t≤t1=KT）（二）、二极管D导通工作模式（t1≤t≤T）由（一）、（二）可得：将代入上式，则求得3.3直流-直流升压变换器（BOOST变换器）（续4）24说明:1)K0<1，AV>1，所以U0>Ud，是升压电路。2)可以调压。两种模式：能量的传输模式1：0

7、L降低，等效电路：3.3直流-直流升压变换器（BOOST变换器）（续5）25设BOOST电路是无损的在0—t1期间，二极管D截止，电容C向负载提供能量，电容电压的脉动量取决于在这期间电容上释放的电荷量，当输出电压的脉动量远小于输出电压时，负载电流的脉动量可以忽略。则电容电压的脉动量为或3.3直流-直流升压变换器（BOOST变换器）（续6）26五、典型应用(1)3.3直流-直流升压变换器（BOOST变换器）（续7）27六、典型应用(2)作业：1.设计一个BUCK变换器并进行仿真，条件：f=25KHz，Ui=300v，Uo=150v，Io=6A，Io=1

8、A，Upp=10v；2.设计一个BOOST变换器，条件：f=100KHz，Ui=150v，U