电力电子技术课件10DCDC变换器学习教案.pptx

第4章DC-DC变换器4.1直流变换电路(diànlù)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(màichōng)频率调制(PFM)工作方式：
即维持导通时间不变，改变工作周期。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：
即维持工作周期不变，改变导通时间。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。4.1非隔离(gélí)型DC-DC变换器4.1.1Buck变换器4.1.1Buck变换器电感中的电流iL是否连续(liánxù)，取决于开关频率、滤波电感L和电容C的数值。4.1.1Buck变换器4.1.1Buck变换器电感电流iL临界连续状态：
变换电路工作在临界连续状态时，即有I1=0，由
可得维持电流临界连续的电感值L0为：

即电感电流临界连续时的负载电流平均值为：

式中IOB为电感电流临界连续时的负载电流平均值。
总结：临界负载电流IOB与输入电压Ud、电感L、开关频率f以及开关管T的占空比D都有关。
当实际负载电流Io＞IOB时，电感电流连续；
当实际负载电流Io=IOB时，电感电流处于(chǔyú)连续（有断流临界点）;
当实际负载电流Io＜IOB时，电感电流断流；输出纹波电压：
在Buck电路中，如果滤波(lǜbō)电容C的容量足够大，则输出电压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。
电流连续时的输出电压纹波为

其中f为buck电路的开关频率，fc为电路的截止频率。
它表明通过选择合适的L、C值，当满足fc＜＜f时，可以限制输出纹波电压的大小，而且纹波电压的大小与负载无关。4.1.1Buck变换器4.1.1Buck变换器4.1.2Boost变换器工作(gōngzuò)原理：
ton工作(gōngzuò)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(gōngzuò)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。
可得：
式中占空比D=ton/TS，当D=0时，U0=Ud，但D不能为1，因此在0≤D＜1的变化范围内Uo≥Ud①T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。
②T阻断时，电源和电感共同向负载供电，同时(tóngshí)给电容C充电。Boost变换器的可能运行情况：
根据在理想状态下，电路的输出功率等于输入功率，参考降压变换电路的计算方法，可得电感电流临界连续时的负载电流平均值为：

当实际负载电流Io＞IOB时，电感电流连续。
当实际负载电流Io=IOB时,电感电流处于(chǔyú)临界连续(有断流临界点)。
当实际负载电流Io＜IOB时，电感电流断流。
③没有电压闭环调节的Boost变换器不宜在输出端开路情况下工作：因为稳态运行时，开关管T导通期间()电源输入到电感L中的磁能，在T截止期间通过二极管D转移到输出端，如果负载电流很小，就会出现(chūxiàn)电流断流情况。如果负载电阻变得很大，负载电流太小，这时若占空比D仍不减小、ton不变、电源输入到电感的磁能必使输出电压不断增加。4.1.3Buck-Boost变换器4.1.3Buck-Boost变换器4.1.3Buck-Boost变换器采用前几节同样的分析方法可得电感电流临界连续时的负载电流平均值为：

变换器的可能运行情况(qíngkuàng)：
实际负载电流Io＜IOB时，电感电流连续。
实际负载电流Io=IOB时，电感电流处于临界连续(有断流临界点)。
实际负载电流Io＞IOB时，电感电流断流。库克(Cuk)变换电路属升降压型直流变换电路。
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(píngwěn)，降低了对外部滤波器的要求。4.1.4Cuk斩波电路(diànlù)Cuk变换电路也有电流连续和断流两种工作情况，但这里不是(bùshi)指电感电流的断流，而是指流过二极管D的电流连续或断流。
工作情况:
电流连续：在开关管T的关断时间内，二极管电流总是大于零。
电流断流：在开关管T的关断时间内，二极管电流在一段时间内为零。
临界连续：二极管电流经toff后，在下个开关周期TS的开通时刻二极管电流正好降为零。4.2带隔离(gélí)的DC-DC变换器4.2带隔离(gélí)的DC-DC变换器·引言4.2.2正激电路(diànlù)4.2.3半桥电路(diànlù)4.2.4全桥电路(diànlù)4.2.5推挽(tuīwǎn)电路4.3双端变换器的整流(zhěngliú)电路选择4.3双