第三章DCDC变换器.pptVIP

3.1.4 Buck-Boost型DC-DC变换器的基本结构 对比boost-buck型电压变换器和buck-boost型电压变换器电路可以看出： 两者的输入输出电压极性均为反向极性 相对于boost-buck型电压变换器电路，buck-boost型电压变换器电路结构简单，并且其中的储能元件也较少 buck-boost型电压变换器的输入和二极管输出电流均为断续的脉动电流;而boost-buck型电压变换器中由于输入输出均有电感，因此变换器的输入输出电流一般情况下均为连续电流（轻载时电流可能断续） boost-buck型电压变换器 buck-boost型电压变换器 * 从前的电力机车控制，如右图所示，在直流电动机上串联有切换触点的可变电阻，改变电动机的施加电压，从而控制电流（转矩） * * * 电 力 电 子 技 术 Power Electronic Technology 第三章 DC-DC变换器 如图所示，在变压器的一次绕组施加交流电压u1时，铁芯内磁通就变化，在二次绕组上就产生感应电压u2。如果设一、二次绕组匝数为w1、w2时，在二次绕组中产生的电压可用下式表达： u1 u2 w1 w2 Φ 如何改变直流电压？ 第三章 DC-DC变换器 如下图所示，通过串联可变电阻改变直流电压。R↑，则uL↓； R ↓ ，则uL ↑。 在串联电阻中也流过与负载电阻电流相同的电流，将产生大的损耗。 利用上述原理，使用开关器件，将直流电压转换成脉冲的形式，把这些脉冲组合在一起就得到了输出电压。无需加入电阻，降低损耗 由于输出电压由一系列脉冲组成，波形看上去就好像被周期性的斩切了一样。所以称为直流斩波器。 第三章 DC-DC变换器 DC-DC变换器（DC Converter） 将一定幅值的直流电变换成另一幅值的直流电的电力电子装置。 主要应用于直流电压变换（升压、降压、升降压等）、开关稳压电源、直流电机驱动等场合。 第三章 DC-DC变换器 理论上，按其变换功能可将DC-DC变换器分为以下4种基本类型： 1）降压型DC-DC变换器，简称Buck变换器； 2）升压型DC-DC变换器，简称Boost变换器； 3）升-降压型DC-DC变换器，简称Boost－Buck变换器； 4）降-升压型DC-DC变换器，简称Buck－Boost变换器； 工程上，依据输入、输出间是否有电气隔离：有变压器隔离型DC-DC变换器；无变压器隔离型DC-DC变换器 一般所说几种基本类型的DC-DC变换器均指无变压器隔离的 3.1 DC-DC变换器的基本结构 工程上，一般将以开关管按一定控制规律调制且无变压器隔离的DC-DC变换器或输入输出频率相同的AC-AC变换器统称为斩波器（Chopper） 直流斩波器（DC Chopper） 交流斩波器（AC Chopper） 这种开关管按一定调制规律通断的控制为斩波控制 1）脉冲宽度调制（PWM） 这种控制方式是指开关管调制信号的周期固定不变，而开关管导通信号的宽度可调 2）脉冲频率调制（PFM） 这种控制方式是指开关管导通信号的宽度固定不变，而开关管调制信号的频率可调 3.1 DC-DC变换器的基本结构 直流斩波器实际上是一类基本的DC-DC变换器，按其直流输入输出相关量的大小关系（升、降、升-降、降-升），这种基本的DC-DC变换器可分为： buck型 DC-DC变换器 boost 型 DC-DC变换器 buck-boost型 DC-DC变换器 boost-buck型 DC-DC变换器 3.1.1 Buck型DC-DC变换器的基本结构 DC-DC变换器主要完成电压变换或电流变换功能，那么如何完成这一变换呢？ 输出电压等于电源电压 输出电压等于零 U0 输出电压的平均值U0≤Ui实现了Buck型DC-DC变换器的基本功能 3.1.1 Buck型DC-DC变换器的基本结构 输出电压、电流脉动的抑制 电压型DC-DC变换器 电流型DC-DC变换器 U0 I0 如何抑制电流、电压的脉动？ 3.1.1 Buck型DC-DC变换器的基本结构 为抑制输出电压脉动，可在Buck型DC-DC变换器的基本原理电路中加入输出滤波元件（如：电容C） L 为抑制输出电流脉动，可在图3-1b所示的基本原理电路中加入输出滤波元件（如：电感L）如图3-2b所示 3.1.1 Buck型DC-DC变换器的基本结构 加入滤波元件后可能出现的问题 3.1.1 Buck型DC-DC变换器的基本结构 U0 VT导通时两不相等的电压源短路 I0 VT关断时两不相等的电流源串联 产生较大的电流应力 产生较大的电压应力 过电流损坏 过电压损坏 L 3.1.1 Buck型DC-DC变换