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The End * * * 电 力 电 子 技 术 Power Electronic Technology 第三章 DC-DC变换器 DC-DC变换器（DC Converter） 将一定幅值的直流输入电压（或电流）变换成一定幅值的直流输出电压（或电流）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。 DC-DC电压变换器：输入为电压源并完成电压－电压之间的变换。 DC-DC电流变换器：输入为电流源并完成电流－电流之间的变换 习惯上所称的DC-DC变换器常指DC-DC电压变换器 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（减流型）DC-DC变换器，简称Buck变换器； 2）升压型（增流型）DC-DC变换器，简称Boost变换器； 3）升-降压型（增－减流型）DC-DC变换器，简称Boost－Buck变换器； 4）降-升压型（减－增流型）DC-DC变换器，简称Buck－Boost变换器； 第三章 DC-DC变换器 3.1 DC-DC变换器的基本结构 3.2 DC-DC变换器换流及其特性分析 3.3 复合型DC-DC变换器 3.4 变压器隔离型DC-DC变换器 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 以下分别讨论这类DC-DC变换器的基本结构。 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 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？ 输出电流等于电源电流 输出电流等于零 I0 输出电流的平均值I0≤Ii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短路 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变换器的基本结构 在下图的buck型DC-DC电压变换电路中为了限制开关管VT导通时的电流应力，则将缓冲电感L串入开关管VT的支路中 3.1.1 Buck型DC-DC变换器的基本结构 为串入电感建立续流回路 虽然抑制了开通时的电流应力，但增加了关断时的电压应力 结构完善的具有输出滤波和缓冲环节的Buck型DC-DC电压变换电路 3.1.1 Buck型DC-DC变换器的基本结构 在下图所示的buck型DC-DC电流变换电路中，为了限制开关管VT关断时的电压应力，则将缓冲电容C并入开关管VT的两端 C 3.1.1 Buck型DC-DC变换器的基本结构 克服VT导通时电容两端电压突变问题所产生的较大电流应力 结构完善的具有输出滤波和缓冲环节的Buck型DC-DC电流变换电路 3.1.1 Buck型DC-DC变换器的基本结构 缓冲电路或