直流直流变流电路PPT.pptxVIP

电力电子技术Power Electronics第5章 直流直流变流电路 引言■直流-直流变流电路（DC/DC Converter）包括直接直流变流电路和间接直流变流电路。 ■直接直流变流电路 ◆也称斩波电路（DC Chopper）。 ◆功能是将直流电变为另一固定电压或可调电压的直流电。 ◆一般是指直接将直流电变为另一直流电，这种情况下输入与输出之间不隔离。 ■间接直流变流电路 ◆在直流变流电路中增加了交流环节。 ◆在交流环节中通常采用变压器实现输入输出间的隔离，因此也称为直—交—直电路。 ■PWM（pulse width modulation）脉宽调制?tonTUo=DUiUiUo■PFM（pulse frequency modulation）Ton一定，改变T线性电源 利用晶体管的线性特性。开关电源 利用高频开关进行变换，一般较线性电源体积小，重量轻。为什么开关电源工作于高频就可以使得电源体积小？5.1 Buck变换电路 ONiLiTiDiCUd通过电感L给电容充电，并给负载R提供能量。Uo由于有较大电容稳压，可以认为在较小的开通时间ton内波动较小。ULUdUo电感电压?diL即为在ton开通时间内电感电流的波动量。dt即为开通时间5.1 Buck变换电路 ONugDTt0t2t1uLud-uo0tiLI2?I10tVT?0tVD?0tud5.1 Buck变换电路 OFFiLiTiDiC开关管被二极管D短路。电感电流通过二极管续流。ULUdUo电感电压?diL即为在toff开通时间内电感电流的减小量。dt即为关断时间5.1 Buck变换电路 OFFugDTt0t2t1uLud-uo0tiLuoI2iL?iTiDiCULI10UdtVTudUo?0ttVD0?t-ud5.1 Buck变换电路 OFFON???由于D为0-1之间，因此为降压电路??ON??电流波动量根据上式可以根据电流波动量，即纹波大小，计算出最小电感量。5.1 Buck变换电路 ugDT0t2t1tuLud-uo0tiLuoI2iLI0时，IL给C充电；iLI0时，电容C放电；iLiTiDiCULI0I1Ud0tUoVT放电或充电的电荷量在一个周期为：0?ttiC0t5.1 Buck变换电路 ???根据上式可以根据电压波动量，即电压纹波，计算出需要使用的最小电容。5.1 Buck变换电路 ugDT0t2t1tuLud-uo0tiL?uoiLiTiDiCI2ULI0?Ud0I1tUoVT在一定负载电流Io下，输出电流联系的最小电感为：0ttiC?0t5.1 Buck变换电路 iLiTiDiCUL实际系统当中，开关管的PWM脉冲的占空比，是由输出电压与一给定电压比较，然后经过PI等运算，得到开关管的占空比。从而形成一个闭环系统。UdUo第5章 直流直流变流电路 5.2 Boost变换电路 boost电路为一种DCDC升压式变换电路。拓扑结构iDiLiCULUdiTUo电路进入稳态V为开关管L足够大C足够大Ud无脉动假定5.2Boost变换电路 分析方法：开通（on）和关断（off）分别进行分析，即两种情况下分别得到对应的简化电路进行分析。iDiDiDiLiLiLiCULULULiCiCUdUdUdiTiTiTUoUoUoONOFF5.2 Boost变换电路 ONiDiLULiCUd开关管开通，电感L被短路。Uo由于有较大电容稳压，可以认为在较小的开通时间ton内波动较小，此时给负载供电，D受到反偏电压截止。iTUo电感电压?diL即为在ton开通时间内电感电流的波动量。dt即为开通时间5.2 Boost变换电路 ONugDTt0t2t1uLud0tiLI2iDiLULUDI1iC?Ud0tiTUoVT?0tVD0?tUo5.2 Boost变换电路 -+OFFiDiLULiCUd开关管关断，这时iL电流要减小，电感要阻止电流的变小，因此，UL上的电压左负右正。电感存储的能量、Ud一块给电容充电并提供负载电流。iTUo电感电压?diL即为在toff开通时间内电感电流的减小量。dt即为关断时间5.2 Boost变换电路 OFFugDTt0t2t1uLud0tuo-udiDiLI2ULiLiC?UdI1iT0UotUTuo?0ttUD?0tUo5.2 Boost变换电路 ONOFF???由于D为0-1之间，因此为升压电路??ON??电流波动量根据上式可以根据电流波动量，即纹波大小，计算出最小电感量。5.2 Boost变换电路 ugDTt0t2t1uLudio0tuo-udiDiL在0-t1期间，D截止，C向负载提供能量，电容电压的脉动量取决于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：I