第23章 直直变换器.pptVIP

C1RDC2L1L2V1+-V2-+VC1-+TC1RDC2L1L2V1+-V2-+VC1-+TC1RDC2L1L2V1+-V2-+VC1-+T第30页，共72页，星期日，2025年，2月5日根据电感电压伏秒平衡规律上式表示当为不连续导电模式时，Cuk与Buck-Boost的电压变比特性相同。式中?是一个与电路参数有关的量：可以证明：其特点是：输入、输出电流没有脉动；电压变比理论上可由零变到无穷大;开关管的射极接地，使驱动简化第31页，共72页，星期日，2025年，2月5日第3章隔离型直直变换电路分析变压器的作用输入和输出间实现电气隔离实现单输入-多输出减小开关的电压/电流应力基本拓扑正向变换器（Forward）反激变换器（Flyback）正向变换器中所有绕组上的瞬时功率代数和为零即变压器不储能反激式变换电路当开关导通时原边储能（激磁电感）开关断开时副边绕组将储能提供给负载第32页，共72页，星期日，2025年，2月5日3.1变压器及模型双绕组理想变压器满足电压比等于匝比、电流比等于电压比的倒数,阻抗比为匝比的平方。理想变压器既不耗能也不储能实际变压器存在磁化电感和漏电感由于存在磁化电流二者端子电流不同;由于有漏感二者端子电压不同第33页，共72页，星期日，2025年，2月5日激磁电感可跨接在原边，也可出现在副边如果漏感压降比激磁电感上的压降小得多，则原（或副）边漏感可反射到另一边。第34页，共72页，星期日，2025年，2月5日3.2隔离型单端正激变换器“单端”是指功率只从原边电压的一个极流入工作过程开关导通时，原边电压VP等于输入电压V1。副边电压极性为正。所以D1通D2断，VD=V1/N，反射到原边的电流为I2/N第35页，共72页，星期日，2025年，2月5日当三极管断开时二极管D3和电压源VC为磁化电流提供通路+?+?第36页，共72页，星期日，2025年，2月5日激磁电流与钳位若变压器的磁化电流非零，开关关断后必须为该电流提供一条流动路径在开关断开i?流动期间，激磁电感上的电压必须为负，以使激磁电流衰减在周期性的稳态时，铁心中的磁通在每个周期的终点值必须回到起点值这称为磁通复位假定激磁电流初值为零，开关导通磁化电流线性增大。开关关断，I2立刻换流到D2，D1关断。理想变压器的电流is、i1阶跃到零。但i?必须连续。i?迫使D3导通,VP＝V1-VC第37页，共72页，星期日，2025年，2月5日在每个周期终点的磁化电流值必须回到起点值，否则它将不断增大，使变压器饱和等价条件是，开关关断时的原边伏秒必须等于开关导通时的原边伏秒，即净伏秒必须为零要确保激磁电流衰减到零，复位电压必须大于伏秒平衡所需的临界值。同时应确保在D最大时i?也能衰减到零。例3.1钳位电压的选择设输入电压V1=50伏，变压器匝比N=5，导通比为D，输出电压V2=D（V1/N）=10D（伏），若0?V2?8伏，Dmax=0.8，求所需钳位电压VC的值第38页，共72页，星期日，2025年，2月5日复位电路的能耗复位电路在每个周期都吸收能量，该能量一般都被损耗掉。在D3导通时间内通过积分Vcic可计算出这部分能量。若电压Vc为常数，ic的峰值线性减小到零所需时间第39页，共72页，星期日，2025年，2月5日每个周期流入电源VC中的能量EC是它比磁化电感中储存的能量要大通常用大电容来构成钳位电源VC。为防止VC增大，将一个电阻与它并联。在大功率的场合，可使用一个辅助DC/DC变换器将电容储能传送到电源或负载例3.2放电电阻的布置如果将电阻接在VC与输入电压之间，部分能量就由电容返回到电源。能量损耗为第40页，共72页，星期日，2025年，2月5日与上一个方案相比，能量损耗减小第41页，共72页，星期日，2025年，2月5日变压器耦合钳位（或第三绕组复位）当Q关断时i?通过钳位绕组流通，所以iT=（N1/NT）i?改变（NP/NT）可调节钳位电压第42页，共72页，星期日，2025年，2月5日注意到匝比影响三极管的断态电压。对1:1的匝比三极管的断态电压是2V1，对3:1的匝比，三极管的断态电压是4V1。优点:磁场能量直接返回到电源问题是，当三极管关断时，原边与第三绕组间的漏感会阻止磁化电流立刻换流到第三绕组中去。因此必须在开关的两端加钳位电路，以防止其电压过高。与漏电感相关的能量与磁化电感的储能相比要小得多，所以这部分能耗不必考虑，除非该电路以非常高的频率工作。第43