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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第一节：概述,定义,DC-DC：,只对直流参数进行变换的电路,一般结构：,直流电源,DC-DC,主电路,负载,控制电路,一.直流变换电路的分类,1.换流过程分为:,电压换流,电流换流,2.,降压电路,升压电路,升降压电路 或,1,单向限电路,双向限电路,四象限电路,3.,均为一个方向,和 其中之一改变方向,均改变方向,4.,单相电路:只有一个电路,m,相电路:有,m,个基本电路,采用时分复用的方法,二.理想直流变换应具备的性能,1.输入输出端的电压均为平滑直流,无交流谐波分量,2.输出阻抗为零,3.快速动态响应,抑制能力强,4.高效率小型化,2,3.1.,Driving:,电车,地铁,电动汽车,火车,3.2.直流电机调速系统,3.3.照明,氙灯,ballast,3.4.switching power supply,Eg,.Adapter,VRM,四.,Typical topologies:Buck,Boost,Buck-Boost,Cuk,三.,Application,3,第二节:单象限降压型电路,一.电路,T,是全控元件(,GTR,GTO,MOSFET,IGBT),当 时,T,导通,D:,续流二极管,L0,和,C0,组成,LPF,4,5,二.工作原理,当 时,控制信号使得,T,导通,D,截止,向,L0,充磁,向,C0,充电,当 时,T,截止,D,续流,U0,靠,C0,放电和,L0,中电流下降维持,三.假设:,1.,T,D,均为理想器件,2.,L0,较大,使得在一个周期内电流连续且无内阻,3.直流输出电压,U0,为恒定,4.整个电路无功耗,5.电路已达稳态,6,四.电路各点的波形,7,五.电路分析,1.电感电流,i,L,表达式,当,储能,(1),当 时, 达到最大值,(2),当 时,放能,(3),当 时, 达到最小值,(4),由于电路达到了稳态,8,所以(2)式改写为:,(5),2.伏秒平衡定律的证明：,电流增量：,由式（4）得到：,（6）,所以有,得：,这就是电感的伏秒平衡，实际是对 的积分，即平均值为零,平均电流,(7),(8),(9),9,3.输出电压增益,输出电压平均值,输入电压平均值,由(8)式得:,(10),当,D,改变,U,0,改变,4.输入电流平均值,Id,输入功率,电流,输出电压,输出电流,10,5.输出电压纹波分析,当 但 为有限值,电感电流,电容电流,负载电流,情况1:,C,充电,情况2:,C,放电,11,当 时,电容充电,其电荷量为,Q,实际上就是图 中的阴影部分的面积,在 时,阴影部分的面积为:,在 时,阴影部分的面积为:,12,把式(7) 代入上式得:,所以当 与 给定后,当 最大时,用 , 的最大值 为,13,6.保持电流连续的临界电感值,由 的图形可知,由(7)式可知,当 时, 电流处于,临界连续状态,当 取最大值时,当 时, 处于连续状态,14,六.电流断续时的状况,1.求,Av,根据伏秒平衡律:,2.求,Dp,平均电流:,DT,T,DT,DpT,15,解得:,16,七、,Typical Applications,Buck,Three Phases,Inverters,AC motor,交流调,速系统,Buck,Signal Phases,Inverters,Hid Lamp,illumining,system,Buck,Low v/high I,Load,Switching power supple,system,二次电源,Buck,High V/Low I,Load,Switching power supple,system,一次电源,17,作业,1，比较,CCM,和,DCM,工作时，电压增益和电流增益公式，电感上电压的差别。,2，试述,CCM,和,DCM,工作的优缺点。,3，试述伏秒平衡和电荷平衡定律。,4，画出电容器高频等效电路，并说明其频率特性。,18,第三节:单象限升压型直流变换电路,一.电路,二.工作原理,当,三.连续模型分析,1.直流增益,Av,根据伏秒平衡律:,19,说明:1) 所以 是升压电路,2) 可以调压,Two Modes:,能量的传输,Mode1:0tDT, T is on D is off ,the current,i,L,increase,the equivalent circuit,Mode2:DTt1,0.5, I,0,0,时区,B, D=0.5, I,0,=0,时区,C, D0.5, I,0,0,控制信号与占空比,D,的关系,最大控制电压,45,工作过程分析:,只讨论,D=0.5,因为,不能,on,而,VD1,与,VD3on,当,但,当,46,(三)直流增益:,双极性桥式直流变换器,实质上是一个线性放大器,四.电流脉动计算,(5-178),47,
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