DC-DC转换电路ppt课件

2020 4 25 1 研讨背景 在各种电子设备中 经常需要将输入的直流电压转换到电路所需要的直流电压 同时 将不稳定的直流电压变成稳定的电压 这种电路称为DC DC电源电路 电路通常用电子开关器件和起储能和平滑作用的电感和电容构成 DC DC转换器分为三类 升压型DC DC转换器 降压型DC DC转换器以及升降压型DC DC转换器 用动态电路分析方法可以解释这种电路的工作原理 2 题目一 用动态分析方法求出电感电流一个周期的波形 DC DC降压转换器理论分析电感电流iL分析时假定v0为直流V0 理论证明假设成立 求响应的一个周期 周期起始值等于周期结束值 3 假设uC Uo 常数 iL线性增加 0 t1 4 假设uC Uo 常数 iL线性减少 5 升压变换电路 DC DC升压转换器理论分析电感电流iL分析时假定v0为直流V0求响应的一个周期 周期起始值等于周期结束值 6 T导通等效电路 T断开等效电路 7 计算过程 0 t1 Li C 化简可得 代入数据的特征方程为 s2 200s 106 0解得 s1 100 1000js2 100 1000j开关变换频率f 159Hz 8 综上所述 由于开关的变化 使产生的电感电压为直流脉冲 分析可得产生的电感电流为三角波 其关系如下图所示 9 题目二 求出两个电路中输出电压与输入电压的关系 证明改变占空比d t1 T可以调整输出电压的高低 设iL 0 0Uc 0 00 t1 iL t dt t1 T iL t 又因为电流的不可突变性 所以iL 0 iL T 0稳态情况下 电感上一周期的平均电压为零由此可以推出 U0 Uin dUin同理升压转换电路中有输入电压 输出电压 占空比之间的关系为 U0 Uin Uin 10 仿真 用脉冲电压控制两个开关同时动作 用20kHz的脉冲波形控制开关的切换 验证理论分析结果 利用受控源测量电感两端电流和电压波形 题目三 在EWB中 用电压控制开关构建DC DC电路的仿真电路 11 2020 4 25 定义上述电路中导通占空比D为 12 2020 4 25 改变占空比D有三种基本方法 脉冲频率调制 PFM 维持ton不变 改变TS 改变TS就改变了输出电压周期或频率 13 2020 4 25 脉冲宽度调制 PWM 维持TS不变 改变ton在这种方式中 输出电压波形的周期不变 仅改变脉冲宽度 改变占空比D有三种基本方法 14 2020 4 25 改变占空比D有三种基本方法 混合脉冲宽度调制 脉冲周期TS与宽度ton均改变 广义的脉冲宽度调制技术包含上述三种控制方式 15 DC DC降压转换器仿真电路图 波形为 16 DC DC升压转换器仿真电路图 波形为 17 降压转换器 升压转换器 扩展 用二极管代替开关s2 分析与仿真 S1闭合时二极管截止 断开 S1断开时电感电流的连续性产生感应电压 强迫二极管导通 短路 题目四 重复题三的理论分析 并进行EWB仿真 18 将电路中的开关s2用二极管代替 在图4 1中 正极在下方 在图4 2中 正极在左侧 假设二极管加正向电压时导通 电阻为0 加反向电压时断开 电阻无穷大