正激变换器简明设计PPT学习教案

1、会计学1 正激变换器简明设计正激变换器简明设计 第1页/共38页 第2页/共38页 第3页/共38页 直流斩波器及其分类 依直流斩波器的功能可以分为：依直流斩波器的功能可以分为：功率控制型功率控制型、调压型调压型、调阻型调阻型等等等等 按直流斩波器输入输出电压间关系可以分为：当按直流斩波器输入输出电压间关系可以分为：当U Uo o大于大于U Uinin时，称其为时，称其为升压斩波器升压斩波器(Boost Converter )(Boost Converter )；当；当U Uo o既可以小于既可以小于U Uinin也可以大于大于也可以大于大于U Uinin时，称其为反转斩波器或时，称其为反转斩

2、波器或升降压斩波器升降压斩波器（Buck-Boost Converter Buck-Boost Converter ） 按斩波开关所采用的器件分类：按斩波开关所采用的器件分类：BJTBJT斩波器、斩波器、MOSFETMOSFET斩波器、斩波器、IGBTIGBT斩波器、斩波器、ThyristorThyristor斩波器斩波器等等等等 按直流电源与负载间的能量传递关系对斩波器分类按直流电源与负载间的能量传递关系对斩波器分类 ：输出电压和电流皆不可逆的称为：输出电压和电流皆不可逆的称为单象限斩波器单象限斩波器；仅输出电流或输出电压可逆的称为；仅输出电流或输出电压可逆的称为两象限斩波器两象限斩波器；输

3、出电流和电压都可逆的称为；输出电流和电压都可逆的称为四象限斩波器四象限斩波器 直流斩波电路的工作原理 降压斩波电路（Buck) 带纯电阻负载的降压斩波器工作原理 （a） 主电路（b）输出电压、电流波形 td s on d t d s R T s R U T t UdtU T dtu T uU ons R )( 11 00 t d t d s T R s T R s R R R U dt R U T dt R u T dti T iII onss 000 1 111 t dd d t s RR T s R R U dt R U U T dtiu T P ons 2 00 )( 11 纯电阻负载纯

4、电阻负载 由此可知，改变由此可知，改变导通比导通比，不仅能够控制斩波器输出电压的大小，而且能够控制其输出电流和输出功率的大小，不仅能够控制斩波器输出电压的大小，而且能够控制其输出电流和输出功率的大小 第4页/共38页 电阻电感性负载电阻电感性负载 图 带电阻电感性负载的斩波器 （a）主电路 （b）有关电压电流波形 在上图中，因负载是纯阻性的，所以斩波器的输出电流与输出电压波形相似，且都有很大的脉动。若要使负载电流平滑化，需在原电路基础上增加平波电抗器在上图中，因负载是纯阻性的，所以斩波器的输出电流与输出电压波形相似，且都有很大的脉动。若要使负载电流平滑化，需在原电路基础上增加平波电抗器L L和

5、续流二极管和续流二极管D DF F，如左图所示。，如左图所示。 dtd s on R RUU T t UuuU 0 0 11 0 1 0 1 ) 1 ( 1 IUdti T UdtiU T P d T s d T d s ss S T RR S Ro dtiu T PP 0 1 t Rd R d o I I U U U U 1 （1 1）降压斩波器的输出电压平均值与输入电压之比，刚好等于斩波开）降压斩波器的输出电压平均值与输入电压之比，刚好等于斩波开 关的导通时间与斩波周期之比。关的导通时间与斩波周期之比。改变导通比改变导通比就可以控制斩波器的输出电压就可以控制斩波器的输出电压 和电流的平均值

6、。和电流的平均值。 （2 2）在负载电流连续且可略去电流纹波影响时，此斩波电路有类似于）在负载电流连续且可略去电流纹波影响时，此斩波电路有类似于 变压器的规律：变压器的规律：电压比与电流比成反比，电压比与电流比成反比，其导通比则类似变压器的匝比其导通比则类似变压器的匝比k k 。 （3 3）在上图的降压斩波电路中，由于电感的作用，使负载电流脉动减）在上图的降压斩波电路中，由于电感的作用，使负载电流脉动减 小、乃至连续，这是实际负载所期望的。因此该电路也是最常用的。人们小、乃至连续，这是实际负载所期望的。因此该电路也是最常用的。人们 把包含斩波开关把包含斩波开关S S、电感、电感L L和续流二极

7、管和续流二极管D DF F 的电路称为降压斩波器的主电路 的电路称为降压斩波器的主电路 。 第5页/共38页 升压斩波电路升压斩波电路 升压斩波器的工作原理 图图a)a)所示电路为升压斩波器主电路。当开关所示电路为升压斩波器主电路。当开关S S导通时，升导通时，升 压二极管压二极管VDVD承受反向电压而截止，其等效电路如图承受反向电压而截止，其等效电路如图b)b)所示所示 。此时电源电压加在电感。此时电源电压加在电感L L上，电感电流上，电感电流i iL L增长，电感增长，电感L L储储 能增加，与此同时电容能增加，与此同时电容C C向负载供电，电容电压下降。当向负载供电，电容电压下降。当 开

8、关开关S S关断时，电感电流关断时，电感电流i iL L下降，电感下降，电感L L的感应电势改变极的感应电势改变极 性，与电源电压叠加，强迫升压二极管性，与电源电压叠加，强迫升压二极管VDVD导通，电源和电导通，电源和电 感同时为负载供电和向电容感同时为负载供电和向电容C C充电，由此得到一个比电源充电，由此得到一个比电源 电压还高的输出电压，其等效电路如图电压还高的输出电压，其等效电路如图c c）所示。）所示。 d t d ons s d off s U U tT T U t T U 1 1 0 Lt s Loff Do I T It II)1 ( LdLtd t o IUIUIU )1 (

9、 1 1 0 第6页/共38页 VD o t b) E R L a) C V o t i1 i2 uL uo IL i1 i2 tontoff IL IL off on 2 1 t t I I 图 升降压斩波电路及其波形 a）电路图 b）波形 第7页/共38页 112 1 II t t I on off 2o1 IUEI 第8页/共38页 第9页/共38页 第10页/共38页 第11页/共38页 第12页/共38页 第13页/共38页 第14页/共38页 第15页/共38页 第16页/共38页 第17页/共38页 第18页/共38页 + - + - V1V2 i1i2 理想变压器方程 1212

10、/nnVV 2112/nnii 第19页/共38页 + - + - V1 V2 i1 i2 n1:n2 (n2/n1)i2 imp 1212/nnVV 2 1 2 1i n n iimp dt LV p mp m 1 di 第20页/共38页 + - + - V1 V2 i1 i2 n1:n2 (n2/n1)i2 imp Ll1Ll2 Lmp dt tdi L n n dt tdi LLtVmpmpl )()( )()( 2 1 21 11 dt tdi Lmp n n L dt tdi L n n tVlmp )( )( )( )( 2 2 1 2 2 1 1 2 2 电路方程式 第21页/

11、共38页 (min) )( (max) dc fo V VVN D f dc VVo DV N (max)(min) (max) )( (min) dc fo V VVN D 第22页/共38页 4 6 )( )( 10*max2 *cm JKFsBrBm DPo AcWa 第23页/共38页 c s ABrBm TDVdc Np )( (max)(min) BsatBr NpA TDVdc Bm c s (max)(min) N Np Ns 第24页/共38页 第25页/共38页 第26页/共38页 (max) )( (min) dc fo V VVN D (min) )( (max) dc

12、 fo V VVN D 第27页/共38页 )(22 1 2 1o o o oI N N I I TDVV LoL fo min)1)( )(Im 1 2 21 No No ooIIax )(Im 2 I pkaxI 第28页/共38页 2 2 LIpk Eng )( * 10*2 * 4 4 cm JkB Eng AcWaAp um AL Lo NNLos*10001 1 2 101 202 )( )( s s d d N N VV VV 第29页/共38页 第30页/共38页 第31页/共38页 第32页/共38页 Lp TsDVdc N IoIo ID max(min)(min)(max) 第33页/共38页 (max)*)(Vdc Np Ns Vrrm max(max)(DIoavgIo (min)(max)IoIoIFSM 第34页/共38页 (max)*)(Vdc Np Ns Vr