DC-DC工作原理介绍PPT课件

1、直流直流/ /直流变换器直流变换器3 3 直流直流/ /直流变换器直流变换器3.1 3.1 直流直流/ /直流降压变换器（直流降压变换器（Buck DC/DC Buck DC/DC 变换器）变换器） 3.2 3.2 直流直流/ /直流升压变换器（直流升压变换器（Boost DC/DC Boost DC/DC 变换器）变换器） 3.3 3.3 直流升压降压变换器（直流升压降压变换器（Boost-BuckBoost-Buck变换器或变换器或CukCuk变换器）变换器） * *3.4 3.4 两象限、四象限直流两象限、四象限直流/ /直流变换器直流变换器 * *3.5 3.5 多相、多重直流多相、多

2、重直流/ /直流变换器直流变换器 3.6 3.6 带隔离变压器的直流带隔离变压器的直流/ /直流变换器直流变换器 小结小结3.1 3.1 直流直流/ /直流降压变换器（直流降压变换器（Buck DC/DC Buck DC/DC 变换器）变换器） 3.1.1 3.1.1 电路结构和降压原理电路结构和降压原理3.1.2 3.1.2 电感电流连续时工作特性电感电流连续时工作特性3.1.3 3.1.3 电感电流断流时工作特性电感电流断流时工作特性如何实现降压变换？如何实现降压变换？3.1.1 电路结构和降压原理电路结构和降压原理1.理想的电力电子变换器理想的电力电子变换器2.降压原理降压原理3.控制方

3、式控制方式4.输出电压输出电压LC滤波滤波1. 理想的电力电子变换器理想的电力电子变换器 为获得开关型变换器的基本工作特性，简化分析，假为获得开关型变换器的基本工作特性，简化分析，假定的理想条件是：定的理想条件是：（1）开关管）开关管T和二极管和二极管D从导通变为阻断，或从阻断变为导通的从导通变为阻断，或从阻断变为导通的过渡过程时间均为零；过渡过程时间均为零；（2）开关器件的通态电阻为零，电压降为零。断态电阻为无限）开关器件的通态电阻为零，电压降为零。断态电阻为无限大，漏电流为零；大，漏电流为零；（3）电路中的电感和电容均为无损耗的理想储能元件；）电路中的电感和电容均为无损耗的理想储能元件；（

4、4）线路阻抗为零。电源输出到变换器的功率等于变换器的输）线路阻抗为零。电源输出到变换器的功率等于变换器的输出功率。出功率。OOSSIVIV2. 降压原理降压原理q对开关管对开关管T加驱动信号加驱动信号VG ,开关周期为开关周期为TSSSoffonSODVVTTVV2VG0, T管导通管导通SLDSEOiiiV0SonDTTVG=0, T管阻断管阻断LDEOii 0SonSoffTDTTT)1 ( 输出电压输出电压1)-(3 )cos()(10nnEOtnaCt2)-(3 221 21)(2120sSSEOoODVDVVtdvCV变压比为变压比为M3)-(3 2/SSSOVDVMVVn次谐波幅值

5、次谐波幅值 4)-(3 )sin(2)2sin(2nDnVnnVaSSn5)-(3 )cos()sin(2)(1nSSEOtnnDnVDVtV输出电压的直流平均值输出电压的直流平均值 将（将（3-2），（），（3-4）代入到（）代入到（3-1）中）中3.3.控制方式控制方式改变开关管改变开关管T的导通时间，即改变导通占空比的导通时间，即改变导通占空比D ，即可改变变压比即可改变变压比M, 调节或控制输出电压调节或控制输出电压VO。(1) 脉冲宽度调制方式脉冲宽度调制方式 PWM (Pulse Width Modulation) 开关频率不变，改变输出脉冲电压的宽度开关频率不变，改变输出脉冲电压

6、的宽度(2) 脉冲频率调制方式脉冲频率调制方式 PFM（Pulse Frequency Modulation） 脉宽脉宽 不变，改变开关频率或周期。不变，改变开关频率或周期。Q：为什么实际应用中广泛采用：为什么实际应用中广泛采用PWM方式？方式？4.4.输出电压输出电压LC滤波滤波滤波电感的作用：滤波电感的作用：对交流高频电压电流呈高阻抗，对交流高频电压电流呈高阻抗，对直流畅通无阻对直流畅通无阻滤波电容的作用：滤波电容的作用：对直流电流阻抗为无穷大，对对直流电流阻抗为无穷大，对交流电流阻抗很小。交流电流阻抗很小。Q：如何选取：如何选取LC？直流输出电压中含有各次谐波电压，在直流输出电压中含有各

7、次谐波电压，在Buck开关电路的输出开关电路的输出端与负载之间加接一个端与负载之间加接一个LC滤波电路，减少负载上的谐波电压。滤波电路，减少负载上的谐波电压。3.2 3.2 直流直流- -直流升压变换器直流升压变换器（BoostBoost变换器）变换器）3.2.1 电路结构和电路结构和升升压原理压原理3.2.2 电感电流连续时工作特性电感电流连续时工作特性3.2.3 电感电流断流时工作特性电感电流断流时工作特性3.2.1 电路结构和升压原理电路结构和升压原理3.2.2 电流连续时的工作特性电流连续时的工作特性q 两种开关状态两种开关状态q 变压比和电压、电流基本关系变压比和电压、电流基本关系1.两种开关状态两种开关状态SonDTTlVG0, T管导通管导通,D阻断阻断 1.两种开关状态两种开关状态SonSoffTDTTT)1 ( lVG=0, T管阻断管阻断TTSonDTDTSoff)1 ( LSL didtVSLsViD TLLSoL didtVV0(1)SLsVViD TL0/1/(1)SMV V