no-17电力电子技术晶体管功率电路2boost设计及其他单管非隔离

1

电力电子技术

PowerElectronics任课教师：谢少军

课程组网站：南航电力电子课程组2第九章晶体管功率电路

升压变换器

电力电子技术

PowerElectronics3升压式变换器工作状态分析当Q导通时当Q截止时4电流临界连续工作条件临界电流值IG：电感电流临界连续条件下输出电流的平均值5电流断续工作模式1.Qon，L储能2.Qoff，L释放能量3.Qoff，L能量释放完毕（1）（2）（3）6升压式变换器标幺外特性A部分为电流连续

B部分为电流临界连续

C部分为电流断续开环工作时禁止开路7实际升压式变换电路由于晶体管、二极管有导通压降，电感有寄生电阻，可简化成串联电阻（线圈电阻与半导体器件导通电阻之和）：所以有输出电压表达式：8实际升压电路的调节特性代入Ii=Io/

(1-D)整理变换：R／RL加大时输出与输入电压比偏离1/(1一D)越大控制特性变差。9工作模态分析电流连续模式电流临界连续模式电流断续模式参数选择10电路参数选择效率估算损耗包括开关损耗和导通损耗因此输入电流：11电路参数选择（功率管电流）功率器件电流式中Iimin为电感临界连续时最小平均电流12电路参数选择（功率管）一般取功率晶体管的最大电流ICM功率管的电压满足：13电路参数选择（二极管）二极管的平均电流和有效电流为二极管的电压满足：14电路参数选择（电感）为保证电感在所有工作条件下电感电流连续，有：

IG=

Iomin将Iomin代入IG表达式，即得到电感L：在D＝0－1/3范围内，D增加，L增加在D＝1/3－1范围内，D增加，L减小在已知的D变化范围内，应设计最大的电感量！占空比应取最大值还是最小值？15电路参数选择（电容）电容电压纹波是由电感电流充电和电容放电来决定的，单个开关周期充放电大小相等当晶体管导通时：所以有

16主要内容小结：1.升压电路的构成和工作原理注意电路的电感在输入侧2.升压电路的电压变换关系推导 二种方法：

TON

电感电流上升量=TOFF电感电流下降量电感的伏秒平衡3.三种不同工作模式工作特点4.元器件参数的设计 电感参数的设计17升降压变换？18升降压变换器电路构成，注意输出侧电压为负值当Q导通时，电能给电感储能，二极管截止，输出由滤波电容供电当Q截止时，电感产生感应电势维持原电流方向不变，迫使二极管导通，电感电流向负载供电，同时也向电容充电，输出负电压19升降压变换器Q导通，电感电流线性上升：20升降压变换器Q关断，电感电流线性下降：21升降压变换器整理两式D<0.5时，Uo<Ui，电路为降压型D>0.5时，Uo>Ui，电路为升压型单调递增函数-22丘克变换器23CUK变换器特点CUK变换器：输出电压的升降压变换输入输出端均有电感，输入输出端电流脉动较小电磁干扰小，输出纹波小24CUK变换器工作原理电路由两个电感L1,L2,电容C1,C2,功率管Q，二极管D构成电容C1则做为输入端与输出端之间的能量转移元件功率管Q高频开关工作，与D1导通时间互补

Q关断时，D正向导通25工作状态分析Q导通，二极管D截止：电路构成两个回路电感L1储能，类似BOOST电感电容C1的正端接地，经过电感L2给负载放电（C1放电，L1储能）电容C2端的电压就会变成负的输出电压－－CUK变换器是负压输出26工作状态分析Q关断，二极管D导通：电路构成两个回路电感L1释放能量，给C1充电电感L2释放能量，提供输出电容和负载27基本CUK电路的稳态分析Q导通，二极管D截止Q关断，二极管D导通根据电感的伏秒平衡关系(1)/(2)，并代入电压关系D’=1-D28基本CUK电路的稳态分析输入输出电压关系29丘克变换器在稳态时，电容上电压恒定，所以丘克变换器可以等价成升压变换器＋降压变换器组合30作业理想BOOST变换器如图，输入电压ui=120V±20%，