DC-DC转换器原理.ppt

1、1,DC-DC 转换器原理,Outline,BUCK BOOST BUCK-BOOST FLYBACK,2,3,BUCK CONVERTER,4,Continuous Mode:,Mode1: (0tton) Q ON，D OFF,Mode2: (tontT) Q OFF，D ON,5,BUCK CONVERTER 切换波形,Ripple current in the inductor,6,假设 ：(Ideal capacitor) 稳态时，输出电流为一定值 电容无功率损耗,Ripple voltage in the capacitor,充或放电电流的平均值：,7,实际上需考虑电容ESR的影响

2、所造成的涟波,需比较,与,何者效应为大，来做输出电容的设计,当储存在电感中的能量完全耗尽时(电感电流降为0)，下一周期同时开始，称为Continuous 与Discontinuous 的临界点。,8,Discontinuous Mode:,设Pin=Po,9,由Volt-Sec requirement,Mode1: (0tton) Q ON，D OFF 同Continuous,Mode2a: (tont ) Q OFF，D ON,由,10,利用前面三个式子，将t2及ILP代换掉,11,将L/Lc的比值当作变数，画出D对Va/Vs的关系曲线,12,BOOST CONVERTER,13,Conti

3、nuous Mode:,Mode1: (0tton) Q ON，D OFF,Mode2: (tontT) Q OFF，D ON,14,BOOST CONVERTER 切换波形,Ripple current in the inductor,15,假设 ：(Ideal capacitor) 稳态时，输出电流为一定值 电容无功率损耗,Ripple voltage in the capacitor,ton 时的放电电流：,16,实际上需考虑电容ESR的影响所造成的涟波,需比较,与,何者效应为大，来做输出电容的设计,当储存在电感中的能量完全耗尽时(电感电流降为0)，下一周期同时开始，称为Continuo

4、us 与Discontinuous 的临界点。,17,Discontinuous Mode:,设Pin=Po,18,由Volt-Sec requirement,Mode2a: (tont ) Q OFF，D ON,Mode1: (0tton) Q ON，D OFF,由输出平均电流,19,利用前面三个式子，将t2及ILP代换掉,20,将L/Lc的比值当作变数，画出D对Va/Vs的关系曲线,BUCK & BOOST Summary,电感涟波电流与电感值及切换频率成反比 电感涟波电流BUCK 较BOOST小(1-D)倍 BUCK 在D0.5时，涟波电流最大。BOOST则与D成正比,21,BUCK &

5、 BOOST Summary,BUCK中之电感与电容形成低通滤波器，故电容涟波电压与电感，电容值及切换频率成反比 BOOST 中之电感为储能用，电容涟波电压只与电容值及切换频率成反比。 BUCK 输入电流非连续，一般需加输入滤波器降低EMI效应 BOOST initial inrush current 较大 实际上升降压的极限大约为4(1/4)倍,22,23,BUCK-BOOST CONVERTER,24,Continuous Mode:,Mode1: (0tton) Q ON，D OFF,Mode2: (tontT) Q OFF，D ON,25,BUCK-BOOST CONVERTER 切换

6、波形,Ripple current in the inductor,26,假设 ：(Ideal capacitor) 稳态时，输出电流为一定值 电容无功率损耗,Ripple voltage in the capacitor,ton 时的放电电流：,27,实际上需考虑电容ESR的影响所造成的涟波,需比较,与,何者效应为大，来做输出电容的设计,当储存在电感中的能量完全耗尽时(电感电流降为0)，下一周期同时开始，称为Continuous 与Discontinuous 的临界点。,28,Discontinuous Mode:,设Pin=Po,29,Mode2a: (tont ) Q OFF，D ON,

7、Mode1: (0tton) Q ON，D OFF 同Continuous,由Volt-Sec requirement,由输出平均电流,30,利用前面三个式子，将t2及ILP代换掉,将L/Lc的比值当作变数，画出D对Va/Vs的关系曲线,Three Type compare,31,Three Type 电压转换比比较,32,FLYBACK CONVERTER,(1),(2),(3),(4),Two Winding Isolation BUCK-BOOST,33,Continuous Mode:,Mode1: (0tton) Q ON，D OFF,Mode2: (tontT) Q OFF，D O

8、N,34,FLYBACK CONVERTER 切换波形,Ripple current in the inductor,35,当储存在电感中的能量完全耗尽时(电感电流降为0)，下一周期同时开始，称为Continuous 与Discontinuous 的临界点。,36,Discontinuous Mode:,设Io=ID,37,Mode2a: (tont ) Q OFF，D ON,由Volt-Sec requirement,由输出平均电流,38,利用前面三个式子，将t2及ILS代换掉,CCM/DCM Compare,For Similar input power 电感上的峰值电流 DCM CCM 晶体管上的峰值电流