DC-DC转换器原理【精制材料】

1、DC-DC 转换器原理,1,实操应用,Outline,BUCK BOOST BUCK-BOOST FLYBACK,2,实操应用,BUCK CONVERTER,3,实操应用,Continuous Mode:,Mode1: (0tton) Q ON，D OFF,Mode2: (tontT) Q OFF，D ON,4,实操应用,BUCK CONVERTER 切换波形,5,实操应用,Ripple current in the inductor,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

2、流的平均值：,6,实操应用,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,7,实操应用,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。,Discontinuous Mode:,设Pin=Po,8,实操应用,由Volt-Sec requirement,Mode1: (0tton) Q ON，D OFF 同Continuous,Mode2a: (tont ) Q OFF，D ON,由,9,实操应用,利用前面三个式子，将t2及ILP代换掉,10,实操应用,将L/Lc的比值

3、当作变数，画出D对Va/Vs的关系曲线,11,实操应用,BOOST CONVERTER,12,实操应用,Continuous Mode:,Mode1: (0tton) Q ON，D OFF,Mode2: (tontT) Q OFF，D ON,13,实操应用,BOOST CONVERTER 切换波形,14,实操应用,Ripple current in the inductor,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：,15,实操应用,实际上需考虑电容ESR的影响所造

4、成的涟波,需比较,与,何者效应为大，来做输出电容的设计,16,实操应用,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。,Discontinuous Mode:,设Pin=Po,17,实操应用,由Volt-Sec requirement,Mode2a: (tont ) Q OFF，D ON,Mode1: (0tton) Q ON，D OFF,由输出平均电流,18,实操应用,利用前面三个式子，将t2及ILP代换掉,19,实操应用,将L/Lc的比值当作变数，画出D对Va/Vs的关系曲线,20,实操应用,BUCK

5、& 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,实操应用,BUCK & 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,实操应用,BUCK-BOOST C

6、ONVERTER,23,实操应用,Continuous Mode:,Mode1: (0tton) Q ON，D OFF,Mode2: (tontT) Q OFF，D ON,24,实操应用,BUCK-BOOST CONVERTER 切换波形,25,实操应用,Ripple current in the inductor,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：,26,实操应用,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,27

7、,实操应用,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。,Discontinuous Mode:,设Pin=Po,28,实操应用,Mode2a: (tont ) Q OFF，D ON,Mode1: (0tton) Q ON，D OFF 同Continuous,由Volt-Sec requirement,由输出平均电流,29,实操应用,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,30,实操应用,Three Type compare,Three Type 电

8、压转换比比较,31,实操应用,FLYBACK CONVERTER,(1),(2),(3),(4),Two Winding Isolation BUCK-BOOST,32,实操应用,Continuous Mode:,Mode1: (0tton) Q ON，D OFF,Mode2: (tontT) Q OFF，D ON,33,实操应用,FLYBACK CONVERTER 切换波形,34,实操应用,Ripple current in the inductor,35,实操应用,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。,Discontinuous Mode:,设Io=ID,36,实操应用,Mode2a: (tont ) Q OFF，D ON,由Volt-Sec requirement,由输出平均电流,37,实操应用,利用前面三个式子，将t2及ILS代换掉,38,实操应用,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