1第一节：概述定义DC-DC：只对直流参数进行变换的电路一般结构：一.直流变换电路的分类233.1.Driving:电车,地铁,电动汽车,火
车3.2.直流电机调速系统,3.3.照明,氙灯ballast3.4.switching power supply,Eg.Adapt
er,VRM四.Typical topologies:Buck,Boost,Buck-Boost, Cuk三.Applicatio
n4第二节:单象限降压型电路一.电路T是全控元件(GTR,GTO,MOSFET,IGBT),当
时,T导通D:续流二极管L0和C0组成LPF56二.工作原理当 时,控制信号使得T
导通,D截止,向L0充磁,向C0充电当 时,T截止,D续流,U0靠C0放电和L0中电流下降
维持三.假设:1.T,D均为理想器件2.L0较大,使得在一个周期内电流连续且无内阻3.直流输出电压U0为恒定4.整个电路无功耗5.
电路已达稳态7四.电路各点的波形8五.电路分析1.电感电流iL表达式当储能(1)当
时,放能(3)(4)9所以(2)式改写为:(5)2.伏秒平衡定律的证明：电流增量：由式（4）得到：（6）所以有得：这就是电感的伏
秒平衡，实际是对 的积分，即平均值为零平均电流(7)(8)(9)103.输出电压增益输出电压平均值输入电压平均值由(8)
式得:(10)当D改变,U0改变4.输入电流平均值Id115.输出电压纹波分析当
但 为有限值12当
时,电容充电,其电荷量为Q实际上就是图 中的阴影部分的面积在
时,阴影部分的面积为:在
时,阴影部分的面积为:13把式(7) 代入上式得:
所以当 与 给定后当 最大时,用 , 的最大值 为146.保
持电流连续的临界电感值由 的图形可知,由(7)式可知当 时, 电流处于临界连续状态当
取最大值时,当 时, 处于连续状态15六.电流断续时的状况1.求Av根据
伏秒平衡律:2.求Dp平均电流:16解得:17七、Typical Applications18作业1，比较CCM和DCM工作时，电
压增益和电流增益公式，电感上电压的差别。2，试述CCM和DCM工作的优缺点。3，试述伏秒平衡和电荷平衡定律。4，画出电容器高频等效
电路，并说明其频率特性。19第三节:单象限升压型直流变换电路一.电路二.工作原理当三.连续模型分析1.直流增益Av根据伏秒平衡律:
20说明:1) 所以 是升压
电路 2)
可以调压Two Modes:能量的传输Mode1:0 off ,the current iL increase,the equivalent circuitMode2:DT T is off, D is on,the current iL decrease, the equivalent circui
t212.电流增益根据无耗网络的定义:3.电流的分析当当当电荷平衡22平均电流所以同理可得:4.波形:235.考虑电感 时
的情况求平均输入电阻246.Typical Applications(1)256.Typical Applications(2)2
6第四节:单象限升/降压直流变换电路(Buck-Boost)一.电路输入和输出反相二.工作原理:在T导通时,D截止,电源向Ld输送
能量,输出电压是靠C0的放电保持基本不变;在T/off时,D on,把存放在中的能量释放给负载和电容三.连续模型的分析方法1.电压
增益根据伏秒平衡律:271>1<12.输入电流脉动输入电流增量:输入电感电流的最大值:由无耗性可知:283.输出电压的脉动值当VT
on,VD off时,电容C0放电维持输出电压选大电容可以消除U0的脉动4.考虑rL的影响若 的纹波很小时,平均值与有效值
相等29在求均值时,电感短路,电容开路,所以:作业：计算T和D的耐压。30第五节:单象限的CUK电路一.CUK电路的特点:1.输入
,输出电流皆没有脉动,只是在直流成分的基础上附加了一个不大的开关纹波2.电压增益3.开关晶体管发射极接地4.输入输出电压反向二.C
UK电路31三.工作原理:这个电路的关键是靠C1传输能量VToff,VDon 等效电路VTon,VDoff 等效电路32四.电路分
析(连续模型)1.均值等效电路所以电感两端的均值电压为0,相当于虚短所以电容中的电流的均值为0,相当于虚断332.CUK均值等效电
路3.电压增益L1电压的瞬时值:若C1,C2较大,认为电压恒定即:所以:<2><1>34L2电压的瞬态值:（3）结论:如果（4）根
据伏秒平衡律:(5)35CUK:Boost:Buck:所以Buck-Boost及Cuk的增益为Buck与 Boost增益的积电流增
益:(6)4.输出，入端电流脉动入端:出端:(7)(8)36上式说明:如果 如果式（7
)和式(8)相除得:上式再次证明了 的结论输入电流的最大值:输出电流的最大值:(9)(10)V
T电流最大值,37注意: 的最大值发生在 与 的最大值同时发生5.波形(自己画)
386.考虑L1,L2内阻的分析均值等效电路令39第六节:双象限直流电压变换电路一.双象限电路的分类<一>输出电流平均值I0极性可
变原理: 当
,当输出电流:负载等效电压:输出电压: 恒大于零应用:负载为直流电机时,构
成具有再生制动力的不可逆调速系统正转(减速运行)正转制动力40典型电路:1)Buck与Boost组合电路,工作在Buck电路时,电
源向负载传输能量, 工作在Boost电路时,负载向电源反馈能量2)双向CUK电路分析输出电压均用正向传输电路;分析输出电流
<二>输出电压U0极性可变电路原理:靠改变占空比改变U0的极性应用负载为电机时,构成可逆调速系统正转反转制动典型电
路:双管正激电路<三>电机负载下输出电压和输出电流的分析方法411.等效电路:2.求E值.在稳态时,令3.求 的均值U0是
根据开关电路决定4.求 的表达式令R=0,根据 的瞬态表达式42第七节:四象限桥式直流变换电路一.四象限桥式直流变换
电路概述1.应用具有摩擦负载的可逆直流调速系统2.优点:以DC-DC原理实现的直流变换电路,具有网络侧功率因数高,
响应速度快3.分类:全桥电路半桥电路单极性电路双极性电路同频电路倍频电路4.双极性电路:指在一个斩波周期内,输出电压
只有一个极性变换 的电路43的平均值由上式可知:U0随D改变而改变特点:电流脉动
大,但不会出现断续情况5.单极性电路:在一个斩波周期内,输出电压仅有幅度变化而无极性
变化当0当044平均值:特点:电流脉动小,但在轻载或低速运行时会出现负载电流断续状况6.同频电路:输出电压的斩波频率为f,开关
元件的开关频率为fs同频电路:f=fs倍频电路:f=2fs7.电机调速系统的工作正转反转制动正转制动反转二.双级性全桥电路<一>控
制电压的分布(与普通的全桥电路相同)同相,脉宽为DT同相,脉宽为D0T45三种情况:时区A, D>0.5, I0>0,时区B, D=0.5, I0=0,时区C, D<0.5, I0<0,控制信号与占空比D的关系最大控制电压46<二>工作过程分析:只讨论D=0.5因为不能on,而VD1与VD3on,当但当47(三)直流增益:双极性桥式直流变换器,实质上是一个线性放大器四.电流脉动计算(5-178) |
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