DC DC转换电路课件.ppt

2022/12/20,1,研讨背景,在各种电子设备中，经常需要将输入的直流电压转换到电路所需要的直流电压，同时，将不稳定的直流电压变成稳定的电压，这种电路称为DC-DC电源电路。电路通常用电子开关器件和起储能和平滑作用的电感和电容构成。DC/DC 转换器分为三类：升压型DC/DC 转换器、降压型DC/DC 转换器以及升降压型DC/DC 转换器。用动态电路分析方法可以解释这种电路的工作原理。,2,题目一：用动态分析方法求出电感电流一个周期的波形,DC-DC降压转换器理论分析电感电流iL分析时假定v0为直流V0(理论证明假设成立！)求响应的一个周期，周期起始值等于周期结束值,3,假设uC=Uo =常数iL线性增加,0t1：,4,假设uC= Uo =常数iL线性减少,5,升压变换电路,DC-DC升压转换器理论分析电感电流iL分析时假定v0为直流V0求响应的一个周期，周期起始值等于周期结束值,6,T导通等效电路,T断开等效电路,7,计算过程：,0t1： = + = L i=C + 化简可得： + + =代入数据的特征方程为：s2+200s+106=0解得：s1=-100+1000j s2=-100-1000j开关变换频率f= = 159Hz,8,综上所述： 由于开关的变化，使产生的电感电压为直流脉冲，分析可得产生的电感电流为三角波，其关系如下图所示：,9,题目二：求出两个电路中输出电压与输入电压的关系。证明改变占空比d =t1/ T可以调整输出电压的高低。,设iL(0)=0 Uc(0)=00t1： iL(t)= dt=t1T： iL(t)=又因为电流的不可突变性，所以iL(0) =iL(T)=0 稳态情况下，电感上一周期的平均电压为零由此可以推出：U0= Uin=dUin同理升压转换电路中有输入电压、输出电压、占空比之间的关系为：U0= Uin= Uin,10,仿真：用脉冲电压控制两个开关同时动作用20kHz的脉冲波形控制开关的切换，验证理论分析结果利用受控源测量电感两端电流和电压波形,题目三：在EWB中，用电压控制开关构建DC-DC电路的仿真电路,11,2022/12/20,定义上述电路中导通占空比D为:,12,2022/12/20,改变占空比D有三种基本方法：,脉冲频率调制(PFM),维持ton不变，改变TS。改变TS就改变了输出电压周期或频率。,13,2022/12/20,脉冲宽度调制(PWM),维持TS不变，改变ton在这种方式中，输出电压波形的周期不变，仅改变脉冲宽度。,改变占空比D有三种基本方法：,14,2022/12/20,改变占空比D有三种基本方法：,混合脉冲宽度调制,脉冲周期TS与宽度ton均改变。,广义的脉冲宽度调制技术包含上述三种控制方式,15,DC-DC降压转换器仿真电路图,波形为：,16,DC-DC升压转换器仿真电路图：,波形为：,17,降压转换器,升压转换器,扩展：用二极管代替开关s2，分析与仿真S1闭合时二极管截止（断开）S1断开时电感电流的连续性产生感应电压，强迫二极管导通（短路）,题目四：重复题三的理论分析，并进行EWB仿真,18,将电路中的开关s2用二极管代替，在图4-1中，正极在下方；在图4-2中，正极在左侧。假设二极管加正向电压时导通，电阻为0；加反向电压时断开，电阻无穷大。,19,理论分析与上面相同，用WEB仿真电路图及波形为：,降压转换器波形为：,20,升压转换器波形为：,21,2022/12/20,谢谢观赏！,22,