dc-dc變換電路原理

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1、DC/DC變換電路3.2基本的直流斬波電路3.3復(fù)合斬波電路3.4變壓器隔離的直流—直流變換器3.1直流PWM控制技術(shù)基礎(chǔ)返回第3章DC/DC變換電路直流變換—將直流電能(DC)轉(zhuǎn)換成另一固定電壓或電壓可調(diào)的直流電能?；镜闹绷髯儞Q電路：降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波電路、庫克變換電路重點：電路結(jié)構(gòu)、工作原理及主要數(shù)量關(guān)系第3章DC/DC變換電路直流變換—將直流電能(DC)轉(zhuǎn)換成另一固定電壓或電壓可調(diào)的直流電能。直流變換電路—完成直流變換的電路。直流變換器—實現(xiàn)直流變換的裝置。3.1直流PWM控制

2、技術(shù)基礎(chǔ)3.1.1直流變換的基本原理及PWM概念直流變換問題的提出直流調(diào)速：需要可變的直流電壓直流供電電壓一定，而負(fù)載需要不同電壓直流升壓：太陽能電池輸出電壓較低，需要變換到較高電壓再變換為直流3.1直流PWM控制技術(shù)基礎(chǔ)3.1.1直流變換的基本原理及PWM概念（1）開關(guān)管T導(dǎo)通時，R兩端電壓uo=US開關(guān)管僅兩種工作狀態(tài)：導(dǎo)通與斷開開關(guān)管IGBT導(dǎo)通條件：UG>0基本的直流變換電路ioUSiSuoRT開關(guān)管T導(dǎo)通等效電路ioUSiSuoRT3.1直流PWM控制技術(shù)基礎(chǔ)3.1.1直流變換的基本原理及PWM

3、概念（2）開關(guān)管T斷開時，R兩端電壓uo=0開關(guān)管僅兩種工作狀態(tài)：接通與斷開開關(guān)管IGBT斷開控制：UG=0基本的直流變換電路ioUSiSuoRT開關(guān)管T斷開等效電路ioUSiSuoRT3.1.1直流變換的基本原理及PWM概念R兩端平均電壓：控制一周期中導(dǎo)通時間比例可控制輸出平均電壓開關(guān)管IGBT控制電壓R兩端電壓波形基本的直流變換電路ioUSiSuoRT3.1.1直流變換的基本原理及PWM概念定義上述電路中導(dǎo)通占空比D為:通過控制占空比控制輸出電壓R兩端平均電壓：導(dǎo)通占空比占空比導(dǎo)通比改變占空比D有三種

4、基本方法：3.1.1直流變換的基本原理及PWM概念脈沖頻率調(diào)制(PFM)維持ton不變，改變TS。改變TS就改變了輸出電壓周期或頻率。tonTS1uttonTS2ut改變占空比D有三種基本方法：3.1.1直流變換的基本原理及PWM概念②脈沖寬度調(diào)制(PWM)維持TS不變，改變ton在這種方式中，輸出電壓波形的周期不變，僅改變脈沖寬度。有利于濾波器的設(shè)計ton1TSutton2TSut改變占空比D有三種基本方法：3.1.1直流變換的基本原理及PWM概念③混合脈沖寬度調(diào)制脈沖周期TS與寬度ton均改變。廣義的

5、脈沖寬度調(diào)制技術(shù)包含上述三種控制方式ton1TSutton2TS2ut1．面積等效原理——PWM應(yīng)用的理論基礎(chǔ)自動控制理論?沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時，其效果基本相同。形狀不同而沖量相同的各種窄脈沖3.1.2PWM技術(shù)基礎(chǔ)e(t)td(t)e(t)t50.2e(t)t0.210e(t)t0.120沖量=窄脈沖面積實驗電路RLe(t)i(t)沖量相同的各種窄脈沖的響應(yīng)波形i(t)=?沖量=1e(t)t50.2e(t)td(t)e(t)t0.210e(t)t0.120(a)(b)(c)(

6、d)(d)(c)(b)(a)1．面積等效原理比較RL電路對沖量相同而形狀不同窄脈沖的響應(yīng)波形可知，輸出波形大致相同?進(jìn)一步說,響應(yīng)波形的低頻成份基本相同。上述原理可以稱為面積等效原理。根據(jù)該原理，將平均值為up的一系列幅值相等而寬度不相等的脈沖加到包含慣性環(huán)節(jié)的負(fù)載上，將與施加幅值為up的恒定直流電壓所得結(jié)果基本相同，這樣一來就可用一列脈沖波形代替直流波形。除了直流波形可用PWM波形來代替外，根據(jù)面積等效原理可以進(jìn)一步推出，可以在一段時間內(nèi)按一定規(guī)則生成PWM波形來代替所需的任何波形1．面積等效原理如用正

7、弦脈沖寬度調(diào)制波形來代替正弦波?SPWM2．直流PWM波形的生成方法生成PWM波形有多種方法，常見有計算法、調(diào)制法等。計算法是在每個時間段，利用計算機(jī)技術(shù)直接計算出當(dāng)前所需要的脈沖寬度，進(jìn)而據(jù)此對電力電子器件進(jìn)行開關(guān)控制而獲得PWM波形。調(diào)制法是利用高頻載波信號與期望信號相比較來確定各脈沖寬度信息進(jìn)而生成PWM波形。調(diào)制法生成PWM波形典型框圖：返回2．直流PWM波形的生成方法u*R:調(diào)制信號uC:載波信號載波信號頻率遠(yuǎn)大于調(diào)制信號頻率3.2基本的直流變換電路3.2.1降壓斬波電路3.2.2升壓斬波電路3

8、.2.3升降壓斬波電路3.2.4庫克變換電路返回3.2基本的直流變換電路基本的直流變換電路：降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波電路、庫克變換電路介紹內(nèi)容：1、電路結(jié)構(gòu)2、工作原理3、主要波形4、基本數(shù)量關(guān)系3.2基本的直流斬波電路3.2.1降壓變換電路降壓變換電路輸出電壓的平均值低于輸入直流電壓，又稱為Buck型變換器。?D、L、C作用降壓變換電路IGBT實現(xiàn)USiSiLuoioRLCTDUSiSiLuoioRLCSD降壓