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《開關電源《Buck型電路的分析與設計》》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、Buck型電路的分析與設計班級學號姓名2010-12-0;一、BUCK電路基本結構開關導通時等效電路開關關斷時等效電路二.等效的電路模型及基本規(guī)律(1)從電路可以看出,電感L和電容C組成低通濾波器,此濾波器設計的原則是使us(t)的直流分量可以通過,而抑制us(t)的諧波分量通過;電容上輸出電壓uo(t)就是us(t〉的直流分量再附加微小紋波uripple(t)o(2)電路工作頻率很高,一個開關周期內(nèi)電容充放電引起的紋波uripple(t)很小,相對于電容上輸出的直流電壓Uo有:kppsLx億電容上電壓宏觀上可以看作恒定。電路穩(wěn)態(tài)工作時,輸出電容上電壓由微小的紋波和較大的直流分量組成,宏觀
2、上可以看作是恒定直流,這就是開關電路穩(wěn)態(tài)分析中的小紋波近似原理。(3)一個周期內(nèi)電容充電電荷高于放電電荷時,電容電壓升高,導致后面周期內(nèi)充電電荷減小、放電電荷增加,使電容電壓上升速度減慢,這種過程的延續(xù)直至達到充放電平衡,此時電壓維持不變;反之,如果一個周期內(nèi)放電電荷高于充電電荷,將導致后面周期內(nèi)充電電荷增加、放電電荷減小,使電容電壓下降速度減慢,這種過程的延續(xù)直至達到充放電平衡,最終維持電壓不變。這種過程是電容上電壓調(diào)整的過渡過程,在電路穩(wěn)態(tài)工作時,電路達到穩(wěn)定平衡,電容上充放電也達到平衡,這是電路穩(wěn)態(tài)工作時的一個普遍規(guī)律。(4)開關S置于1位時,電感電流增加,電感儲能;而當開關S置于2
3、位時,電感電流減小,電感釋能。假定電流增加量大于0電流減小量,則一個開關周期內(nèi)電感上磁鏈增量為:此增量將產(chǎn)生一個平均感應電勢:w~>0此電勢將減小電感電流的上升速度并同時降低電感電流的下降速度,最終將導致一個周期內(nèi)電感電流平均增量為零;一個開關周期內(nèi)電感上磁鏈增量小于零的狀況也一樣。這種在穩(wěn)態(tài)狀況下一個周期內(nèi)電感電流平均增量(磁鏈平均增量)為零的現(xiàn)象稱為:電感伏秒平衡。這也是電力電子電路穩(wěn)態(tài)運行時的又一個普遍規(guī)律。三、電感電流連續(xù)工作模式(CCM)下穩(wěn)態(tài)工作過程分析開關關斷時等婭電路開關導通時等規(guī)電路恥晶體管導通狀態(tài)(Zq<^=Z)79VD關斷,依據(jù)等效電路拓撲,有:UL=卩?1~=丄
4、才以VT劉°由于電路工作頻率很高,一個周期內(nèi)兔和%基本維持不變,可以視為恒定值,則(吟%)為常數(shù),電流變化為線性,波形如圖42有:AZ=(Z厶LG。恒定,光與兀同斜率)b.二極管VI)導通模式(/!<^=7).=-域=厶壘df晶體管關斷,電感續(xù)流,二極管導通,依據(jù)電路等效拓撲有:同樣,由于冷視為維持不變,則輸出電流線性減小,波形如圖4?2,有:dii2-才1AZ以。(*2一S)‘VT=°G。恒定,ic與l同斜率)圖4-2mCK電路備點波形四.BUCK電路的設計電路圖五?計算機仿真結果通過Matlab計算機仿真軟件分別對開關電流、二極管電壓、輸出電壓、輸出電流進行仿真,結果如圖所示:20
5、由圖可知,(MUs,電路處于開關閉合狀態(tài),開關S于0時刻導通,并保持通態(tài)直到0.1s時刻,在這一階段,由于輸入電壓大于輸出壓,故電感的電流不斷增長,二極管處于截止狀態(tài)。O.ls?0?2s時段,電路處于開關打開狀態(tài),開關于0?ls時刻關斷,二極管導通,電感通過二極管續(xù)流,電感電流不斷減小。直到0.2s開關再次開通,下一個開關周期開始。