開關電源《Buck型電路的分析與設計》

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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

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（/!

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。