DC-DC轉(zhuǎn)換電路ppt課件

2020 4 25 1 研討背景 在各種電子設(shè)備中 經(jīng)常需要將輸入的直流電壓轉(zhuǎn)換到電路所需要的直流電壓 同時 將不穩(wěn)定的直流電壓變成穩(wěn)定的電壓 這種電路稱為DC DC電源電路 電路通常用電子開關(guān)器件和起儲能和平滑作用的電感和電容構(gòu)成 DC DC轉(zhuǎn)換器分為三類 升壓型DC DC轉(zhuǎn)換器 降壓型DC DC轉(zhuǎn)換器以及升降壓型DC DC轉(zhuǎn)換器 用動態(tài)電路分析方法可以解釋這種電路的工作原理 2 題目一 用動態(tài)分析方法求出電感電流一個周期的波形 DC DC降壓轉(zhuǎn)換器理論分析電感電流iL分析時假定v0為直流V0 理論證明假設(shè)成立 求響應(yīng)的一個周期 周期起始值等于周期結(jié)束值 3 假設(shè)uC Uo 常數(shù) iL線性增加 0 t1 4 假設(shè)uC Uo 常數(shù) iL線性減少 5 升壓變換電路 DC DC升壓轉(zhuǎn)換器理論分析電感電流iL分析時假定v0為直流V0求響應(yīng)的一個周期 周期起始值等于周期結(jié)束值 6 T導通等效電路 T斷開等效電路 7 計算過程 0 t1 Li C 化簡可得 代入數(shù)據(jù)的特征方程為 s2 200s 106 0解得 s1 100 1000js2 100 1000j開關(guān)變換頻率f 159Hz 8 綜上所述 由于開關(guān)的變化 使產(chǎn)生的電感電壓為直流脈沖 分析可得產(chǎn)生的電感電流為三角波 其關(guān)系如下圖所示 9 題目二 求出兩個電路中輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系 證明改變占空比d t1 T可以調(diào)整輸出電壓的高低 設(shè)iL 0 0Uc 0 00 t1 iL t dt t1 T iL t 又因為電流的不可突變性 所以iL 0 iL T 0穩(wěn)態(tài)情況下 電感上一周期的平均電壓為零由此可以推出 U0 Uin dUin同理升壓轉(zhuǎn)換電路中有輸入電壓 輸出電壓 占空比之間的關(guān)系為 U0 Uin Uin 10 仿真 用脈沖電壓控制兩個開關(guān)同時動作 用20kHz的脈沖波形控制開關(guān)的切換 驗證理論分析結(jié)果 利用受控源測量電感兩端電流和電壓波形 題目三 在EWB中 用電壓控制開關(guān)構(gòu)建DC DC電路的仿真電路 11 2020 4 25 定義上述電路中導通占空比D為 12 2020 4 25 改變占空比D有三種基本方法 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 13 2020 4 25 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 改變占空比D有三種基本方法 14 2020 4 25 改變占空比D有三種基本方法 混合脈沖寬度調(diào)制 脈沖周期TS與寬度ton均改變 廣義的脈沖寬度調(diào)制技術(shù)包含上述三種控制方式 15 DC DC降壓轉(zhuǎn)換器仿真電路圖 波形為 16 DC DC升壓轉(zhuǎn)換器仿真電路圖 波形為 17 降壓轉(zhuǎn)換器 升壓轉(zhuǎn)換器 擴展 用二極管代替開關(guān)s2 分析與仿真 S1閉合時二極管截止 斷開 S1斷開時電感電流的連續(xù)性產(chǎn)生感應(yīng)電壓 強迫二極管導通 短路 題目四 重復題三的理論分析 并進行EWB仿真 18 將電路中的開關(guān)s2用二極管代替 在圖4 1中 正極在下方 在圖4 2中 正極在左側(cè) 假設(shè)二極管加正向電壓時導通 電阻為0 加反向電壓時斷開 電阻無窮大