正激變換器簡明設計實用教案

1、會計學1正激變換器簡明正激變換器簡明(jinmng)設計設計第一頁，共38頁。第1頁/共38頁第二頁，共38頁。第2頁/共38頁第三頁，共38頁。第3頁/共38頁第四頁，共38頁。直流斬波器及其分類(fn li)依直流斬波器的功能可以依直流斬波器的功能可以(ky)(ky)分為：功率控制型、調(diào)壓型、調(diào)阻型等等分為：功率控制型、調(diào)壓型、調(diào)阻型等等 按直流斬波器輸入輸出電壓間關系可以按直流斬波器輸入輸出電壓間關系可以(ky)(ky)分為：當分為：當UoUo大于大于UinUin時，稱其為升壓斬波器時，稱其為升壓斬波器(Boost Converter )(Boost Converter )；當；當UoU

2、o既可以既可以(ky)(ky)小于小于UinUin也可以也可以(ky)(ky)大于大于大于大于UinUin時，稱其為反轉(zhuǎn)斬波器或升降壓斬波器（時，稱其為反轉(zhuǎn)斬波器或升降壓斬波器（Buck-Boost Converter Buck-Boost Converter ） 按斬波開關所采用的器件分類：按斬波開關所采用的器件分類：BJTBJT斬波器、斬波器、MOSFETMOSFET斬波器、斬波器、IGBTIGBT斬波器、斬波器、ThyristorThyristor斬波器等等斬波器等等 按直流電源與負載間的能量傳遞關系對斬波器分類按直流電源與負載間的能量傳遞關系對斬波器分類 ：輸出電壓和電流皆不可逆的稱為

3、單象限斬波器；僅輸出電流或輸出電壓可逆的稱為兩象限斬波器；輸出電流和電壓都可逆的稱為四象限斬波器：輸出電壓和電流皆不可逆的稱為單象限斬波器；僅輸出電流或輸出電壓可逆的稱為兩象限斬波器；輸出電流和電壓都可逆的稱為四象限斬波器 直流斬波電路的工作(gngzu)原理 降壓斬波電路（Buck) 帶純電阻負載的降壓斬波器工作原理 （a）主電路（b）輸出電壓、電流波形 tdsondtdsRTsRUTtUdtUTdtuTuUonsR)(1100tdtdsTRsTRsRRRUdtRUTdtRuTdtiTiIIonss0001111tdddtsRRTsRRUdtRUUTdtiuTPons200)(11純電阻負載

4、純電阻負載 由此可知，改變由此可知，改變導通比導通比，不僅能夠控制斬波器輸出電壓的大小，而且能夠控制其輸出電流和輸出功率的大小，不僅能夠控制斬波器輸出電壓的大小，而且能夠控制其輸出電流和輸出功率的大小 第4頁/共38頁第五頁，共38頁。電阻電阻(dinz)電感性負載電感性負載圖 帶電阻電感性負載(fzi)的斬波器（a）主電路 （b）有關電壓電流波形 在上圖中，因負載是純阻性的，所以斬波器的輸出電流與輸出電壓波形相似，且都有很大的脈動。若要使負載電流平滑化，需在原電路在上圖中，因負載是純阻性的，所以斬波器的輸出電流與輸出電壓波形相似，且都有很大的脈動。若要使負載電流平滑化，需在原電路(dinl)

5、(dinl)基礎上增加平波電抗器基礎上增加平波電抗器L L和續(xù)流二極管和續(xù)流二極管DFDF，如左圖所示。，如左圖所示。dtdsonRRUUTtUuuU00110101)1(1IUdtiTUdtiUTPdTsdTdsssSTRRSRodtiuTPP01tRdRdoIIUUUU1 （1 1）降壓斬波器的輸出電壓平均值與輸入電壓之比，剛好等于斬波開關）降壓斬波器的輸出電壓平均值與輸入電壓之比，剛好等于斬波開關的導通時間與斬波周期之比。的導通時間與斬波周期之比。改變導通比改變導通比就可以控制斬波器的輸出電壓和電流就可以控制斬波器的輸出電壓和電流的平均值。的平均值。 （2 2）在負載電流連續(xù)且可略去電流

6、紋波影響時，此斬波電路有類似于變壓器的規(guī)律）在負載電流連續(xù)且可略去電流紋波影響時，此斬波電路有類似于變壓器的規(guī)律：電壓比與電流比成反比，電壓比與電流比成反比，其導通比則類似變壓器的匝比其導通比則類似變壓器的匝比k k。 （3 3）在上圖的降壓斬波電路中，由于電感的作用，使負載電流脈動減小、乃至連續(xù)，）在上圖的降壓斬波電路中，由于電感的作用，使負載電流脈動減小、乃至連續(xù)，這是實際負載所期望的。因此該電路也是最常用的。人們把包含斬波開關這是實際負載所期望的。因此該電路也是最常用的。人們把包含斬波開關S S、電感、電感L L和續(xù)和續(xù)流二極管流二極管D DF F 的電路稱為降壓斬波器的主電路。的電路稱

7、為降壓斬波器的主電路。第5頁/共38頁第六頁，共38頁。 升壓升壓(shn y)斬波電路斬波電路 升壓斬波器的工作(gngzu)原理圖圖a)a)所示電路為升壓斬波器主電路。當開關所示電路為升壓斬波器主電路。當開關S S導通時，升導通時，升壓二極管壓二極管VDVD承受反向電壓而截止，其等效電路如圖承受反向電壓而截止，其等效電路如圖b)b)所示所示。此時電源電壓加在電感。此時電源電壓加在電感L L上，電感電流上，電感電流iLiL增長，電感增長，電感L L儲儲能增加，與此同時電容能增加，與此同時電容C C向負載供電，電容電壓下降。當向負載供電，電容電壓下降。當開關開關S S關斷時，電感電流關斷時，電

8、感電流iLiL下降，電感下降，電感L L的感應電勢的感應電勢(dinsh)(dinsh)改變極性，與電源電壓疊加，強迫升壓二極改變極性，與電源電壓疊加，強迫升壓二極管管VDVD導通，電源和電感同時為負載供電和向電容導通，電源和電感同時為負載供電和向電容C C充電，充電，由此得到一個比電源電壓還高的輸出電壓，其等效電路如由此得到一個比電源電壓還高的輸出電壓，其等效電路如圖圖c c）所示。）所示。 dtdonssdoffsUUtTTUtTU110LtsLoffDoITItII)1 (LdLtdtoIUIUIU)1 (110第6頁/共38頁第七頁，共38頁。VDotb)ERLa)CVoti1i2uL

9、uoILi1i2tontoffILILoffon21ttII圖 升降(shngjing)壓斬波電路及其波形a）電路圖 b）波形第7頁/共38頁第八頁，共38頁。1121IIttIonoff2o1IUEI 第8頁/共38頁第九頁，共38頁。第9頁/共38頁第十頁，共38頁。第10頁/共38頁第十一頁，共38頁。第11頁/共38頁第十二頁，共38頁。第12頁/共38頁第十三頁，共38頁。第13頁/共38頁第十四頁，共38頁。第14頁/共38頁第十五頁，共38頁。第15頁/共38頁第十六頁，共38頁。第16頁/共38頁第十七頁，共38頁。第17頁/共38頁第十八頁，共38頁。第18頁/共38頁第十九

10、頁，共38頁。+-+-V1V2i1i2理想(lxing)變壓器方程1212/nnVV2112/nnii第19頁/共38頁第二十頁，共38頁。+-+-V1V2i1i2n1:n2(n2/n1)i2imp1212/nnVV2121inniimpdtLVpmpm1di第20頁/共38頁第二十一頁，共38頁。+-+-V1V2i1i2n1:n2(n2/n1)i2impLl1Ll2LmpdttdiLnndttdiLLtVmpmpl)()()()(212111dttdiLmpnnLdttdiLnntVlmp)()()()(221221122 電路(dinl)方程式第21頁/共38頁第二十二頁，共38頁。(mi

11、n)(max)dcfoVVVNDfdcVVoDVN(max)(min)(max)(min)dcfoVVVND第22頁/共38頁第二十三頁，共38頁。46)()(10*max2*cmJKFsBrBmDPoAcWa第23頁/共38頁第二十四頁，共38頁。csABrBmTDVdcNp)(max)(min)BsatBrNpATDVdcBmcs(max)(min)NNpNs第24頁/共38頁第二十五頁，共38頁。第25頁/共38頁第二十六頁，共38頁。第26頁/共38頁第二十七頁，共38頁。(max)(min)dcfoVVVND(min)(max)dcfoVVVND第27頁/共38頁第二十八頁，共38頁

12、。)(22121ooooINNIITDVVLoLfomin)1)()(Im1221NoNoooIIax)(Im2IpkaxI第28頁/共38頁第二十九頁，共38頁。22LIpkEng )(*10*2*44cmJkBEngAcWaApumALLoNNLos*1000112101202)()(ssddNNVVVV第29頁/共38頁第三十頁，共38頁。第30頁/共38頁第三十一頁，共38頁。第31頁/共38頁第三十二頁，共38頁。第32頁/共38頁第三十三頁，共38頁。LpTsDVdcNIoIoIDmax(min)(min)(max)第33頁/共38頁第三十四頁，共38頁。(max)*)(VdcNpNsVrrmmax(max)(DIoavgIo(min)(max)IoIoIFSM第34頁/共38頁第三十五頁，共38頁。(max)*)(VdcNpNsVrrm