第五章 直流-直流变压器.pdf

文档介绍：第4章直流-直流变换器
主要悹内容:

降压恪变换器、升压恪变换器、降压恪-升压恪变换器的
拓扑结构、工作原理、在电流连续恋和断续恋模式
下的各物理量之间的函数关系;

全桥式直流-直流变换器在单极性和双极性控制
方式时的工作原理;

影愝响直流-直流变换器输出电压恪纹波的因愁素;

几种不同变换器的开关利用率。
简介
直流-直流变换器也称为斩波器,通过对电力力电子
器件的通断控制制,将直流电压断续地加加到到负载
上,通过改变占空比改变输出电压平均值。
直流-直流变换器主要有如下几种基本型式:

1. 降压直流-直流变换器(Buck Converter)

2. 升压直流-直流变换器(Boost Converter)

3. 降压-升压复合型直流-直流变换器(Buck-
Boost Converter)

4. 丘克直流-直流变换器

5. 全桥式直流- 直流变换器(Full Bridge
Converter)
直流-直流变换器的控制制

基本的直流-直流变换器和它的输出波形

开关管导通时,输出电压等于输入电压Ud;开关管断
开时,输出电压等于0。输出电压波形如上图所示,输
出电压的平均值Uo为
1 t
U = (∫ton U dt + ∫Ts 0dt )= on U = D U
o 0 d ton d d
Ts Ts
(4-1)
式中开关周期 ton
Ts— D =
T
D—开关占空比, s

改变负载端输出电压有3种调制制方法:
,改变开关管导通时间ton 。也称
为脉宽调制制(PWM) 。

保持不变,改变开关周期Ts。

3. 改变开关管导通时间ton ,同时也改变开关周期Ts。

方式1的PWM 是最常见的调制制方式,这主要是因为后2
种方式改变了开关频率,而输出级滤波器是根据开关
频率设计的,显然,方式1有较好的滤波效果。

图4-2(a) 是脉宽调制制方式的控制制原理图。给定电压与实
际输出电压经误差放大器得到到误差控制制信号uco ,该信
号与锯齿波信号比较得到到开关控制制信号,控制制开关管
的导通和关断,得到到期望的输出电压。图4-2(b) 给出了
脉宽调制制的波形。锯齿波的频率决定了变换器的开关
频率。一般选择开关频率在几千赫兹到到几百千赫之间。

按照控制制电压和锯齿波幅值的关系,开关占空比D可以
表示成:
t u
D = on = co
ˆ(4-2)
Ts U st

直流-直流变换器有两种不同的工作模式:
1. 电感电流连续模式

2. 电感电流断续模式

在不同的情况下,变换器可能工作在不同的模式。因
此,设计变换器和它的控制制器参数时,应该考虑这两
种不同的工作模式的特性。