文档介绍：天津冶金职业技术学院
教案( 首页)
学年:2006~2007 学期:第二学期
课次
19
课
时
2
班级
电子
05-1、2
电气
05-1、5
电气
05-3、4
周次
10
日期
课题
第3章直流变换电路降压变换电路
教学
目的
掌握直流变换电路和降压变换电路的工作原理及控制方法、基本电路、波形分析及电路参数计算
课型
面授■多媒体■机房□实验□实习□课程设计□
教
学
重
点
理解Buck变换器的工作原理,掌握着这种电路的输入输出关系、电路解析方法和工作特点
教
学
难
点
Buck变换器的电路解析方法
实
践
环
节
多媒体
作
业
3—1
教研室主任意见:
同意该计划,通过电路图了解和掌握个电路的工作原理及控制方法。
签字:刘沂
日期:
天津冶金职业技术学院
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第三章直流变换电路
1、定义:
利用电力开关器件周期性的开通与关断来改变输出电压的大小,将直流电能
转换为另一固定电压或可调电压的直流电能的电路称为直流变换电路。(开关型
DC/DC变换电路/斩波器)。
2、分类:
按稳压控制方式:脉冲宽度调制(PWM)、脉冲频率调制、(PFM)直流变换电路。
按变换器的功能:降压变换电路(Buck)、升压变换电路(Boost)、升降压变换电路
(Buck-Boost)、库克变换电路(Cuk)和全桥直流变换电路。
3、隔离方式:
在直流开关稳压电源中直流变换电路常常采用变压器实现电隔离,而在直流
电机的调速装置中可不用变压器隔离。
直流变换电路的工作原理
v工作原理:图中S是可控开关,R为纯阻性负载。在时间内当开关S接通时,
电流经负载电阻R流过, R两端就有电压;在时间内开关T断开时, R中电流
为零,电压也变为零。
基本的斩波器电路及其负载波形
为开关T的工作周期,为导通时间。
ü由波形图可得到输出电压平均值为
(. 2)
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电路中开关的占空比: ()
由波形图可得到输出电压平均值为
()
若认为开关T无损耗,则输入功率为:
()
式()中为输入直流电压。
输出电压平均值的改变:因为D是0~1之间变化的系数,因此在D的变化范围
内输出电压总是小于输入电压,改变D值就可以改变其大小。
占空比的改变:通过改变或来实现。
直流变换电路的常用工作方式主要有两种:
①脉冲频率调制(PFM)工作方式:
即维持不变,改变。在这种调压方式中,由于输出电压波形的周期是变化
的,因此输出谐波的频率也是变化的,这使得滤波器的设计比较困难,输出谐波
干扰严重,一般很少采用。
②脉宽调制(PWM)工作方式:
即维持不变,改变。在这种调压方式中,输出电压波形的周期是不变的,
因此输出谐波的频率也不变,这使得滤波器的设计容易。
降压变换电路
导通期间():电力开关器件导通,电感蓄能,二极管D反偏。等效电路
(b)所示;
关断期间():电力开关器件断开,电感释能,二极管D导通续流。
(c)所示;
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降压电路及其波形图
(b)可以计算出输出电压的平均值为:
()
忽略器件功率损耗,即输入输出电流关系为:
()
v Buck变换器的可能运行情况:
电感电流波形图
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电感中的电流是否连续,取决于开关频率、滤波电感L和电容C的数值。
1)电感电流连续模式:
在期间:电感上的电压为:
由于电感L和电容C无损耗,因此从线性增长至,上式可以写成:
→()
式中=-为电感上电流的变化量,为输出电压的平均值。
在期间:假设电感中的电流从线性下降到,则有:
→()
根据式()、()可求出开关周期为
()
()
上式中为流过电感电流的峰-峰值,最大为,最小为。电感电流一
周期内的平均值与负载电流相等,即将式()、()同时代入关系式
=-可得:
() →()
2)电感电流临界连续状态:
变换电路工作在临界连续状态时,即有=0,
由()
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