文档介绍：5 直流-直流变换器
直流-直流变换器作用:固定直流-可控直流。
变换器中的功率器件工作于开关状态。
应用:直流开关电源,直流电机驱动。
直流-直流变换器的系统组成
直流-直流变换器的主要种类:
基本结构:降压变换器(Buck converter) 升压变换器(Boost converter)
复合结构:升降压变换器(Buck-Boost converter) 全桥变换器(full bridge converter)
学****目的:
直流-直流变换器的基本控制原理和控制方式。
基本变换器(Buck, Boost)及由其衍生出的复合型变换器的工作原理。
变换器的连续和不连续导通模式的特点
直流-直流变换器的控制原理
基本开关型直流-直流变换器
控制输出电压vo 平均值的方法:控制开关通断时间。
直流-直流变换器又称斩波器,开关器件应为全控型。
直流-直流变换器的三种控制方式 (改变占空比的方式)
脉冲宽度调制PWM(Pulse Width Modulation)
周期不变,通过导通时间的改变,控制输出电压。
脉冲频率调制PFM(Pulse Frequency Modulation)导通时间不变,改变导通的周期来改变输出电压。
混合型调制:ton和Ts都可调,以改变占空比。
PWM(脉冲宽度调制)是直流-直流变换器中最常用的控制方法。
PWM控制信号的生成方法
脉冲宽度调制电路
控制信号
比较器
周期信号
开关控制信号
重复波形
锯齿电压
降压(BUCK)变换器
电路结构和基本原理
平均输出电压
假定:恒定的输入电压、理想的开关、纯电阻负载
基本电路的缺陷
实际的负载应为感性。即使是阻性负载,负载回路中仍会存在分布电感。开关断开时,必须有吸收电感储能的回路,否则开关会因过压而损坏。
输出电压波动太大(0或Vd)
解决方法
增加二极管,形成续流回路,吸收电感储能。
负载侧接入低通滤波器(由电感和电容构成),减小输出电压的波动。
低通 滤波器
续流
二极管
滤波器输入电压
变换器输出电压
低通滤波器的作用
滤波器输入电压包含直流分量Vo和谐波分量
谐波分量
直流分量Vo
滤波器输入电压
谐波分量的频率为开关频率的整数倍
滤波器的转折频率fc远小于开关频率fs,可滤除输出电压中的谐波
开关频率fs
转折频率
开关频率fs
输出电压
续流二极管的作用
续流
二极管
开关闭合时,二极管反向截止,Vd通过电感向负载提供电流。
开关断开时,电感中的电流通过二极管续流,向负载释放电感中的储能。
采用滤波器后,如何简便地计算滤波器输出电压平均值?