文档介绍：西南交通大学电力电子技术 Power Electronics 基本 DC/DC 变换器隔离型 DC/DC 变换器西南交通大学第2章高频开关型直直变换电路 dc/dc 变换器将二个直流系统连接起来第1节直直变换器的基本结构两系统的电压差必然降落在联接两端口的元件上变换器必须有一条并联支路以给输入/输出的电流差值提供一条通路 V i =200V + 50V - 串联元件 Vo=150V i 1 =15A i 2 =20A - + + - 并联元件+150V - 5A 15A西南交通大学电感能够提供非零的平均电流,但两端的平均电压为零;电容能够提供非零的平均电压,但它的平均电流为零变换器本身不应当消耗电能既能承受非零电压又能流过非零电流而不耗能——开关元件 u s1i s1i s2u s2 V i =200V + u s1 -V o =150V i s1I o =20A - + + - + us2 - S 1i s2S 2西南交通大学第2章基本直直变换电路分析 1. Buck (降压)变换器 连续导电模式分析在一个稳态周期中电感两端的电为: i LV 1+- V L+-V 2+- ?????????? SS S LTt DT V DT tVVv 2 210在一个稳态周期中电感两端的电压平均值必然为零由此得到变换器的稳态电压比 12 DV V? V 1 -V 2 -V 2v Li L DT ST S西南交通大学由能量守恒 DII 12?电感电流和输出电压中的纹波定义纹波?为其峰值与平均(直流)值间的差, 则?i L为 S L DT L VVi2 21???纹波电流全部从 C中流过,则?V 2为: )1(8 )(8 2 221 2D LC VT DT VV LC TC QV SS S??????? 2 2 22 2) )(1(2 )1(8 S o Sf fD D LC TV V?????? LC f o?2 1?西南交通大学在连续模式,纹波与输出电流的大小无关已知最大纹波和有关参数,可计算滤波电容值电感电流连续与不连续的边界值的确定连续导电模式与非连续导电模式的判据: 当? i <I o时为连续导电模式当?i>I o时为非连续导电模式当?i =I o时为临界连续导电模式临界连续时电感电流的平均值是)1(2 )(2 )(2 121 21DL V DT VVL DT VVL tI S S ON LC??????西南交通大学 断续导电模式分析电感两端的电压是?????????????????? SS S S S LTtTD TDt DT V DT tVVv)(0 )( 0 2 21 V 1 -V 2 -V 2v Li Li Cv DV 2V 1 DT ST S (D+ ?)T S 根据稳态下电感电压伏秒平衡规律????????D DV VM TV DT VV SS1 2 2210)(西南交通大学该变换器仍然是降压变换器。其稳态电压比取决于导通比 D与?。?由变换器的参数决定。下面讨论?与参数的关系。由于稳态负载电流: ?????????????????????????????)()1 )(()1 )(( 2 2 )()(2 11 21 21 21 22 DDD DDDVVD RT L DL VVTD DT L VVTDTR VI S S S S S0 2?????KD式中 S RT LK 2?根据上方程解出?: )1/41(2 2????DK D 将?代入到变比计算式中得不连续时的稳态电压比西南交通大学电感电流断续时输出电压与 K有关,且非线性 2 1 2/411 2DK D DV VM??????? 变换器的(外)特性(V 2与I 2的关系) 电感电流连续时输出电压与 I 2无关电感电流不连续时输出电流 I 2是: ??????????????????)(2 )1 )((2 )1 )((22 )( 2 2 21 221 2DTL VDD DDTL V DVVDTL VDL VVTDI S S S S西南交通大学将不连续时的 M代入上式得??DTL VI S2 12设临界电感电流的最大值(当 D=1/2 有最大值) L VTDL V DT L VV DT I SD S S LC8 )1(22 )( 121 max??????DI I DII LC LC max 2 max 24 4????当电感电流不连续时,其稳态电压比的另种形式为于是