DC-DC工作原理介绍

直流/直流变换器3直流/直流变换器3.1直流/直流降压变换器（BuckDC/DC变换器）3.2直流/直流升压变换器（BoostDC/DC变换器）3.3直流升压－降压变换器（Boost-Buck变换器或Cuk变换器）*3.4两象限、四象限直流/直流变换器*3.5多相、多重直流/直流变换器3.6带隔离变压器的直流/直流变换器小结3.1直流/直流降压变换器（BuckDC/DC变换器）3.1.1电路结构和降压原理3.1.2电感电流连续时工作特性3.1.3电感电流断流时工作特性如何实现降压变换？RLsVViRRLsVsVVViiROOSVCERRLgISVSVCERCERRLgIgIViVViiOOSVRLgITSVRLgITSVSVRLgIgITOViiiOORiVTEGDiigVioiCCibuck电路图+-+-LLilvEOvCooRiViVTEGDiigVioiCCibuck电路图+-+-LLilvEOvCooTEGDiiiigVgViioioiCCiCibuck电路图+-+-LLiLilvlvEOvEOvCooVVVO3.1.1电路结构和降压原理1.理想的电力电子变换器2.降压原理3.控制方式4.输出电压LC滤波全控型开关管续流二极管LC输出滤波负载Buck变换器电路1.理想的电力电子变换器为获得开关型变换器的基本工作特性，简化分析，假定的理想条件是：（1）开关管T和二极管D从导通变为阻断，或从阻断变为导通的过渡过程时间均为零；（2）开关器件的通态电阻为零，电压降为零。断态电阻为无限大，漏电流为零；（3）电路中的电感和电容均为无损耗的理想储能元件；（4）线路阻抗为零。电源输出到变换器的功率等于变换器的输出功率。OOSSIVIV2.降压原理对开关管T加驱动信号VG,开关周期为TSSSoffonSODVVTTVV2VG0,T管导通SLDSEOiiiV0SonDTTVG=0,T管阻断LDEOii0SonSoffTDTTT)1(输出电压1)-(3)cos()(10nnEOtnaCt2)-(322121)(2120sSSEOoODVDVVtdvCV变压比为M3)-(32/SSSOVDVMVVn次谐波幅值4)-(3)sin(2)2sin(2nDnVnnVaSSn5)-(3)cos()sin(2)(1nSSEOtnnDnVDVtV输出电压的直流平均值将（3-2），（3-4）代入到（3-1）中3.控制方式改变开关管T的导通时间，即改变导通占空比D，即可改变变压比M,调节或控制输出电压VO。(1)脉冲宽度调制方式PWM(PulseWidthModulation)开关频率不变，改变输出脉冲电压的宽度(2)脉冲频率调制方式PFM（PulseFrequencyModulation）脉宽不变，改变开关频率或周期。Q：为什么实际应用中广泛采用PWM方式？全控型开关管续流二极管LC输出滤波负载Buck变换器电路4.输出电压LC滤波滤波电感的作用：对交流高频电压电流呈高阻抗，对直流畅通无阻滤波电容的作用：对直流电流阻抗为无穷大，对交流电流阻抗很小。Q：如何选取LC？直流输出电压中含有各次谐波电压，在Buck开关电路的输出端与负载之间加接一个LC滤波电路，减少负载上的谐波电压。3.2直流-直流升压变换器（Boost变换器）3.2.1电路结构和升压原理3.2.2电感电流连续时工作特性3.2.3电感电流断流时工作特性3.2.1电路结构和升压原理3.2.2电流连续时的工作特性1.两种开关状态2.变压比和电压、电流基本关系1.两种开关状态SonDTTVG0,T管导通,D阻断1.两种开关状态SonSoffTDTTT)1(VG=0,T管阻断TTSonDTDTSoff)1(LSLdidtVSLsViDTLLSoLdidtVV0(1)SLsVViDTL0/1/(1)SMVVD2.变压比和电压、电流基本关系理想Boost变换器的变压比T导通,D截止T阻断，D导通