DCDC电路模块介绍.ppt

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1、3 3 直流直流/ /直流变换器直流变换器3.1 3.1 直流直流/ /直流降压变换器（直流降压变换器（Buck DC/DC Buck DC/DC 变换器）变换器） 3.2 3.2 直流直流/ /直流升压变换器（直流升压变换器（Boost DC/DC Boost DC/DC 变换器）变换器） 3.3 3.3 直流升压降压变换器（直流升压降压变换器（Boost-BuckBoost-Buck变换器或变换器或CukCuk变换器）变换器） * *3.4 3.4 两象限、四象限直流两象限、四象限直流/ /直流变换器直流变换器 * *3.5 3.5 多相、多重直流多相、多重直流/ /直流变换器直流变换器

2、3.6 3.6 带隔离变压器的直流带隔离变压器的直流/ /直流变换器直流变换器 小结小结3.1 3.1 直流直流/ /直流降压变换器（直流降压变换器（Buck DC/DC Buck DC/DC 变换器）变换器） 3.1.1 3.1.1 电路结构和降压原理电路结构和降压原理3.1.2 3.1.2 电感电流连续时工作特性电感电流连续时工作特性3.1.3 3.1.3 电感电流断流时工作特性电感电流断流时工作特性如何实现降压变换？如何实现降压变换？3.1.1 电路结构和降压原理电路结构和降压原理1.理想的电力电子变换器理想的电力电子变换器2.降压原理降压原理3.控制方式控制方式4.输出电压输出电压LC

3、滤波滤波1. 理想的电力电子变换器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：定的理想条件是：（1）开关管）开关管T和二极管和二极管D从导通变为阻断，或从阻断变为导通的从导通变为阻断，或从阻断变为导通的过渡过程时间均为零；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）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；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；）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

4、的功率等于变换器的输）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。出功率。OOSSIVIV2. 降压原理降压原理q对开关管对开关管T加驱动信号加驱动信号VG ,开关周期为开关周期为TSSSoffonSODVVTTVV2VG0, T管导通管导通SLDSEOiiiV0SonDTTVG=0, T管阻断管阻断LDEOii 0SonSoffTDTTT)1 ( 输出电压输出电压1)-(3 )cos()(10nnEOtnaCt2)-(3 221 21)(2120sSSEOoODVDVVtdvCV变压比为变压比为M3)-(3 2/SSSOVDVMVVn次谐波幅值次谐波幅值 4)-(3 )sin(

5、2)2sin(2nDnVnnVaSSn5)-(3 )cos()sin(2)(1nSSEOtnnDnVDVtV输出电压的直流平均值输出电压的直流平均值 将（将（3-2），（），（3-4）代入到（）代入到（3-1）中）中3.3.控制方式控制方式改变开关管改变开关管T的导通时间，即改变导通占空比的导通时间，即改变导通占空比D ，即可改变变压比即可改变变压比M, 调节或控制输出电压调节或控制输出电压VO。(1) 脉冲宽度调制方式脉冲宽度调制方式 PWM (Pulse Width Modulation) 开关频率不变，改变输出脉冲电压的宽度开关频率不变，改变输出脉冲电压的宽度(2) 脉冲频率调制方式脉冲

6、频率调制方式 PFM（Pulse Frequency Modulation） 脉宽脉宽 不变，改变开关频率或周期。不变，改变开关频率或周期。Q：为什么实际应用中广泛采用：为什么实际应用中广泛采用PWM方式？方式？4.4.输出电压输出电压LC滤波滤波滤波电感的作用：滤波电感的作用：对交流高频电压电流呈高阻抗，对交流高频电压电流呈高阻抗，对直流畅通无阻对直流畅通无阻滤波电容的作用：滤波电容的作用：对直流电流阻抗为无穷大，对对直流电流阻抗为无穷大，对交流电流阻抗很小。交流电流阻抗很小。Q：如何选取：如何选取LC？直流输出电压中含有各次谐波电压，在直流输出电压中含有各次谐波电压，在Buck开关电路的输

7、出开关电路的输出端与负载之间加接一个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。滤波电路，减少负载上的谐波电压。3.2 3.2 直流直流- -直流升压变换器直流升压变换器（BoostBoost变换器）变换器）3.2.1 电路结构和电路结构和升升压原理压原理3.2.2 电感电流连续时工作特性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电感电流断流时工作特性3.2.1 电路结构和升压原理电路结构和升压原理3.2.2 电流连续时的工作特性电流连续时的工作特性q两种开关状态两种开关状态q变压比和电压、电流基本关系变压比和电压、电流基本关系1.两种开关状态两种开关状态SonDTT

8、lVG0, T管导通管导通,D阻断阻断 1.两种开关状态两种开关状态SonSoffTDTTT)1 ( lVG=0, T管阻断管阻断TTSonDTDTSoff)1 ( LSL didtVSLsViD TLLSoL didtVV0(1)SLsVViD TL0/1/(1)SMVVD2. 变压比和电压、电流基本关系变压比和电压、电流基本关系l理想理想Boost变换器的变压比变换器的变压比T导通导通,D截止截止T 阻断，阻断，D导通导通进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会想起那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常

9、用的一件物品。记想起那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。记忆中的故乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老忆中的故乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老少，个个手持一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着少，个个手持一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着“怎么这么热怎么这么热”，于是三，于是三五成群，聚在大树下，或站着，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑五成群，聚在大树下，或站着，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑边乘凉。孩子们却在周围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到边乘凉。孩子们却在周围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到“强子，别跑强子，别跑

10、了，快来我给你扇扇了，快来我给你扇扇”。孩子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，。孩子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，这才一跑一踮地围过了，这时母亲总是，好似生气的样子，边扇边训，这才一跑一踮地围过了，这时母亲总是，好似生气的样子，边扇边训，“你你看热的，跑什么？看热的，跑什么？”此时这把蒲扇，是那么凉快，那么的温馨幸福，有母亲此时这把蒲扇，是那么凉快，那么的温馨幸福，有母亲的味道！蒲扇是中国传统工艺品，在我国已有三千年多年的历史。取材的味道！蒲扇是中国传统工艺品，在我国已有三千年多年的历史。取材于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表面光滑，因而，古人常会在上于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表面光滑，因而，古人常会在上面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即今日的蒲扇，江浙称之为面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即今日的蒲扇，江浙称之为芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非圆，轻巧又便宜的蒲芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非圆，轻巧又便宜的蒲扇。蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，也走过了我们的扇。蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，也走过了我们的半个人生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长长的时间隧半个人生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长长的时间隧道，袅道，袅