开关型DC-DC变换原理.ppt

《开关型DC-DC变换原理.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《开关型DC-DC变换原理.ppt（25页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、五邑大学.应用物理与材料学院开关电源基础与实验教程第2章开关型DC/DC变换原理主讲：周党培内容提要电磁感应定律电磁感应现现象电感的伏安特性2个重要公式电感的电压变换作用降压式DC/DC变换升压式DC/DC变换开关稳压控制原理脉宽调制（PWM）控制器TL494简介五邑大学.周党培第2页2014.9电磁感应电磁感应现象五邑大学.周党培2014.9第3页开关闭合时，G指针动了一下。开关断开时，G指针反方向动了一下电感的伏安特性电感线圈五邑大学.周党培2014.9第4页电生磁磁生电电感的伏安特性：电压与电流变化率成线性关系电感的伏安特性：电压与电流变化率成线性关系电感电压在电路中的变化降压式（Buc

2、k）DC/DC变换器五邑大学.周党培2014.9第5页OND1降压降压OFF例题：推导Uo与Uin的关系式。五邑大学.周党培2014.9第6页D1升压升压作业2试推导下图中的输出电压Uo与输入电压Uin的关系式。五邑大学.周党培2014.9第7页开关DC/DC变换的工作波形五邑大学.周党培2014.9第8页OFFONUin-Uo-UoIoOnOff+-关注点：关注点：不同于以不同于以往的主要往的主要包括直流包括直流和正弦波和正弦波开关DC/DC变换的稳压控制输出电压不稳的原因输入电压不稳负载变化干扰信号元件参数漂移五邑大学.周党培2014.9第9页D1升压升压解决思路：自动调节D（例如当Uo变

3、高，则调高D）开关稳压控制开关信号的产生与控制（3个环节）五邑大学.周党培2014.9第10页检测输出电压是否有波动根据输出电压波动的方向调节占空比反方向调节输出电压，达到动态的稳定实施方案五邑大学.周党培2014.9第11页采样电压与输出电压成正比Gnd误差放大器提高对输出电压波动响应灵敏度Uo升高，Ue减小比较器输出方波Ue减小，占空比减小，Uo下降PWM信号的产生五邑大学.周党培2014.9第12页稳压控制的过程（占空比变化）五邑大学.周党培2014.9第13页DDUoUo复习：电压比较器（PWM比较器）五邑大学.周党培2014.9第14页复习：误差放大器五邑大学.周党培2014.9第1

4、5页1、流入输入端电流极小，相当于断开，“虚断”分析方法：由于输入电阻很大输入电阻很大2、两输入端电压降极小，相当于短路，“虚短”其中KCLKVL举例说明五邑大学.周党培2014.9第16页Gnd若：已知：则：设：设：则：R1？R2？由得则：稳压控制回路有哪些参数，及其与输入输出电压的关系稳压控制回路有哪些参数，及其与输入输出电压的关系R1、R2远大于R_load虚短虚短峰值3V1.5V0 0.5 12V在稳压控制回路的控制下，输出电压只与参考电压和采样电阻有关（输入电压可变）在稳压控制回路的控制下，输出电压只与参考电压和采样电阻有关（输入电压可变）求R1R2PWM控制器的基本元素误差放大器（

5、2个）基准电压源（5V）PWM比较器锯齿波振荡器（CT、RT）。开关管驱动电路PWM控制器TL494简介五邑大学.周党培2014.9第17页TL494的内部结构五邑大学.周党培2014.9第18页5VUrefUsam误差放大器误差放大器参考电压参考电压PWM比较器比较器锯齿波振荡器锯齿波振荡器输出驱动电路输出驱动电路16脚（DIP16、SOP16封装）TL494工作原理（稳压控制）五邑大学.周党培2014.9第19页12TL494工作原理（欠压保护）五邑大学.周党培2014.9第20页开关电源害怕输入电压过低（相同功率时输入电流更大，造成电感饱和、开关过热）当电压下降到某值某值时要关断当电压回

6、升到某值某值时要开启上升至大于 时，反转为0，下降至 时，反转为高电平Vcc输入电压在输入电压在UrefUref附近波附近波动会造成开动会造成开关不断地通关不断地通断，电源无断，电源无法正常工作法正常工作迟比滞较小小大大单值比较器单值比较器？抖抖动动叠叠加加原原理理有有有有2 2个值（高、低电平），因此：个值（高、低电平），因此：个值（高、低电平），因此：个值（高、低电平），因此：TL494工作原理（输出控制）五邑大学.周党培2014.9第21页D触发器把输入波形分为2种相反的波形输出当13脚为低电平时，为“单端”输出五邑大学.周党培2014.9第22页0100000D触发器不起作用，Q1、Q

7、2输出相同的波形，可并联输出当13脚为高电平时，输出配置为“双端”（推挽）五邑大学.周党培2014.9第23页1101110Q1、Q2轮流导通，输出2个互为“推挽”的PWM信号基于TL494的降压变换器例子五邑大学.周党培2014.9第24页主switchLUinUoCDIoONOFF无死区时间控制无死区时间控制“单端单端”输出输出两管并联输出两管并联输出PWM5V主回路（开/关）、输出配置、反馈回路（稳压控制、保护电路）？稳压控制稳压控制输出过流保护输出过流保护本章小结电磁感应现象电磁感应现象电生磁、磁生电电生磁、磁生电电感的伏安特性电感的伏安特性降压变换器（降压变换器（BuckBuck）电

8、路结构、工作原理（输出电压与输入电压的关系式、推导）电路结构、工作原理（输出电压与输入电压的关系式、推导）主要工作波形（开关控制信号、电感电压、电感电流）主要工作波形（开关控制信号、电感电压、电感电流）升压变换器（升压变换器（BoostBoost）电路结构、原理、工作波形等（同上）电路结构、原理、工作波形等（同上）稳压控制系统的电路结构、工作原理稳压控制系统的电路结构、工作原理关键技术名词关键技术名词磁通量、电感、感生电动势、脉宽调制（磁通量、电感、感生电动势、脉宽调制（PWMPWM）、开关频率、占空比、电压比较器、）、开关频率、占空比、电压比较器、误差放大器、锯齿波、参考电压、死区、滞回比较器、触发器、单端误差放大器、锯齿波、参考电压、死区、滞回比较器、触发器、单端 双端输出双端输出重要知识点重要知识点开关开关DC/DCDC/DC变换器的工作原理（输出电压与输入电压关系公式的推导）变换器的工作原理（输出电压与输入电压关系公式的推导）开关开关DC/DCDC/DC变换器的稳压控制原理（误差放大、变换器的稳压控制原理（误差放大、PWMPWM比较器的输出波形关系）比较器的输出波形关系）熟悉熟悉PWMPWM控制器控制器TL494TL494结构和原理、配置方法结构和原理、配置方法 、构成、构成BuckBuck变换器电路原理变换器电路原理五邑大学.周党培2014.9第25页