DC-DC變換技術--課件

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1、第第5 5章章 DC-DCDC-DC變換技術變換技術n n5.1 概述n n5.2 DC-DC變換器的基本電路拓撲n n5.3 帶變壓器隔離的DC-DC變換器原理5.4 PWM控制器原理返回1 1PPTPPT課件課件5.1 概述n n將一個不受控制的輸入直流電壓變換成為另一個受控的輸將一個不受控制的輸入直流電壓變換成為另一個受控的輸出直流電壓稱之為出直流電壓稱之為DC-DCDC-DC變換。變換。n n隨著科學技術的發展,對電子設備的要求是:隨著科學技術的發展,對電子設備的要求是:性能更加性能更加可靠;可靠;功能不斷增加;功能不斷增加;使用更加方便;使用更加方便;體積日益減體積日益減小。這些使小

2、。這些使DC-DCDC-DC變換技術變得更加重要。目前,變換技術變得更加重要。目前,DC-DCDC-DC變變換器在計算機、航空、航天、水下行器、通信及電視等領換器在計算機、航空、航天、水下行器、通信及電視等領域得到了廣泛的應用,同時,這些應用也促進了域得到了廣泛的應用,同時,這些應用也促進了DC-DCDC-DC變換變換技術的進一步發展。技術的進一步發展。n n實現實現DC-DCDC-DC變換有兩種模式,一種是線性調節模式變換有兩種模式,一種是線性調節模式(Linear(Linear Regulator)Regulator),另一種是開關調節模式(,另一種是開關調節模式(Switching Sw

3、itching RegulatorRegulator)。)。2 2PPTPPT課件課件1 1、兩種調節模式及比較、兩種調節模式及比較n n線性調節器模式如圖線性調節器模式如圖5-1a5-1a所示,在這種模式中晶所示,在這種模式中晶體管工作在線性工作區,其輸出電壓為體管工作在線性工作區,其輸出電壓為 。晶體管模型可以用可調電阻。晶體管模型可以用可調電阻R RT T等效,其等效電等效,其等效電路如圖路如圖5-1b5-1b所示。顯然晶體管功率損耗為所示。顯然晶體管功率損耗為 。n n開關調節模式如圖開關調節模式如圖5-2a5-2a所示,其等效電路和輸出所示,其等效電路和輸出電壓如圖電壓如圖5-2b5

4、-2b、5-2c5-2c所示。所示。n n假設:晶體管關斷時,假設:晶體管關斷時,;晶體管導通時;晶體管導通時 ;則該晶體管為理想開關(;則該晶體管為理想開關(Ideal switchIdeal switch),在),在理想開關情況下,晶體管損耗為零。兩種模式的理想開關情況下,晶體管損耗為零。兩種模式的電源方塊圖如圖電源方塊圖如圖5-3a5-3a和圖和圖5-3b5-3b所示。所示。3 3PPTPPT課件課件 圖5-1 a 線性調節器模式 b 等效電路圖5-2a開關調節模式圖 5-2b等效電路圖 5-2c輸出電壓4 4PPTPPT課件課件 a 線性模式電源框圖b 開關模式電源(SMPS:Swit

5、ch-mode power supply)框圖圖5-3線性電源和開關電源框圖5 5PPTPPT課件課件n n開關調節模式與線性調節模式相比具有明顯的特點:開關調節模式與線性調節模式相比具有明顯的特點:n n1 1、功耗小、效率高。在、功耗小、效率高。在DC-DCDC-DC變換中,電力半導體器件工變換中,電力半導體器件工作在開關狀態,工作頻率很高,目前這個工作頻率已達到作在開關狀態,工作頻率很高,目前這個工作頻率已達到數百甚至數百甚至1000KHz1000KHz,這使電力半導體器件功耗減少、效率,這使電力半導體器件功耗減少、效率大幅度提高。大幅度提高。n n2 2、體積小、重量輕。由于頻率提高,

6、使脈沖變壓器、濾、體積小、重量輕。由于頻率提高,使脈沖變壓器、濾波電感、電容的體積、重量大大減小,同時,由于效率提波電感、電容的體積、重量大大減小,同時,由于效率提高,散熱器體積也減小。還由于高,散熱器體積也減小。還由于DC-DCDC-DC變換無笨重的工頻變換無笨重的工頻變壓器,所以變壓器,所以DC-DCDC-DC變換體積小、重量輕。變換體積小、重量輕。n n3 3、穩壓范圍寬。目前、穩壓范圍寬。目前DC-DCDC-DC變換中基本使用脈寬調制變換中基本使用脈寬調制(PWMPWM)技術,通過調節脈寬來調節輸出電壓,對輸入電)技術,通過調節脈寬來調節輸出電壓,對輸入電壓變化也可調節脈寬來進行補償,

7、所以穩壓范圍寬。壓變化也可調節脈寬來進行補償,所以穩壓范圍寬。n n由于電力半導體器件工作在高頻開關狀態,它所產生的電由于電力半導體器件工作在高頻開關狀態,它所產生的電流和電壓會通過各種耦合途徑,產生傳導干擾和輻射干擾。流和電壓會通過各種耦合途徑,產生傳導干擾和輻射干擾。目前,許多國家包括我國對電子產品的電磁兼容性和電磁目前,許多國家包括我國對電子產品的電磁兼容性和電磁干擾制定了許多強制性標準,任何電子產品如果不符合標干擾制定了許多強制性標準,任何電子產品如果不符合標準不得進入市場。準不得進入市場。6 6PPTPPT課件課件n n2 DC-DC2 DC-DC變換分類:變換分類:1 1)按激勵方

8、式劃分。由于電力半導體器件需要激勵信號,)按激勵方式劃分。由于電力半導體器件需要激勵信號,按激勵方式劃分為它激式和自激式兩種方式,它激式按激勵方式劃分為它激式和自激式兩種方式,它激式DC-DC-DCDC變換中有專業的電路產生激勵信號控制電力半導體器件變換中有專業的電路產生激勵信號控制電力半導體器件開關;自激式變換中電力半導體器件是作為振蕩器的一部開關;自激式變換中電力半導體器件是作為振蕩器的一部分(作為振蕩器的振蕩管)。分(作為振蕩器的振蕩管)。2 2)按調制方式劃分。目前在變換中常使用脈寬調制和頻率按調制方式劃分。目前在變換中常使用脈寬調制和頻率調制兩種方式,脈寬調制調制兩種方式,脈寬調制P

9、WMPWM(pulse width pulse width modulationmodulation)是電力半導體器件工作頻率保持不變,通過)是電力半導體器件工作頻率保持不變,通過調整脈沖寬度達到調整輸出電壓。頻率調制調整脈沖寬度達到調整輸出電壓。頻率調制PFMPFM(pulse pulse frequent modulationfrequent modulation)是保持開通時間不變,通過調節)是保持開通時間不變,通過調節電力半導體器件開關工作頻率達到調整輸出電壓。頻率調電力半導體器件開關工作頻率達到調整輸出電壓。頻率調制在制在DC-DCDC-DC變換器設計中由于易產生諧波干擾、且濾波器變

10、換器設計中由于易產生諧波干擾、且濾波器設計困難。脈寬調制與頻率調制相比具有明顯的優點,目設計困難。脈寬調制與頻率調制相比具有明顯的優點,目前在前在DC-DCDC-DC變換中占據主導地位。還有混合式,即在某種變換中占據主導地位。還有混合式,即在某種條件下使用脈寬調制(條件下使用脈寬調制(PWMPWM),在另一條件下使用頻率調),在另一條件下使用頻率調制(制(PFMPFM)。)。3 3)按儲能電感與負載連接方式劃分??煞譃榇撔秃筒⒙摚┌磧δ茈姼信c負載連接方式劃分??煞譃榇撔秃筒⒙撔蛢煞N。儲能電感串聯在輸入輸出之間稱之為串聯型;儲型兩種。儲能電感串聯在輸入輸出之間稱之為串聯型;儲能電感并聯在輸出

11、與輸入之間稱之為并聯型。能電感并聯在輸出與輸入之間稱之為并聯型。7 7PPTPPT課件課件4 4)按電力半導體器件在開關過程中是否承受電壓、電流應)按電力半導體器件在開關過程中是否承受電壓、電流應力劃分??煞譃橛查_關和軟開關。所謂軟開關是指電力半力劃分??煞譃橛查_關和軟開關。所謂軟開關是指電力半導體器件在開關過程中承受零電壓(導體器件在開關過程中承受零電壓(ZVSZVS)或零電流)或零電流(ZISZIS)。)。5 5)按輸入輸出電壓大小劃分??煞譃榻祲盒秃蜕龎盒?。)按輸入輸出電壓大小劃分??煞譃榻祲盒秃蜕龎盒?。6 6)按輸入與輸出之間是否有電氣隔離劃分??煞譃楦綦x型)按輸入與輸出之間是否有電氣

12、隔離劃分??煞譃楦綦x型和不隔離型。隔離型和不隔離型。隔離型DC-DCDC-DC變換器按電力半導體器件的個變換器按電力半導體器件的個數可分為:單管數可分為:單管DC-DCDC-DC變換器變換器 單端正激(單端正激(ForwardForward)、單)、單端反激端反激(Flyback(Flyback);雙管;雙管DC-DCDC-DC變換器變換器 雙管正激雙管正激(Double(Double transistor forward converter)transistor forward converter)、雙管反激(、雙管反激(Double Double transistor flybacktra

13、nsistor flyback converter converter)、推挽電路()、推挽電路(Push-Push-pull converterpull converter)和半橋電路()和半橋電路(Half-bridge Half-bridge converterconverter)等)等;四管;四管DC-DCDC-DC變換器即全橋變換器即全橋DC-DCDC-DC變換器變換器(Full-bradgeFull-bradge converter converter)。不隔離型主要有降壓式)。不隔離型主要有降壓式(BuckBuck)變換器、升壓式()變換器、升壓式(BoostBoost)變換器、

14、升降壓式)變換器、升降壓式(Buck-BoostBuck-Boost)變換器、)變換器、CukCuk變換器、變換器、ZetaZeta變換器、變換器、SepicSepic變換器等。變換器等。8 8PPTPPT課件課件3 3、DC-DCDC-DC變換器的要求及主要技術指標變換器的要求及主要技術指標 1 1)輸入參數:輸入電壓及輸入電壓變化范圍;輸)輸入參數:輸入電壓及輸入電壓變化范圍;輸入電流及輸入電流變化范圍;入電流及輸入電流變化范圍;2 2)輸出參數:輸出電壓及輸出電壓變化范圍;輸出)輸出參數:輸出電壓及輸出電壓變化范圍;輸出電流及輸出電流變化范圍;輸出電壓穩壓精度。電流及輸出電流變化范圍;輸

15、出電壓穩壓精度。n n輸出電壓穩壓精度,包括兩個內容輸出電壓穩壓精度,包括兩個內容:n n負載調整率,即負載效應。指當負載在負載調整率,即負載效應。指當負載在0-100%0-100%額額定電流范圍內變化時,輸出電壓的變化量與輸出定電流范圍內變化時,輸出電壓的變化量與輸出電壓額定值的比值。電壓額定值的比值。n n源效應是指當輸入電壓在規定范圍內變化時,輸源效應是指當輸入電壓在規定范圍內變化時,輸出電壓的變化量與輸出電壓額定值的比值。出電壓的變化量與輸出電壓額定值的比值。n n效率效率n n輸出電壓紋波有效值和峰輸出電壓紋波有效值和峰-峰值峰值n n比功率(功率比功率(功率/重量)重量),是表征小

16、型化的重要指標。是表征小型化的重要指標。返回9 9PPTPPT課件課件5.2 DC-DC5.2 DC-DC變換器的基本電路變換器的基本電路1 1、BuckBuck電路電路 n nBuckBuck電路又稱為串聯開關穩壓電路,或降壓斬波電路又稱為串聯開關穩壓電路,或降壓斬波電路。電路。BuckBuck變換器原理圖如圖變換器原理圖如圖5-5a5-5a所示。它有兩所示。它有兩種基本工作模式,即電感電流連續模式種基本工作模式,即電感電流連續模式CCMCCM和電感和電感電流斷續模式。電感電流連續是指輸出濾波電感電流斷續模式。電感電流連續是指輸出濾波電感電流總是大于零,電感電流斷續是指在開關管關電流總是大于

17、零,電感電流斷續是指在開關管關斷期間有一段時間電感電流為零,這兩種狀態之斷期間有一段時間電感電流為零,這兩種狀態之間有一個臨界狀態,即在開關管關斷末期電感電間有一個臨界狀態,即在開關管關斷末期電感電流剛好為零。電感電流連續時,流剛好為零。電感電流連續時,BuckBuck變換器存在變換器存在兩種開關狀態;電感電流斷續時,兩種開關狀態;電感電流斷續時,BuckBuck變換器存變換器存在三種開關狀態;如圖在三種開關狀態;如圖5-5b5-5b、c c、d d所示。所示。1010PPTPPT課件課件圖5-5 Buck變換器原理圖及不同開關狀態下的等效電路圖 1111PPTPPT課件課件n n將圖5-6所

18、示的方波信號加到功率半導體器件的控制極,功率半導體器件在控制信號激勵下,周期性的開關。通過電感中的電流iL是否連續取決于開關頻率、濾波電感和電容的數值。電感電流iL連續條件下其工作波形如圖5-6a所示。電路穩定狀態下的工作分析如下:n n1)電感電流連續模式CCM(Continuous current mode)1212PPTPPT課件課件圖5-6 Buck電路圖各點波形1313PPTPPT課件課件n n開關狀態開關狀態1 1:Q Q導通導通n nt=0t=0時刻,時刻,Q Q管被激勵導通,二極管管被激勵導通,二極管D D中的電流迅速中的電流迅速轉換到轉換到Q Q管。二極管管。二極管D D被截

19、止,等效電路如圖被截止,等效電路如圖5-5b5-5b所示,這時電感上的電壓為:所示,這時電感上的電壓為:n n若若V VO O在這期間保持不變,則有:在這期間保持不變,則有:n n顯然顯然n n即導通過程的電流變化:即導通過程的電流變化:1414PPTPPT課件課件n n開關狀態開關狀態2 2:Q Q關斷關斷n nt=tt=tonon時刻,時刻,Q Q關斷,儲能電感中的電流不能突變,關斷,儲能電感中的電流不能突變,于是電感于是電感L L兩端產生了與原來電壓極性相反的自兩端產生了與原來電壓極性相反的自感電動勢,該電動勢使二極管感電動勢,該電動勢使二極管D D正向偏置,二極正向偏置,二極管管D D

20、導通,儲能電感中儲存的能量通過二極管導通,儲能電感中儲存的能量通過二極管D D向向負載供電,二極管負載供電,二極管D D的作用是續流,這就是二極的作用是續流,這就是二極管管D D被稱為續流二極管的原因。等效電路如圖被稱為續流二極管的原因。等效電路如圖5-5-5c5c所示,這時電感上的電壓為:所示,這時電感上的電壓為:n n顯然顯然n n即關斷過程的電流變化:即關斷過程的電流變化:1515PPTPPT課件課件n n顯然,只有Q管導通期間(ton內)電感L增加的電流等于Q管截止期間(toff時間內)減少的電流,這樣電路才能達到平衡,才能保證儲能電感L中一直有能量,才能不斷地向負載提供能量和功率。n

21、 n考慮到 和 ,可得 n n 因此,Buck電路輸出電壓平均值與占空比成正比,從0變到1,輸出電壓從0變到,且輸出電壓最大值不超過輸入電壓。1616PPTPPT課件課件n n由于濾波電容上的電壓等于輸出電壓,電容兩端由于濾波電容上的電壓等于輸出電壓,電容兩端的電壓變化量實際上就是輸出電壓的紋波電壓的電壓變化量實際上就是輸出電壓的紋波電壓 ,的波形如圖的波形如圖5-6a5-6a所示。所示。n n因為因為 ,當,當 時,時,C C充電,輸出電壓充電,輸出電壓vovo升高;當升高;當 時,時,C C放電,輸出電壓放電,輸出電壓vovo下降,假下降,假設負載電流設負載電流i io o的脈動量很小而可

22、以忽略,則的脈動量很小而可以忽略,則 ,即電感的峰峰脈動電流,即電感的峰峰脈動電流 即為電容即為電容C C充放電充放電電流。電流。n n電容充電電荷量即電流曲線與橫軸所圍的面積電容充電電荷量即電流曲線與橫軸所圍的面積 1717PPTPPT課件課件 由式可知,降低紋波電壓,除與輸入輸出電壓有由式可知,降低紋波電壓,除與輸入輸出電壓有關外,增大儲能電感關外,增大儲能電感L L和濾波電容和濾波電容C C可以起到顯著可以起到顯著效果,提高電力半導體器件的工作頻率也能收到效果,提高電力半導體器件的工作頻率也能收到同樣的效果。在已知同樣的效果。在已知 、VdVd、VoVo和和f f的情況下根的情況下根據上

23、述公式可以確定據上述公式可以確定C C和和L L的值。的值。設負載阻抗設負載阻抗 ,則電感平均電流為:,則電感平均電流為:n n電感電流的最大值:電感電流的最大值:n n n n電感電流的最小值:電感電流的最小值:1818PPTPPT課件課件n n電感電流不能突變,只能近似的線性上升和下降,電感量越大電流的變化越平滑;電感量越小電流的變化越陡峭。當電感量小到一定值時,在t=T時刻,電感L中儲藏的能量剛剛釋放完畢,這時 ,此時的電感量被稱為臨界電感,當儲能電感L的電感量小于臨界電感時,電感中電流就發生斷續現象。n nLC即為臨界電感值,式中RL為負載電阻。1919PPTPPT課件課件n n2 2

24、)電感電流斷續工作方式()電感電流斷續工作方式(Discontinuous Discontinuous current modecurrent mode)n n圖圖5-6b5-6b給出了電感電流斷續時的工作波形,它有給出了電感電流斷續時的工作波形,它有三種工作狀態:三種工作狀態:QQ導通,電感電流導通,電感電流i iL L從零增長到從零增長到 ;QQ關斷,二極管關斷,二極管D D續流,續流,i iL L從從 降到零;降到零;QQ和和D D均截止,在此期間均截止,在此期間i iL L保持為零,負載電流由輸保持為零,負載電流由輸出濾波電容供電。這三種工作狀態對應三種不同出濾波電容供電。這三種工作狀

25、態對應三種不同的電路結構,如圖的電路結構,如圖5-2b5-2b、c c、d d所示。所示。n nQ Q導通期間,電感電流從零開始增長,其增長量為導通期間,電感電流從零開始增長,其增長量為n nQ Q截止后,電感電流從最大值線性下降,在截止后,電感電流從最大值線性下降,在 時刻下降到零,其減小量為:時刻下降到零,其減小量為:2020PPTPPT課件課件n n電感電流增長量和電感電流減小量在穩態時應相等:n n電感電流連續時,電感電流斷續時,。n n變換器輸出電流等于電感電流平均值:n n上式表明,電感電流斷續時,不僅與占空比有關,而且與負載電流有關。2121PPTPPT課件課件Buck電路電路M

26、ATLAB仿真仿真2222PPTPPT課件課件2323PPTPPT課件課件2424PPTPPT課件課件BUCKBUCKBUCKBUCK變換器設計步驟變換器設計步驟變換器設計步驟變換器設計步驟n n選擇續流二極管選擇續流二極管D D。續流二極管選用快恢復二極管,其額定工作電流。續流二極管選用快恢復二極管,其額定工作電流和反向耐壓必須滿足電路要求,并留一定的余量。和反向耐壓必須滿足電路要求,并留一定的余量。n n選擇開關管工作頻率。最好工作頻率大于選擇開關管工作頻率。最好工作頻率大于20KHZ20KHZ,以避開音頻噪聲。,以避開音頻噪聲。工作頻率提高可以減小工作頻率提高可以減小L L、C C,但開

27、關損耗增大,因此效率減小。,但開關損耗增大,因此效率減小。n n開關管可選方案:開關管可選方案:MOSFETMOSFET、IGBTIGBT、GTRGTR。n n占空比選擇。為保證當輸入電壓發生波動時,輸出電壓能夠穩定,占占空比選擇。為保證當輸入電壓發生波動時,輸出電壓能夠穩定,占空比一般選空比一般選0.70.7左右。左右。n n確定臨界電感。確定臨界電感。,電感選取一般為臨界電感的,電感選取一般為臨界電感的1010倍。倍。n n確定電容。電容耐壓必須超過額定電壓;電容必須能夠傳送所需的電確定電容。電容耐壓必須超過額定電壓;電容必須能夠傳送所需的電流有效值;電流有效值計算:電流波形為三角形,三角

28、形高為流有效值;電流有效值計算:電流波形為三角形,三角形高為 ,底寬為底寬為 ,因此電容電流有效值為:,因此電容電流有效值為:n n根據紋波要求,確定電容容量。根據紋波要求,確定電容容量。n n確定連接導線。確定導線必須計算電流有效值(確定連接導線。確定導線必須計算電流有效值(RMSRMS),電感電流有效電感電流有效值由下式給出:值由下式給出:n n n n由電流有效值確定導線截面積,由工作頻率確定穿透深度(當導線為由電流有效值確定導線截面積,由工作頻率確定穿透深度(當導線為圓銅導線時,穿透深度為:圓銅導線時,穿透深度為:),然后確定線徑和導線根數。),然后確定線徑和導線根數。2525PPTP

29、PT課件課件2 2、BoostBoost電路電路n n Boost電路如圖5-7a所示,等效電路如圖5-7b所示,工作波形圖如圖5-8所示。它是一升壓斬波電路,同Buck變換器一樣,Boost變換器也有電感電流連續和斷續兩種工作方式,電感電流連續時,存在兩種開關狀態;電感電流斷續時,存在三種開關狀態。電路穩定狀態下的工作分析如下:2626PPTPPT課件課件圖5-7 Boost電路及不同開關狀況下等效電路2727PPTPPT課件課件圖5-8 Boost電路各點工作波形2828PPTPPT課件課件n n1)1)電感電流連續模式電感電流連續模式CCMCCM(Continuous current m

30、odeContinuous current mode)n n開關狀態開關狀態1 1:Q Q導通導通n nQ Q管導通,輸入電壓加到儲能電感管導通,輸入電壓加到儲能電感L L兩端,二極管兩端,二極管D D被反向被反向截止,等效電路如圖截止,等效電路如圖5-7b5-7b所示,流過電感的電流:所示,流過電感的電流:n n開關狀態開關狀態2 2:Q Q截止截止n nQ Q管截止,二極管正向偏置而導通,等效電路如圖管截止,二極管正向偏置而導通,等效電路如圖5-7c5-7c所所示電源功率和儲存在示電源功率和儲存在L L中的能量通過二極管中的能量通過二極管D D輸送給負載和輸送給負載和濾波電容濾波電容C C

31、。此時流過電感的電流為:。此時流過電感的電流為:2929PPTPPT課件課件n n顯然,只有顯然,只有Q Q管導通期間(內)儲能電感管導通期間(內)儲能電感L L增加的增加的電流等于電流等于Q Q管截止期間(內)減少的電流,這樣管截止期間(內)減少的電流,這樣電路才能達到平衡,才能保證儲能電感中一直電路才能達到平衡,才能保證儲能電感中一直有能量,才能不斷地向負載提供能量和功率。有能量,才能不斷地向負載提供能量和功率。解得:解得:n n表明表明Boost DC-DCBoost DC-DC變換器是一個升壓電路,當占變換器是一個升壓電路,當占空比從零變到空比從零變到1 1時,輸出電壓從時,輸出電壓從

32、 變到任意大。變到任意大。n n設負載阻抗設負載阻抗Z=RZ=RL L,從能量守恒定律出發,輸出電,從能量守恒定律出發,輸出電流流I IO O=V=VO O/R/RL L,電感平均電流即為輸入電流,電感平均電流即為輸入電流I IL L=I=Ii i:3030PPTPPT課件課件n n電感電流的最大值:電感電流的最大值:n n電感電流的最小值:電感電流的最小值:n n電感電流不能突變,只能近似的線性上升和下降,電感電流不能突變,只能近似的線性上升和下降,電感量越大電流的變化越平滑;電感量越小電流電感量越大電流的變化越平滑;電感量越小電流的變化越陡峭。當電感量小到一定值時,在的變化越陡峭。當電感量

33、小到一定值時,在t=Tt=T時時刻,電感刻,電感L L中儲藏的能量剛剛釋放完畢,這時中儲藏的能量剛剛釋放完畢,這時 ,此時的電感量被稱為臨界電感,當儲能電感,此時的電感量被稱為臨界電感,當儲能電感L L的的電感量小于臨界電感時,電感中電流就發生斷續電感量小于臨界電感時,電感中電流就發生斷續現象?,F象。3131PPTPPT課件課件n n濾波電容上的電壓等于輸出電壓,電容兩端的電濾波電容上的電壓等于輸出電壓,電容兩端的電壓變化量實際上就是輸出電壓的紋波電壓,壓變化量實際上就是輸出電壓的紋波電壓,的的波形如圖波形如圖5-8a5-8a所示。若忽略負載電流脈動,則在所示。若忽略負載電流脈動,則在導通期間

34、電容泄放電荷量應等于在關斷期間電容導通期間電容泄放電荷量應等于在關斷期間電容充電電荷量,反映了電容峰充電電荷量,反映了電容峰-峰電壓脈動量:峰電壓脈動量:n n由此可知,降低紋波電壓,除與輸出電壓有關外,由此可知,降低紋波電壓,除與輸出電壓有關外,增大濾波電容增大濾波電容C C可以起到顯著效果,提高電力半導可以起到顯著效果,提高電力半導體器件的工作頻率也能收到同樣的效果。體器件的工作頻率也能收到同樣的效果。3232PPTPPT課件課件n n2 2)電感電流斷續工作方式()電感電流斷續工作方式(Discontinuous Discontinuous current modecurrent mod

35、e)n nBoostBoost變換器在電感電流斷續時有三種開關狀態:變換器在電感電流斷續時有三種開關狀態:QQ導通,電感電流從零增長到導通,電感電流從零增長到 ;QQ關斷,二關斷,二極管極管D D續流,電感電流從續流,電感電流從 降到零;降到零;QQ和和D D均截均截止,電感電流保持為零,負載由輸出濾波電容供止,電感電流保持為零,負載由輸出濾波電容供電。這三種工作狀態的等效電路如圖電。這三種工作狀態的等效電路如圖5-7b5-7b、c c、d d所示。所示。n nQ Q導通期間,電感電流從零開始增長,其增長量為:導通期間,電感電流從零開始增長,其增長量為:n nQ Q截止后,電感電流從截止后,電

36、感電流從 線性下降,并在線性下降,并在時刻下降到零,即:時刻下降到零,即:3333PPTPPT課件課件n n式中 ,電感電流斷續時 n n若t=toff時電流恰好等于零,n n兩邊各自相加除以2得 即臨界電感n n電感電流臨界連續時的平均值 3434PPTPPT課件課件3535PPTPPT課件課件3636PPTPPT課件課件3737PPTPPT課件課件3 3 3 3、Buck-BoostBuck-BoostBuck-BoostBuck-Boost電路電路電路電路 n n圖5-9a 為Buck-Boost電路原理圖,它即能夠工作在Buck型,又能夠工作在Boost型。它的輸入電壓極性與輸出電壓極

37、性相反,輸入為正時輸出為負,在Buck和Boost變換器中存在一個能量從電源流入負載的期間,而在Buck-Boost變換器中,能量首先儲存在電感中,然后再由電感向負載釋放能量。3838PPTPPT課件課件圖5-9 Buck-Boost電路原理圖3939PPTPPT課件課件n n1 1、電感電流連續模式、電感電流連續模式CCMCCM(Continuous current modeContinuous current mode)n n在電感電流連續條件下,工作于圖在電感電流連續條件下,工作于圖5-9b5-9b、c c所示的兩種狀所示的兩種狀態。態。n n狀態狀態1 1:Q Q導通導通 n nQ Q

38、管導通,二極管管導通,二極管D D反偏關斷,能量從輸入電源流入,并存反偏關斷,能量從輸入電源流入,并存儲在電感儲在電感L L中,中,L L上的電壓上正下負,等于輸入電壓,此時上的電壓上正下負,等于輸入電壓,此時負載電流由慮波電容負載電流由慮波電容C C提供,等效電路如圖提供,等效電路如圖5-9b5-9b所示。所示。n n在在t tonon期間內電感電流的增量為:期間內電感電流的增量為:4040PPTPPT課件課件n n狀態狀態2 2:Q Q關斷關斷 n n在在t=tt=tonon時刻,時刻,Q Q關斷,由于電感中電流不能突變,關斷,由于電感中電流不能突變,L L上呈現上呈現的感應電勢的感應電勢

39、,當該感應電勢超過輸出電壓當該感應電勢超過輸出電壓V VO O時,二極管導時,二極管導通,電感通,電感L L上存儲的能量通過上存儲的能量通過D D向負載和電容向負載和電容C C釋放,補充釋放,補充了電容了電容C C在在tonton期間損失的能量,負載電壓極性與輸入電壓期間損失的能量,負載電壓極性與輸入電壓極性相反,等效電路如圖極性相反,等效電路如圖5-9c5-9c所示,波形如圖所示,波形如圖5-10a5-10a所示。所示。n n電流按線性規律直線下降,電感電流的減少量為電流按線性規律直線下降,電感電流的減少量為 n n顯然,電路平衡時,才能保證儲能電感顯然,電路平衡時,才能保證儲能電感L L中

40、一直有能量,中一直有能量,才能不斷地向負載提供能量和功率。因此電流在開通和關才能不斷地向負載提供能量和功率。因此電流在開通和關斷期間變化相等,得輸出電壓平均值斷期間變化相等,得輸出電壓平均值n n改變占空比就能獲得所需的輸出電壓。改變占空比就能獲得所需的輸出電壓。4141PPTPPT課件課件n n當當 時,時,;n n當當 時,時,為升壓型;,為升壓型;n n當當 時,時,為降壓型。,為降壓型。n n這樣,就可以得到高于或低于輸入電壓的任何輸這樣,就可以得到高于或低于輸入電壓的任何輸出電壓。在要求輸出電壓一定的情況下,容許輸出電壓。在要求輸出電壓一定的情況下,容許輸入電壓有較大的變化都能夠工作

41、。入電壓有較大的變化都能夠工作。n n假設電路中所有的器件為理想開關,即變換器無假設電路中所有的器件為理想開關,即變換器無功率損耗,輸入功率等于輸出功率,負載阻抗功率損耗,輸入功率等于輸出功率,負載阻抗 :n n由于輸入平均電流與電感平均電流有以下關系由于輸入平均電流與電感平均電流有以下關系4242PPTPPT課件課件n n因此有:n n電感電流的最大值:n n n n電感電流的最小值:n n當電感電流的最小值為零時,電感為臨界電感:n n電容上的峰-峰脈動電壓求法同Boost電路一樣,可得:4343PPTPPT課件課件n nQ Q管截止時承受的反向電壓為:管截止時承受的反向電壓為:n nQ

42、Q管開通時,加于二極管管開通時,加于二極管D D上的反向電壓為上的反向電壓為4444PPTPPT課件課件n n2 2)電感電流斷續工作方式()電感電流斷續工作方式(Discontinuous Discontinuous current modecurrent mode)n n圖圖5-10b5-10b給出了電感電流斷續工作時的主要波形,給出了電感電流斷續工作時的主要波形,此時此時Book-BoostBook-Boost變換器有三種開關狀態,變換器有三種開關狀態,QQ導通,導通,電感電流從零增長到最大值;電感電流從零增長到最大值;QQ關斷,二極管續關斷,二極管續流,電感電流從最大值降到零;流,電感

43、電流從最大值降到零;QQ和和D D均截止,均截止,電感電流保持為零,負載由輸出濾波電容供電。電感電流保持為零,負載由輸出濾波電容供電。這三種工作狀態的等效電路如圖這三種工作狀態的等效電路如圖5-9b5-9b、c c、d d所示。所示。Q Q導通期間,電感電流從零開始增長,其增長量為:導通期間,電感電流從零開始增長,其增長量為:n nQ Q截止后,電感電流線性下降,并在截止后,電感電流線性下降,并在 時刻下時刻下降到零,即:降到零,即:4545PPTPPT課件課件n n因此有:n n式中 ,電感電流斷續時n n若t=toff時電流恰好等于零:n n兩邊各自相加后除以2得n n電感電流臨界連續時的

44、平均值 4646PPTPPT課件課件BUCK-BOOST電路電路MATLAB仿真仿真4747PPTPPT課件課件4848PPTPPT課件課件4949PPTPPT課件課件4 4 4 4、CukCukCukCuk電路電路電路電路n n由于由于Buck-BoostBuck-Boost變換器的電感變換器的電感L L在中間,其輸入和在中間,其輸入和輸出電流的脈動都很大。針對這一缺點,美國加輸出電流的脈動都很大。針對這一缺點,美國加州理工大學的州理工大學的Slobdan CukSlobdan Cuk教授提出了單管教授提出了單管CukCuk變變換器,該變換器使用了兩個電感,一個在輸入端,換器,該變換器使用了

45、兩個電感,一個在輸入端,一個在輸出端,從而減小了電流脈動。一個在輸出端,從而減小了電流脈動。n nCukCuk變換器的電路形式如圖變換器的電路形式如圖5-11a5-11a所示,在負載電所示,在負載電流連續的條件下,工作波形圖如圖流連續的條件下,工作波形圖如圖5-12a5-12a所示,其所示,其中中L1L1、L2L2為儲能電感,為儲能電感,Q Q為功率開關管,為功率開關管,D D為續流為續流二極管,二極管,C1C1為傳輸能量的耦合電容,為傳輸能量的耦合電容,C2C2為濾波電為濾波電容。容。CukCuk變換器能夠提供一個反極性、不隔離的輸變換器能夠提供一個反極性、不隔離的輸出電壓,輸出電壓可高于或

46、低于輸入電壓,而且出電壓,輸出電壓可高于或低于輸入電壓,而且其輸入電流和輸出電流都是連續的、非脈動的,其輸入電流和輸出電流都是連續的、非脈動的,這些特點使這些特點使CukCuk變換器有著廣闊的應用前景。變換器有著廣闊的應用前景。5050PPTPPT課件課件圖5-11 Cuk變換器電路原理圖及等效電路5151PPTPPT課件課件圖5-12 CUK變換器工作波形5252PPTPPT課件課件n n模式模式1 1:Q Q導通導通 n nQ Q導通,導通,L L1 1儲能,儲能,C C1 1電容上的電壓使電容上的電壓使D D反偏置,電容通過負反偏置,電容通過負載載Z Z和和L2L2傳輸能量,負載獲得反極

47、性電壓,傳輸能量,負載獲得反極性電壓,L L2 2、C C2 2儲能。由儲能。由電路可知,在這種電路結構中,電路可知,在這種電路結構中,Q Q管和二極管管和二極管D D是同步工作是同步工作的,的,Q Q導通,導通,D D截止;截止;Q Q截止,截止,D D導通。導通。n nL L1 1的電流增量為:的電流增量為:n n從輸出回路來看,在從輸出回路來看,在t tonon期間,期間,C C1 1供電,供電,L L2 2儲能,若儲能,若C C1 1的足的足夠大,可忽略夠大,可忽略C C1 1上的壓降,則上的壓降,則L L2 2上的電壓為上的電壓為 ,L L2 2中中的電流以的電流以 的速率線性上升,

48、在的速率線性上升,在t tonon期間,期間,L L2 2的的電流增量為電流增量為:5353PPTPPT課件課件n n模式2:Q關斷 n n在在t toffoff期間,期間,Q Q截止,截止,D D導通,電容導通,電容C1C1被充電,被充電,L L1 1通通過過C C1 1和和D D向向C C1 1充電儲能,同時充電儲能,同時L2L2向負載釋放能量,向負載釋放能量,在這種電路結構中,無論在在這種電路結構中,無論在tonton期間還是在期間還是在tofftoff期期間都從輸入向負載傳輸能量,只要電感間都從輸入向負載傳輸能量,只要電感L1L1、L2L2和和電容電容C1C1足夠大,輸入輸出電流基本上

49、是平滑的。足夠大,輸入輸出電流基本上是平滑的。在在t toffoff期間期間C C1 1充電,在充電,在t tonon期間期間C C1 1向負載放電,可見向負載放電,可見C C1 1起著傳遞能量的作用。起著傳遞能量的作用。n n在在tofftoff期間,期間,L1L1釋放能量,釋放能量,L1L1上的壓降上的壓降 ,L1L1中的電流以中的電流以 的速率線性下降,的速率線性下降,L1L1的電的電流減量為:流減量為:5454PPTPPT課件課件n n從輸出回路來看,在toff期間,由于D導通,L2釋放能量,則L2上的電壓為-VO,L2中的電流以 的速率線性下降,在toff期間,L2的電流減量為:n

50、n在穩定狀態下,電感L1電流變化量應相等 n nL2中電流變化量應相等 n n 5555PPTPPT課件課件n n若C1足夠大,在導通、截止期間上的電壓可認為近似不變(只有很小的頂降),則有 n n假設電路中所有的器件為理想開關,即變換器無功率損耗,輸入功率等于輸出功率,負載阻抗Z=RL,輸入平均電流Ii即為電感L1平均電流IL15656PPTPPT課件課件n n電感L1電流的最大值:n n n n電感L1電流的最小值:n n n n臨界電感:n n n n輸出平均電流即電感L2的平均電流:n nL2電感電流的最大值:5757PPTPPT課件課件n n電感電流的最小值:電感電流的最小值:n n

51、臨界電感:臨界電感:n n下面來看電容下面來看電容C2C2的峰的峰-峰脈動電壓。假設負載電流峰脈動電壓。假設負載電流的脈動量很小而可以忽略,即電感的峰的脈動量很小而可以忽略,即電感的峰-峰脈動電峰脈動電流即為電容充放電電流。流即為電容充放電電流。5858PPTPPT課件課件CUK電路電路MATLAB仿真仿真5959PPTPPT課件課件6060PPTPPT課件課件返回6161PPTPPT課件課件5.3 5.3 隔離的隔離的DC-DCDC-DC變換器原理變換器原理n n在實際應用中,有許多場合需要輸出電壓和輸入電壓隔離,或需要多路輸出,此時需要高頻變壓器來完成這些功能。1、單端DC-DC變換器原理

52、及設計 n n上一節介紹的四種基本類型的變換器加上變壓器隔離后,可以引申出各種類型的單端變換器:Buck型引申為Forward型(單端正激)變換器;Boost型引申為Fly-back型(單端反激)變換器。6262PPTPPT課件課件n n1 1)Fly-backFly-back(單端反激)變換器原理(單端反激)變換器原理n n Fly-backFly-back(單端反激)變換器原理圖如圖(單端反激)變換器原理圖如圖5-135-13所示。在工作過程中,變壓器起了儲能電感的作所示。在工作過程中,變壓器起了儲能電感的作用,實際上是耦合電感,用普通導磁材料作鐵芯用,實際上是耦合電感,用普通導磁材料作鐵

53、芯時,鐵芯必須留有氣隙,保證在最大負載電流時時,鐵芯必須留有氣隙,保證在最大負載電流時鐵芯不會飽和。鐵芯不會飽和。Fly-backFly-back(單端反激)變換器由(單端反激)變換器由于電路簡單,所用器件少,適于多路輸出場合應于電路簡單,所用器件少,適于多路輸出場合應用。用。圖5-13 Fly-back變換器原理6363PPTPPT課件課件n n和BOOST變換器一樣,Fly-back(單端反激)變換器也有電流連續和斷續兩種工作方式,僅僅是連續和斷續的定義不同。BOOST變換器只有一個電感,Fly-back變換器是耦合電感,對原邊繞組的自感來講,它的電流不可能連續,因為功率晶體管斷開后電流必

54、然為零,這時必然在次級繞組的自感中引起電流,故對Fly-back變換器來講,電流連續是指變壓器兩個繞組的合成安匝在一個開關周期中不為零,與此相反即為電流斷續。6464PPTPPT課件課件n n開關狀態開關狀態1 1:Q Q導通導通n n等效電路如圖等效電路如圖5-14a5-14a所示,在所示,在時,功率晶體管的門極被激勵時,功率晶體管的門極被激勵而導通時,輸入電壓加到變壓而導通時,輸入電壓加到變壓器的初級繞組兩端,由于變壓器的初級繞組兩端,由于變壓器對應的極性,次級繞組下正器對應的極性,次級繞組下正上負,二極管截止,次級繞組上負,二極管截止,次級繞組中沒有電流流過,負載電流由中沒有電流流過,負

55、載電流由濾波電容提供。此時只有變壓濾波電容提供。此時只有變壓器原邊繞組工作,變壓器相當器原邊繞組工作,變壓器相當于一個電感,設繞組于一個電感,設繞組N N1 1的電感的電感量為量為L L1 1,繞組,繞組N N2 2的電感量為的電感量為L L2 2,則管導通期間流過初級繞組,則管導通期間流過初級繞組N N1 1的電流為:的電流為:圖5-14 Fly-back變換器不同開關狀態的等效電路圖6565PPTPPT課件課件n nt=tt=tonon時,電流時,電流i ip p達到最大值達到最大值i ipmaxpmaxn n n nt=tont=ton時,功率晶體管時,功率晶體管Q Q截止,如圖截止,如

56、圖2-14b2-14b所示,原所示,原邊繞組開路,次級繞組的電壓極性上正下負,二邊繞組開路,次級繞組的電壓極性上正下負,二極管極管D D導通,導通期間儲存在變壓器中的能量通過導通,導通期間儲存在變壓器中的能量通過二極管向負載釋放,同時向電容充電。此時變壓二極管向負載釋放,同時向電容充電。此時變壓器只有副邊繞組工作,器只有副邊繞組工作,Q Q管截止期間流過次級繞組管截止期間流過次級繞組的電流為:的電流為:n nt=Tt=T時,副邊電流時,副邊電流isis達到最小值:達到最小值:6666PPTPPT課件課件n nt=T時刻,Ismin=0表示導通期間儲存的磁場能量剛好釋放完畢;Ismin0表示導通

57、期間儲存的磁場能量還沒有釋放完;IsminWW3 3,則去磁時間小于開通時間,則去磁時間小于開通時間n n即開關管的工作占空比即開關管的工作占空比 。n n如果如果W W1 1WWW3 3,Q Q管電壓大于管電壓大于2 2倍輸入電壓;倍輸入電壓;W W1 1WW3 3,Q Q管電壓小于管電壓小于2 2倍輸入電壓。倍輸入電壓。n n為了充分提高占空比和減小為了充分提高占空比和減小Q Q兩端電壓,必須折衷選擇。兩端電壓,必須折衷選擇。一般選一般選W1=W3W1=W3,這時,這時 ,而,而Q Q管電壓等于管電壓等于2 2倍輸入電壓。倍輸入電壓。n n由于單端正激變換器(由于單端正激變換器(Forwo

58、rdForword)變換器實際上是一個隔)變換器實際上是一個隔離的離的BUCKBUCK變換器,因此其輸入和輸出關系為:變換器,因此其輸入和輸出關系為:n n n n主要波形見圖主要波形見圖5-185-18所示。所示。8585PPTPPT課件課件圖5-18 主要波形8686PPTPPT課件課件Ansoft仿真仿真8787PPTPPT課件課件8888PPTPPT課件課件n n3)3)3)3)單端變換器的磁復位技術單端變換器的磁復位技術單端變換器的磁復位技術單端變換器的磁復位技術n n使用單端隔離變壓器之后,變壓器磁芯如何在每個脈動工使用單端隔離變壓器之后,變壓器磁芯如何在每個脈動工作磁通之后都能恢

59、復到磁通起始值,這是產生的新問題,作磁通之后都能恢復到磁通起始值,這是產生的新問題,稱為去磁復位問題。因為線圈通過的是單向脈動激磁電流,稱為去磁復位問題。因為線圈通過的是單向脈動激磁電流,如果沒有每個周期都作用的去磁環節,剩磁通的累加可能如果沒有每個周期都作用的去磁環節,剩磁通的累加可能導致出現飽和。這時開關導通時電流很大;斷開時,過電導致出現飽和。這時開關導通時電流很大;斷開時,過電壓很高,導致開關器件的損壞。壓很高,導致開關器件的損壞。n n剩余磁通實質是磁芯中仍殘存有能量,如何使此能量轉移剩余磁通實質是磁芯中仍殘存有能量,如何使此能量轉移到別處,就是磁芯復位的任務。具體的磁芯復位線路可以

60、到別處,就是磁芯復位的任務。具體的磁芯復位線路可以分成兩種:分成兩種:n n一種是把鐵芯殘存能量自然的轉移,在為了復位所加的電一種是把鐵芯殘存能量自然的轉移,在為了復位所加的電子元件上消耗掉,或者把殘存能量反饋到輸入端或輸出端;子元件上消耗掉,或者把殘存能量反饋到輸入端或輸出端;另一種是通過外加能量的方法強迫鐵芯的磁狀態復位。具另一種是通過外加能量的方法強迫鐵芯的磁狀態復位。具體使用那種方法,可視功率的大小、所使用的磁芯磁滯特體使用那種方法,可視功率的大小、所使用的磁芯磁滯特性而定。最典型的兩種磁芯磁滯特性曲線如圖性而定。最典型的兩種磁芯磁滯特性曲線如圖5-195-19所示。所示。8989PP

61、TPPT課件課件圖5-19 典型的兩種磁芯磁滯特性曲線9090PPTPPT課件課件n n在磁場強度在磁場強度H H為零時,磁感應強度的多少是由鐵芯材料決為零時,磁感應強度的多少是由鐵芯材料決定。圖定。圖5-19a5-19a的剩余磁感應強度的剩余磁感應強度BrBr比圖比圖5-19b5-19b小,圖小,圖5-19a5-19a一般是鐵氧體、鐵粉磁芯和非晶合金磁芯,圖一般是鐵氧體、鐵粉磁芯和非晶合金磁芯,圖5-19b5-19b一般一般為無氣隙的晶粒取向鎳鐵合金鐵芯。為無氣隙的晶粒取向鎳鐵合金鐵芯。n n對于剩余磁感應強度對于剩余磁感應強度BrBr較小的鐵芯,一般使用轉移損耗法。較小的鐵芯,一般使用轉移

62、損耗法。轉移損耗法有線路簡單、可靠性高的特點。對于剩余磁感轉移損耗法有線路簡單、可靠性高的特點。對于剩余磁感應強度應強度BrBr較高的鐵芯,一般使用強迫復位法。強迫復位法較高的鐵芯,一般使用強迫復位法。強迫復位法線路較為復雜。線路較為復雜。n n簡單的損耗法磁芯復位電路是由一只穩壓管和二極管組成,簡單的損耗法磁芯復位電路是由一只穩壓管和二極管組成,穩壓管和二極管與變壓器原邊繞組或和變壓器副邊繞組并穩壓管和二極管與變壓器原邊繞組或和變壓器副邊繞組并聯,磁芯中殘存能量由于穩壓管反向擊穿導通而損耗,它聯,磁芯中殘存能量由于穩壓管反向擊穿導通而損耗,它具有兩種功能,既可以限制功率開關管過電壓又可以消除

63、具有兩種功能,既可以限制功率開關管過電壓又可以消除磁芯殘存能量。在實際應用中由于變壓器從原邊到副邊的磁芯殘存能量。在實際應用中由于變壓器從原邊到副邊的漏電感(寄生電感)存在,這個電感中也有存儲的能量,漏電感(寄生電感)存在,這個電感中也有存儲的能量,因此一般把穩壓管和二極管與變壓器原邊繞組并聯連結。因此一般把穩壓管和二極管與變壓器原邊繞組并聯連結。這種電路只適用于小功率變換器中,如圖這種電路只適用于小功率變換器中,如圖5-205-20所示。所示。9191PPTPPT課件課件圖5-20將變壓器鐵芯的儲能反饋到變換器的輸出端 9292PPTPPT課件課件n n大功率去磁電路一般使用將變壓器鐵芯的儲

64、能反大功率去磁電路一般使用將變壓器鐵芯的儲能反饋到輸入電源或變換器輸出端。使用這種復位方饋到輸入電源或變換器輸出端。使用這種復位方法,變壓器鐵芯的儲能幾乎沒有損耗(或者說損法,變壓器鐵芯的儲能幾乎沒有損耗(或者說損耗較?。┳儞Q器變換效率是很高的。耗較?。┳儞Q器變換效率是很高的。n n圖圖5-175-17的復位繞組就是將變壓器鐵芯的儲能反饋的復位繞組就是將變壓器鐵芯的儲能反饋到輸入電源,圖到輸入電源,圖5-205-20將變壓器鐵芯的儲能反饋到將變壓器鐵芯的儲能反饋到變換器的輸出端。在圖變換器的輸出端。在圖5-205-20中,穩壓管接在變壓中,穩壓管接在變壓器的原邊,如上所述,它有兩種功能,由于消

65、耗器的原邊,如上所述,它有兩種功能,由于消耗在穩壓管的能量很小,在這里主要是起箝位作用,在穩壓管的能量很小,在這里主要是起箝位作用,鐵芯的儲能通過連結在變壓器的副邊二極管鐵芯的儲能通過連結在變壓器的副邊二極管D3D3反反饋到變換器輸出端,一般將饋到變換器輸出端,一般將D3D3與電容與電容C C連結,如果連結,如果將將D3D3與高阻抗的電感連結會在變壓器的原邊繞組與高阻抗的電感連結會在變壓器的原邊繞組和副邊繞組出現一個很高的電壓尖峰脈沖。和副邊繞組出現一個很高的電壓尖峰脈沖。9393PPTPPT課件課件圖5-21 恒流源復位9494PPTPPT課件課件n n當變壓器鐵芯中的剩余磁感應強度當變壓器

66、鐵芯中的剩余磁感應強度BrBr較大時使用較大時使用圖圖5-215-21進行復位。由于在變換器輸出端均有濾波進行復位。由于在變換器輸出端均有濾波電感,可以把它看作恒流源,因此使用恒流源和電感,可以把它看作恒流源,因此使用恒流源和附加繞組附加繞組NrNr復位。在變壓器副邊中增加一個中間復位。在變壓器副邊中增加一個中間抽頭形成繞組抽頭形成繞組NrNr,通過,通過D3D3與電感連結即可。與電感連結即可。n n在單端變換器中,引起開關引力高的主要原因是在單端變換器中,引起開關引力高的主要原因是開關管關斷時漏感引起的開關管集電極和發射極開關管關斷時漏感引起的開關管集電極和發射極之間電壓突然升高,抑制開關管應力的方法有兩之間電壓突然升高,抑制開關管應力的方法有兩個,一是減小漏電感,二是耗散過電壓的能量,個,一是減小漏電感,二是耗散過電壓的能量,或者是能量反饋到電源中?;蛘呤悄芰糠答伒诫娫粗?。n n減小漏電感主要靠工藝,耗散過電壓的能量要依減小漏電感主要靠工藝,耗散過電壓的能量要依靠與電感并聯的靠與電感并聯的R R、C C緩沖器,或與開關并聯的緩沖器,或與開關并聯的R R、C C緩沖器。能量反饋回電源

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