非隔离型DCDC变换器__buck.ppt

非隔离型 DC/DC 变换器非隔离型 DC/DC 变换器—— Buck 变换器 1 参考文献[1] SIOMN ANG, ALEJANDRO OLIVA. 开关功率变换器——开关电源的原理、仿真和设计,***出版社[2] 林渭勋. 现代电力电子电路,浙江大学出版社[3] 张占松,,电子工业出版社 Buck 变换器 连续模式 Buck 变换器第三章直流变换电路第二节单象限降压型电路电压波形和电流波形变成周期性波形,周期为 T 变换器稳态原理分析 3 电流波形和电压波形在每个开关周期是重复的 v ( ( n +1 ) T ) = v ( nT ) i ( ( n + 1 ) T ) = i ( nT ) 在大量开关周期中,当开关频率 f固定时, 开关占空比 D也保持恒定这样的状态称为稳态变换器稳态原理分析——电感伏秒平衡 4 Step 1 Step 2 Step 3 当电路处于稳态时,流过电感的电流是周期性的。在一个开关周期内积分 i L ( nT ) = i L ( (n +1) T ) i L ( nT ) = i L ( (n +1) T ) 电感两端的电压可以表示为 LLdi v L dt ?( 1) 1 (( 1) ) ( ) ( ) n T L L L nT i n T i nT v t dt L ?? ???( 1) 1 0 ( ) n T LnT v t dt L ???在稳态时,电感两端的电压在一个开关周期中积分为零。(积分单位时 Vs ) 变换器稳态原理分析——电容电荷平衡 5 Step 2 当电路处于稳态时,电容两端的电压是周期性的。在一个开关周期内积分 v C ( nT ) = v C ( (n +1) T ) v C ( nT ) = v C ( (n +1) T ) du i C dt ?( 1) 1 (( 1) ) ( ) ( ) n T C C C nT v n T v nT i t dt C ?? ? ??( 1) 1 0 ( ) n T i t dt C ???在稳态时,流过电容的电流在一个开关周期中积分为零。(积分单位时 As ) Step 1 Step 2 Step 3 Buck 变换器——工作原理?连续模式 6模式 1( 0 ≤ t ≤ t on) 模式 1( 0 ≤ t ≤ t on)模式 2( t on≤ t ≤ T) 模式 2( t on≤ t ≤ T) Buck 变换器——工作原理 7 U i > U o => i L(t ) ↑ U i > U o => i L(t ) ↑模式 1( 0 ≤ t ≤ t on) 模式 1( 0 ≤ t ≤ t on) L L i o di u u u L dt ? ?? min 1 1 ( ) L L L L i o i i I i I u u dt L ? ??????? 1 2 1 01 ( ) ont i o L i o on U U i I I u u dt t L L ?? ?????? U VDi VT U iI L =I OI O I 2-I OI 1-I Oi C i L Buck 变换器——工作原理 8 模式 2( t on≤ t ≤ T) 模式 2( t on≤ t ≤ T) L L o di u u L dt ??? max 2 1 L L L L o i i I i I u dt L ? ??????? 2 1 2 1 ( ) onTo L o on tU i I I u dt T t L L ?? ???????电感电流不能突变, u L反向, D导通电感电流不能突变, u L反向, D导通 U VDi VT U iI L =I OI O I 2-I OI 1-I Oi C i L Buck 变换器——工作原理 9 电压传输比计算电压传输比计算 0 0 1 1 1 ( ) 0 on o