BUCK变换器演示幻灯片.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,BUCK变换器的原理与,设计介绍,1,1、BUCK变换器线路组成,2、BUCK变换器的工作原理,3、BUCK变换器波形分析,4、BUCK电路参数设定,5、总结,2,图1 BUCK变换器电路（DC-DC）,一、BUCK变换器线路组成,3,BUCK变换器另外三种叫法：,1.1、降压变换器：输出电压小于输入电压。,1.2、串联开关稳压电源：单刀双掷开关（晶体管）串联于输入与输出之间。,1.3、三端开关型降压稳压电源：,、输入与输出的一根线是公用的。,、输出电压小于输入电压。,4,二、BUCK变换器的工作原理,图2 BUCK变换器电路工作过程,5,2.1、变换器工作于理想状态,在图2中作如下假设：,1、开关晶体管、二极管均为理想元件：快速导通关断，且导通压降零，关断漏电流零。,2、电感电容为理想元件：电感工作在线性区不饱和，寄生电阻零；电容等效串联电阻零。,3、输出纹波电压与输出电压的比小到可以忽略。,6,2.2、工作过程,1、开关（晶体管）导通：,二极管D1截止；电感电流线性增加并储能；电容充电储能；输出电压Vo。,2、开关（晶体管）关断：,二极管D1导通；电感释放能量；电容放电；输出Vo。,7,三、波形分析,按电感电流,i,L,是否从零开始，有两种工作模式：,、,连续工作模式；,、不连续工作模式。,各部分工作波形分别如图3（a）、（b）所示,8,图3 BUCK变换器两种工作模式波形图,9,1、MOS导通D截止，电感电流增量,：,2、MOS截止D导通，电感电流增量,：,3、电路达到稳定状态下：,连续工作模式,10,由上面公式可得：,Vo/Vs是电压增益，用M表示。,输出电压Vo随占空比D1变化，由于D11，,所以VoVs。,由上式可得知：电压增益由开关接通的占空比,D1决定，说明变换器具有很好的控制性。,M与D1曲线图如下：,11,图4 电压增益M与开关占空比D1关系图,12,不连续工作模式,1、MOS管导通阶段：,2、MOS管断开阶段：,3、电路达到稳定状态下：,注：D2在此为二极管导通占空比,13,由图3（,b)i,L,图形可知:,令,上式可得:,由于有,14,图5 不连续模式下BUCK变换器电压增益M与占空比关系图,15,连续与不连续的临界条件,结合前面连续与不连续模式下MOS关断电流计算公式可得:,16,上式中L即为临界电感，用Lc表示，Lc取值,可由以下公式求解:,电感取值计算,17,电感取值,设电容纹波电压为Vo,，流过电容得电流ic是,i,L,Io（如图6）.根据电容电压电流关系有：,将MOS关断时电感电流公式带入上式得：,18,图6 电容电压电流波形,上式移项可得：,19,连续与不连续特点,1,、不连续模式电压峰值更高,2、不连续模式电流峰值更大,3、连续模式比不连续模式具有更好的可控性。,4、不连续模式能量完全传递，连续模式下能量不完全传递,20,总结,1、BUCK变换器应用于降压、输入输出非隔离。,2、BUCK变换器工作频率不宜过高，一般小于50KHZ。,3、当有超过一组输出时就不适合使用BUCK变换器。,4、变换器的电器特性与电流模式关系密切。,5、变换器电路中的电感与电容起能量储放作用，且两个器件接线形式必须为低通滤波样式。,6、效率高，损耗低，输出电流纹波较小，电路结构简单，比较适合使用于大功率输出。,21,