DC-DC转换器原理课件.ppt

1DC-DC 转换器原理转换器原理OutlineBUCK BOOSTBUCK-BOOSTFLYBACK23BUCK CONVERTER4Continuous Mode:Mode1:(0tton)Q ON，D OFFMode2:(tontT)Q OFF，D ON5BUCK CONVERTER 切换波形切换波形Ripple current in the inductor6假设假设：(Ideal capacitor)l稳态时，输出电流为一定值稳态时，输出电流为一定值l电容无功率损耗电容无功率损耗Ripple voltage in the capacitor充或放电电流的平均值：充或放电电流的平均值：7实际上需考虑电容实际上需考虑电容ESR的影响所造成的涟波的影响所造成的涟波需比较需比较 与与何者效应为大，来做输出电容的设计何者效应为大，来做输出电容的设计 当储存在电感中的能量完全耗尽时(电感电流降为0)，下一周期同时开始，称为Continuous 与Discontinuous 的临界点。8Discontinuous Mode:设设Pin=Po9由由Volt-Sec requirementMode1:(0tton)Q ON，D OFF 同同ContinuousMode2a:(tont )Q OFF，D ON由由10利用前面三个式子，将利用前面三个式子，将t2及及ILP代换掉代换掉11将将L/Lc的比值当作变数，画出的比值当作变数，画出D对对Va/Vs的关系曲线的关系曲线12BOOST CONVERTER13Continuous Mode:Mode1:(0tton)Q ON，D OFFMode2:(tontT)Q OFF，D ON14BOOST CONVERTER 切换波形切换波形Ripple current in the inductor15假设假设：(Ideal capacitor)l稳态时，输出电流为一定值稳态时，输出电流为一定值l电容无功率损耗电容无功率损耗Ripple voltage in the capacitorton 时的放电电流：时的放电电流：16实际上需考虑电容实际上需考虑电容ESR的影响所造成的涟波的影响所造成的涟波需比较需比较 与与何者效应为大，来做输出电容的设计何者效应为大，来做输出电容的设计 当储存在电感中的能量完全耗尽时(电感电流降为0)，下一周期同时开始，称为Continuous 与Discontinuous 的临界点。17Discontinuous Mode:设设Pin=Po18由由Volt-Sec requirementMode2a:(tont )Q OFF，D ONMode1:(0tton)Q ON，D OFF由输出平均电流由输出平均电流19利用前面三个式子，将利用前面三个式子，将t2及及ILP代换掉代换掉20将将L/Lc的比值当作变数，画出的比值当作变数，画出D对对Va/Vs的关系曲线的关系曲线BUCK&BOOST Summary电感涟波电流与电感值及切换频率成反比电感涟波电流BUCK 较BOOST小(1-D)倍BUCK 在D0.5时，涟波电流最大。BOOST则与D成正比21BUCK&BOOST SummaryBUCK中之电感与电容形成低通滤波器，故电容涟波电压与电感，电容值及切换频率成反比BOOST 中之电感为储能用，电容涟波电压只与电容值及切换频率成反比。BUCK 输入电流非连续，一般需加输入滤波器降低EMI效应BOOST initial inrush current 较大实际上升降压的极限大约为4(1/4)倍2223BUCK-BOOST CONVERTER24Continuous Mode:Mode1:(0tton)Q ON，D OFFMode2:(tontT)Q OFF，D ON25BUCK-BOOST CONVERTER 切换波形切换波形Ripple current in the inductor26假设假设：(Ideal capacitor)l稳态时，输出电流为一定值稳态时，输出电流为一定值l电容无功率损耗电容无功率损耗Ripple voltage in the capacitorton 时的放电电流：时的放电电流：27实际上需考虑电容实际上需考虑电容ESR的影响所造成的涟波的影响所造成的涟波需比较需比较 与与何者效应为大，来做输出电容的设计何者效应为大，来做输出电容的设计 当储存在电感中的能量完全耗尽时(电感电流降为0)，下一周期同时开始，称为Continuous 与Discontinuous 的临界点。28Discontinuous Mode:设设Pin=Po29Mode2a:(tont )Q OFF，D ONMode1:(0tton)Q ON，D OFF 同同Continuous由由Volt-Sec requirement由输出平均电流由输出平均电流30利用前面三个式子，将利用前面三个式子，将t2及及ILP代换掉代换掉将将L/Lc的比值当作变数，画出的比值当作变数，画出D对对Va/Vs的关系曲线的关系曲线Three Type compare31Three Type 电压转换比比较电压转换比比较32FLYBACK CONVERTER(1)(2)(3)(4)Two Winding Isolation BUCK-BOOST33Continuous Mode:Mode1:(0tton)Q ON，D OFFMode2:(tontT)Q OFF，D ON34FLYBACK CONVERTER 切换波形切换波形Ripple current in the inductor35 当储存在电感中的能量完全耗尽时(电感电流降为0)，下一周期同时开始，称为Continuous 与Discontinuous 的临界点。36Discontinuous Mode:设设Io=ID37Mode2a:(tont CCM 晶体管上的峰值电流晶体管上的峰值电流 DCM CCM 电感值的选用电感值的选用 DCM CCM 变压器变压器ripple current 额定的选用额定的选用 DCM CCMDCM动态响应较佳动态响应较佳DCM适用于低功率或负载变动范围大的场合适用于低功率或负载变动范围大的场合DCM操作时，操作时，D受负载变动影响受负载变动影响39The EndThank You40