正激變換器簡明設(shè)計PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1 正激變換器簡明設(shè)計正激變換器簡明設(shè)計 第1頁/共38頁 第2頁/共38頁 第3頁/共38頁 直流斬波器及其分類 依直流斬波器的功能可以分為：依直流斬波器的功能可以分為：功率控制型功率控制型、調(diào)壓型調(diào)壓型、調(diào)阻型調(diào)阻型等等等等 按直流斬波器輸入輸出電壓間關(guān)系可以分為：當按直流斬波器輸入輸出電壓間關(guān)系可以分為：當U Uo o大于大于U Uinin時，稱其為時，稱其為升壓斬波器升壓斬波器(Boost Converter )(Boost Converter )；當；當U Uo o既可以小于既可以小于U Uinin也可以大于大于也可以大于大于U Uinin時，稱其為反轉(zhuǎn)斬波器或時，稱其為反轉(zhuǎn)斬

2、波器或升降壓斬波器升降壓斬波器（Buck-Boost Converter Buck-Boost Converter ） 按斬波開關(guān)所采用的器件分類：按斬波開關(guān)所采用的器件分類：BJTBJT斬波器、斬波器、MOSFETMOSFET斬波器、斬波器、IGBTIGBT斬波器、斬波器、ThyristorThyristor斬波器斬波器等等等等 按直流電源與負載間的能量傳遞關(guān)系對斬波器分類按直流電源與負載間的能量傳遞關(guān)系對斬波器分類 ：輸出電壓和電流皆不可逆的稱為：輸出電壓和電流皆不可逆的稱為單象限斬波器單象限斬波器；僅輸出電流或輸出電壓可逆的稱為；僅輸出電流或輸出電壓可逆的稱為兩象限斬波器兩象限斬波器；輸

3、出電流和電壓都可逆的稱為；輸出電流和電壓都可逆的稱為四象限斬波器四象限斬波器 直流斬波電路的工作原理 降壓斬波電路（Buck) 帶純電阻負載的降壓斬波器工作原理 （a） 主電路（b）輸出電壓、電流波形 td s on d t d s R T s R U T t UdtU T dtu T uU ons R )( 11 00 t d t d s T R s T R s R R R U dt R U T dt R u T dti T iII onss 000 1 111 t dd d t s RR T s R R U dt R U U T dtiu T P ons 2 00 )( 11 純電阻負載純

4、電阻負載 由此可知，改變由此可知，改變導(dǎo)通比導(dǎo)通比，不僅能夠控制斬波器輸出電壓的大小，而且能夠控制其輸出電流和輸出功率的大小，不僅能夠控制斬波器輸出電壓的大小，而且能夠控制其輸出電流和輸出功率的大小 第4頁/共38頁 電阻電感性負載電阻電感性負載 圖 帶電阻電感性負載的斬波器 （a）主電路 （b）有關(guān)電壓電流波形 在上圖中，因負載是純阻性的，所以斬波器的輸出電流與輸出電壓波形相似，且都有很大的脈動。若要使負載電流平滑化，需在原電路基礎(chǔ)上增加平波電抗器在上圖中，因負載是純阻性的，所以斬波器的輸出電流與輸出電壓波形相似，且都有很大的脈動。若要使負載電流平滑化，需在原電路基礎(chǔ)上增加平波電抗器L L和

5、續(xù)流二極管和續(xù)流二極管D DF F，如左圖所示。，如左圖所示。 dtd s on R RUU T t UuuU 0 0 11 0 1 0 1 ) 1 ( 1 IUdti T UdtiU T P d T s d T d s ss S T RR S Ro dtiu T PP 0 1 t Rd R d o I I U U U U 1 （1 1）降壓斬波器的輸出電壓平均值與輸入電壓之比，剛好等于斬波開）降壓斬波器的輸出電壓平均值與輸入電壓之比，剛好等于斬波開 關(guān)的導(dǎo)通時間與斬波周期之比。關(guān)的導(dǎo)通時間與斬波周期之比。改變導(dǎo)通比改變導(dǎo)通比就可以控制斬波器的輸出電壓就可以控制斬波器的輸出電壓 和電流的平均值

6、。和電流的平均值。 （2 2）在負載電流連續(xù)且可略去電流紋波影響時，此斬波電路有類似于）在負載電流連續(xù)且可略去電流紋波影響時，此斬波電路有類似于 變壓器的規(guī)律：變壓器的規(guī)律：電壓比與電流比成反比，電壓比與電流比成反比，其導(dǎo)通比則類似變壓器的匝比其導(dǎo)通比則類似變壓器的匝比k k 。 （3 3）在上圖的降壓斬波電路中，由于電感的作用，使負載電流脈動減）在上圖的降壓斬波電路中，由于電感的作用，使負載電流脈動減 小、乃至連續(xù)，這是實際負載所期望的。因此該電路也是最常用的。人們小、乃至連續(xù)，這是實際負載所期望的。因此該電路也是最常用的。人們 把包含斬波開關(guān)把包含斬波開關(guān)S S、電感、電感L L和續(xù)流二極

7、管和續(xù)流二極管D DF F 的電路稱為降壓斬波器的主電路 的電路稱為降壓斬波器的主電路 。 第5頁/共38頁 升壓斬波電路升壓斬波電路 升壓斬波器的工作原理 圖圖a)a)所示電路為升壓斬波器主電路。當開關(guān)所示電路為升壓斬波器主電路。當開關(guān)S S導(dǎo)通時，升導(dǎo)通時，升 壓二極管壓二極管VDVD承受反向電壓而截止，其等效電路如圖承受反向電壓而截止，其等效電路如圖b)b)所示所示 。此時電源電壓加在電感。此時電源電壓加在電感L L上，電感電流上，電感電流i iL L增長，電感增長，電感L L儲儲 能增加，與此同時電容能增加，與此同時電容C C向負載供電，電容電壓下降。當向負載供電，電容電壓下降。當 開

8、關(guān)開關(guān)S S關(guān)斷時，電感電流關(guān)斷時，電感電流i iL L下降，電感下降，電感L L的感應(yīng)電勢改變極的感應(yīng)電勢改變極 性，與電源電壓疊加，強迫升壓二極管性，與電源電壓疊加，強迫升壓二極管VDVD導(dǎo)通，電源和電導(dǎo)通，電源和電 感同時為負載供電和向電容感同時為負載供電和向電容C C充電，由此得到一個比電源充電，由此得到一個比電源 電壓還高的輸出電壓，其等效電路如圖電壓還高的輸出電壓，其等效電路如圖c c）所示。）所示。 d t d ons s d off s U U tT T U t T U 1 1 0 Lt s Loff Do I T It II)1 ( LdLtd t o IUIUIU )1 (

9、 1 1 0 第6頁/共38頁 VD o t b) E R L a) C V o t i1 i2 uL uo IL i1 i2 tontoff IL IL off on 2 1 t t I I 圖 升降壓斬波電路及其波形 a）電路圖 b）波形 第7頁/共38頁 112 1 II t t I on off 2o1 IUEI 第8頁/共38頁 第9頁/共38頁 第10頁/共38頁 第11頁/共38頁 第12頁/共38頁 第13頁/共38頁 第14頁/共38頁 第15頁/共38頁 第16頁/共38頁 第17頁/共38頁 第18頁/共38頁 + - + - V1V2 i1i2 理想變壓器方程 1212

10、/nnVV 2112/nnii 第19頁/共38頁 + - + - V1 V2 i1 i2 n1:n2 (n2/n1)i2 imp 1212/nnVV 2 1 2 1i n n iimp dt LV p mp m 1 di 第20頁/共38頁 + - + - V1 V2 i1 i2 n1:n2 (n2/n1)i2 imp Ll1Ll2 Lmp dt tdi L n n dt tdi LLtVmpmpl )()( )()( 2 1 21 11 dt tdi Lmp n n L dt tdi L n n tVlmp )( )( )( )( 2 2 1 2 2 1 1 2 2 電路方程式 第21頁/

11、共38頁 (min) )( (max) dc fo V VVN D f dc VVo DV N (max)(min) (max) )( (min) dc fo V VVN D 第22頁/共38頁 4 6 )( )( 10*max2 *cm JKFsBrBm DPo AcWa 第23頁/共38頁 c s ABrBm TDVdc Np )( (max)(min) BsatBr NpA TDVdc Bm c s (max)(min) N Np Ns 第24頁/共38頁 第25頁/共38頁 第26頁/共38頁 (max) )( (min) dc fo V VVN D (min) )( (max) dc

12、 fo V VVN D 第27頁/共38頁 )(22 1 2 1o o o oI N N I I TDVV LoL fo min)1)( )(Im 1 2 21 No No ooIIax )(Im 2 I pkaxI 第28頁/共38頁 2 2 LIpk Eng )( * 10*2 * 4 4 cm JkB Eng AcWaAp um AL Lo NNLos*10001 1 2 101 202 )( )( s s d d N N VV VV 第29頁/共38頁 第30頁/共38頁 第31頁/共38頁 第32頁/共38頁 Lp TsDVdc N IoIo ID max(min)(min)(max) 第33頁/共38頁 (max)*)(Vdc Np Ns Vrrm max(max)(DIoavgIo (min)(max)IoIoIFSM 第34頁/共38頁 (max)*)(Vdc Np Ns Vr