DC-DC變換技術(shù)模板課件

第5章DC-DC變換技術(shù)§5.1概述§5.2DC-DC變換器的基本電路拓?fù)洹?.3帶變壓器隔離的DC-DC變換器原理§5.4PWM控制器原理返回1感謝您的觀看2019年6月16第5章DC-DC變換技術(shù)§5.1概述返回1感謝您的觀看§5.1概述將一個(gè)不受控制的輸入直流電壓變換成為另一個(gè)受控的輸出直流電壓稱之為DC-DC變換。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)電子設(shè)備的要求是：①性能更加可靠；②功能不斷增加；③使用更加方便；④體積日益減小。這些使DC-DC變換技術(shù)變得更加重要。目前，DC-DC變換器在計(jì)算機(jī)、航空、航天、水下行器、通信及電視等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，同時(shí)，這些應(yīng)用也促進(jìn)了DC-DC變換技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。實(shí)現(xiàn)DC-DC變換有兩種模式，一種是線性調(diào)節(jié)模式(LinearRegulator)，另一種是開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)模式（SwitchingRegulator）。2感謝您的觀看2019年6月16§5.1概述將一個(gè)不受控制的輸入直流電壓變換成為另一個(gè)受1、兩種調(diào)節(jié)模式及比較線性調(diào)節(jié)器模式如圖5-1a所示，在這種模式中晶體管工作在線性工作區(qū)，其輸出電壓為。晶體管模型可以用可調(diào)電阻RT等效，其等效電路如圖5-1b所示。顯然晶體管功率損耗為。開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)模式如圖5-2a所示，其等效電路和輸出電壓如圖5-2b、5-2c所示。假設(shè)：晶體管關(guān)斷時(shí)，；晶體管導(dǎo)通時(shí)；則該晶體管為理想開(kāi)關(guān)（Idealswitch），在理想開(kāi)關(guān)情況下，晶體管損耗為零。兩種模式的電源方塊圖如圖5-3a和圖5-3b所示。3感謝您的觀看2019年6月161、兩種調(diào)節(jié)模式及比較3感謝您的觀看2019年6月16

圖5-1a線性調(diào)節(jié)器模式b等效電路圖5-2a開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)模式圖5-2b等效電路圖5-2c輸出電壓4感謝您的觀看2019年6月16圖5-1a線性調(diào)節(jié)器模式

a線性模式電源框圖b開(kāi)關(guān)模式電源(SMPS:Switch-modepowersupply)框圖圖5-3線性電源和開(kāi)關(guān)電源框圖5感謝您的觀看2019年6月16a線性模式電源框圖b開(kāi)關(guān)模式電源(SMPS:Swit開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)模式與線性調(diào)節(jié)模式相比具有明顯的特點(diǎn)：1、功耗小、效率高。在DC-DC變換中，電力半導(dǎo)體器件工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，工作頻率很高，目前這個(gè)工作頻率已達(dá)到數(shù)百甚至1000KHz，這使電力半導(dǎo)體器件功耗減少、效率大幅度提高。2、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(shí)，由于效率提高，散熱器體積也減小。還由于DC-DC變換無(wú)笨重的工頻變壓器，所以DC-DC變換體積小、重量輕。3、穩(wěn)壓范圍寬。目前DC-DC變換中基本使用脈寬調(diào)制（PWM）技術(shù)，通過(guò)調(diào)節(jié)脈寬來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓，對(duì)輸入電壓變化也可調(diào)節(jié)脈寬來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償，所以穩(wěn)壓范圍寬。由于電力半導(dǎo)體器件工作在高頻開(kāi)關(guān)狀態(tài)，它所產(chǎn)生的電流和電壓會(huì)通過(guò)各種耦合途徑，產(chǎn)生傳導(dǎo)干擾和輻射干擾。目前，許多國(guó)家包括我國(guó)對(duì)電子產(chǎn)品的電磁兼容性和電磁干擾制定了許多強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，任何電子產(chǎn)品如果不符合標(biāo)準(zhǔn)不得進(jìn)入市場(chǎng)。6感謝您的觀看2019年6月16開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)模式與線性調(diào)節(jié)模式相比具有明顯的特點(diǎn)：6感謝您的觀看2DC-DC變換分類(lèi)：

1）按激勵(lì)方式劃分。由于電力半導(dǎo)體器件需要激勵(lì)信號(hào)，按激勵(lì)方式劃分為它激式和自激式兩種方式，它激式DC-DC變換中有專業(yè)的電路產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)控制電力半導(dǎo)體器件開(kāi)關(guān)；自激式變換中電力半導(dǎo)體器件是作為振蕩器的一部分（作為振蕩器的振蕩管）。2）按調(diào)制方式劃分。目前在變換中常使用脈寬調(diào)制和頻率調(diào)制兩種方式，脈寬調(diào)制PWM（pulsewidthmodulation）是電力半導(dǎo)體器件工作頻率保持不變，通過(guò)調(diào)整脈沖寬度達(dá)到調(diào)整輸出電壓。頻率調(diào)制PFM（pulsefrequentmodulation）是保持開(kāi)通時(shí)間不變，通過(guò)調(diào)節(jié)電力半導(dǎo)體器件開(kāi)關(guān)工作頻率達(dá)到調(diào)整輸出電壓。頻率調(diào)制在DC-DC變換器設(shè)計(jì)中由于易產(chǎn)生諧波干擾、且濾波器設(shè)計(jì)困難。脈寬調(diào)制與頻率調(diào)制相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，目前在DC-DC變換中占據(jù)主導(dǎo)地位。還有混合式，即在某種條件下使用脈寬調(diào)制（PWM），在另一條件下使用頻率調(diào)制（PFM）。3）按儲(chǔ)能電感與負(fù)載連接方式劃分。可分為串聯(lián)型和并聯(lián)型兩種。儲(chǔ)能電感串聯(lián)在輸入輸出之間稱之為串聯(lián)型；儲(chǔ)能電感并聯(lián)在輸出與輸入之間稱之為并聯(lián)型。7感謝您的觀看2019年6月162DC-DC變換分類(lèi)：7感謝您的觀看2019年6月164）按電力半導(dǎo)體器件在開(kāi)關(guān)過(guò)程中是否承受電壓、電流應(yīng)力劃分。可分為硬開(kāi)關(guān)和軟開(kāi)關(guān)。所謂軟開(kāi)關(guān)是指電力半導(dǎo)體器件在開(kāi)關(guān)過(guò)程中承受零電壓（ZVS）或零電流（ZIS）。5）按輸入輸出電壓大小劃分?？煞譃榻祲盒秃蜕龎盒汀?）按輸入與輸出之間是否有電氣隔離劃分?？煞譃楦綦x型和不隔離型。隔離型DC-DC變換器按電力半導(dǎo)體器件的個(gè)數(shù)可分為：?jiǎn)喂蹹C-DC變換器[單端正激（Forward）、單端反激(Flyback)]；雙管DC-DC變換器[雙管正激(Doubletransistorforwardconverter)、雙管反激（Doubletransistorflybackconverter）、推挽電路（Push-pullconverter）和半橋電路（Half-bridgeconverter）等]；四管DC-DC變換器即全橋DC-DC變換器（Full-bradgeconverter）。不隔離型主要有降壓式（Buck）變換器、升壓式（Boost）變換器、升降壓式（Buck-Boost）變換器、Cuk變換器、Zeta變換器、Sepic變換器等。8感謝您的觀看2019年6月164）按電力半導(dǎo)體器件在開(kāi)關(guān)過(guò)程中是否承受電壓、電流應(yīng)力劃分。3、DC-DC變換器的要求及主要技術(shù)指標(biāo)

1）輸入?yún)?shù)：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；2）輸出參數(shù)：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(wěn)壓精度。輸出電壓穩(wěn)壓精度，包括兩個(gè)內(nèi)容:負(fù)載調(diào)整率，即負(fù)載效應(yīng)。指當(dāng)負(fù)載在0-100%額定電流范圍內(nèi)變化時(shí)，輸出電壓的變化量與輸出電壓額定值的比值。源效應(yīng)是指當(dāng)輸入電壓在規(guī)定范圍內(nèi)變化時(shí)，輸出電壓的變化量與輸出電壓額定值的比值。效率輸出電壓紋波有效值和峰-峰值比功率（功率/重量）,是表征小型化的重要指標(biāo)。返回9感謝您的觀看2019年6月163、DC-DC變換器的要求及主要技術(shù)指標(biāo)返回9感謝您的觀看§5.2DC-DC變換器的基本電路1、Buck電路Buck電路又稱為串聯(lián)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電路，或降壓斬波電路。Buck變換器原理圖如圖5-5a所示。它有兩種基本工作模式，即電感電流連續(xù)模式CCM和電感電流斷續(xù)模式。電感電流連續(xù)是指輸出濾波電感電流總是大于零，電感電流斷續(xù)是指在開(kāi)關(guān)管關(guān)斷期間有一段時(shí)間電感電流為零，這兩種狀態(tài)之間有一個(gè)臨界狀態(tài)，即在開(kāi)關(guān)管關(guān)斷末期電感電流剛好為零。電感電流連續(xù)時(shí)，Buck變換器存在兩種開(kāi)關(guān)狀態(tài)；電感電流斷續(xù)時(shí)，Buck變換器存在三種開(kāi)關(guān)狀態(tài)；如圖5-5b、c、d所示。

10感謝您的觀看2019年6月16§5.2DC-DC變換器的基本電路1、Buck電路1圖5-5Buck變換器原理圖及不同開(kāi)關(guān)狀態(tài)下的等效電路圖11感謝您的觀看2019年6月16圖5-5Buck變換器原理圖及不同開(kāi)關(guān)狀態(tài)下的等效電路圖將圖5-6所示的方波信號(hào)加到功率半導(dǎo)體器件的控制極，功率半導(dǎo)體器件在控制信號(hào)激勵(lì)下，周期性的開(kāi)關(guān)。通過(guò)電感中的電流iL是否連續(xù)取決于開(kāi)關(guān)頻率、濾波電感和電容的數(shù)值。電感電流iL連續(xù)條件下其工作波形如圖5-6a所示。電路穩(wěn)定狀態(tài)下的工作分析如下：1）電感電流連續(xù)模式CCM（Continuouscurrentmode）12感謝您的觀看2019年6月16將圖5-6所示的方波信號(hào)加到功率半導(dǎo)體器件的控制極，功率半導(dǎo)圖5-6Buck電路圖各點(diǎn)波形13感謝您的觀看2019年6月16圖5-6Buck電路圖各點(diǎn)波形13感謝您的觀看2019年開(kāi)關(guān)狀態(tài)1：Q導(dǎo)通t=0時(shí)刻，Q管被激勵(lì)導(dǎo)通，二極管D中的電流迅速轉(zhuǎn)換到Q管。二極管D被截止，等效電路如圖5-5b所示，這時(shí)電感上的電壓為：若VO在這期間保持不變，則有：顯然即導(dǎo)通過(guò)程的電流變化：14感謝您的觀看2019年6月16開(kāi)關(guān)狀態(tài)1：Q導(dǎo)通14感謝您的觀看2019年6月16開(kāi)關(guān)狀態(tài)2：Q關(guān)斷t=ton時(shí)刻，Q關(guān)斷，儲(chǔ)能電感中的電流不能突變，于是電感L兩端產(chǎn)生了與原來(lái)電壓極性相反的自感電動(dòng)勢(shì)，該電動(dòng)勢(shì)使二極管D正向偏置，二極管D導(dǎo)通，儲(chǔ)能電感中儲(chǔ)存的能量通過(guò)二極管D向負(fù)載供電，二極管D的作用是續(xù)流，這就是二極管D被稱為續(xù)流二極管的原因。等效電路如圖5-5c所示，這時(shí)電感上的電壓為：顯然即關(guān)斷過(guò)程的電流變化：15感謝您的觀看2019年6月16開(kāi)關(guān)狀態(tài)2：Q關(guān)斷15感謝您的觀看2019年6月16顯然，只有Q管導(dǎo)通期間（ton內(nèi)）電感L增加的電流等于Q管截止期間（toff時(shí)間內(nèi)）減少的電流，這樣電路才能達(dá)到平衡，才能保證儲(chǔ)能電感L中一直有能量，才能不斷地向負(fù)載提供能量和功率。

考慮到和，可得因此，Buck電路輸出電壓平均值與占空比δ成正比，δ從0變到1，輸出電壓從0變到,且輸出電壓最大值不超過(guò)輸入電壓。16感謝您的觀看2019年6月16顯然，只有Q管導(dǎo)通期間（ton內(nèi)）電感L增加的電流等于Q管截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(shí)際上就是輸出電壓的紋波電壓，的波形如圖5-6a所示。因?yàn)椋?dāng)時(shí)，C充電，輸出電壓vo升高；當(dāng)時(shí)，C放電，輸出電壓vo下降，假設(shè)負(fù)載電流io的脈動(dòng)量很小而可以忽略，則，即電感的峰峰脈動(dòng)電流即為電容C充放電電流。電容充電電荷量即電流曲線與橫軸所圍的面積17感謝您的觀看2019年6月16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(shí)際上

由式可知，降低紋波電壓，除與輸入輸出電壓有關(guān)外，增大儲(chǔ)能電感L和濾波電容C可以起到顯著效果，提高電力半導(dǎo)體器件的工作頻率也能收到同樣的效果。在已知、Vd、Vo和f的情況下根據(jù)上述公式可以確定C和L的值。設(shè)負(fù)載阻抗，則電感平均電流為：電感電流的最大值：

電感電流的最小值：18感謝您的觀看2019年6月1618感謝您的觀看2019年6月16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(dāng)電感量小到一定值時(shí)，在t=T時(shí)刻，電感L中儲(chǔ)藏的能量剛剛釋放完畢，這時(shí)，此時(shí)的電感量被稱為臨界電感，當(dāng)儲(chǔ)能電感L的電感量小于臨界電感時(shí)，電感中電流就發(fā)生斷續(xù)現(xiàn)象。LC即為臨界電感值，式中RL為負(fù)載電阻。19感謝您的觀看2019年6月16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2）電感電流斷續(xù)工作方式（Discontinuouscurrentmode）圖5-6b給出了電感電流斷續(xù)時(shí)的工作波形，它有三種工作狀態(tài)：①Q(mào)導(dǎo)通，電感電流iL從零增長(zhǎng)到；②Q關(guān)斷，二極管D續(xù)流，iL從降到零；③Q和D均截止，在此期間iL保持為零，負(fù)載電流由輸出濾波電容供電。這三種工作狀態(tài)對(duì)應(yīng)三種不同的電路結(jié)構(gòu)，如圖5-2b、c、d所示。Q導(dǎo)通期間，電感電流從零開(kāi)始增長(zhǎng)，其增長(zhǎng)量為Q截止后，電感電流從最大值線性下降，在時(shí)刻下降到零，其減小量為：20感謝您的觀看2019年6月162）電感電流斷續(xù)工作方式（Discontinuouscur電感電流增長(zhǎng)量和電感電流減小量在穩(wěn)態(tài)時(shí)應(yīng)相等：電感電流連續(xù)時(shí)，，電感電流斷續(xù)時(shí)，。變換器輸出電流等于電感電流平均值：上式表明，電感電流斷續(xù)時(shí)，不僅與占空比有關(guān)，而且與負(fù)載電流有關(guān)。21感謝您的觀看2019年6月16電感電流增長(zhǎng)量和電感電流減小量在穩(wěn)態(tài)時(shí)應(yīng)相等：21感謝您的觀Buck電路MATLAB仿真22感謝您的觀看2019年6月16Buck電路MATLAB仿真22感謝您的觀看2019年6月123感謝您的觀看2019年6月1623感謝您的觀看2019年6月1624感謝您的觀看2019年6月1624感謝您的觀看2019年6月16BUCK變換器設(shè)計(jì)步驟選擇續(xù)流二極管D。續(xù)流二極管選用快恢復(fù)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。選擇開(kāi)關(guān)管工作頻率。最好工作頻率大于20KHZ，以避開(kāi)音頻噪聲。工作頻率提高可以減小L、C，但開(kāi)關(guān)損耗增大，因此效率減小。開(kāi)關(guān)管可選方案：MOSFET、IGBT、GTR。占空比選擇。為保證當(dāng)輸入電壓發(fā)生波動(dòng)時(shí)，輸出電壓能夠穩(wěn)定，占空比一般選0.7左右。確定臨界電感。，電感選取一般為臨界電感的10倍。確定電容。電容耐壓必須超過(guò)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(jì)算：電流波形為三角形，三角形高為，底寬為，因此電容電流有效值為：根據(jù)紋波要求，確定電容容量。確定連接導(dǎo)線。確定導(dǎo)線必須計(jì)算電流有效值（RMS）,電感電流有效值由下式給出：

由電流有效值確定導(dǎo)線截面積，由工作頻率確定穿透深度（當(dāng)導(dǎo)線為圓銅導(dǎo)線時(shí)，穿透深度為：），然后確定線徑和導(dǎo)線根數(shù)。25感謝您的觀看2019年6月16BUCK變換器設(shè)計(jì)步驟25感謝您的觀看2019年6月162、Boost電路

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(xù)和斷續(xù)兩種工作方式，電感電流連續(xù)時(shí)，存在兩種開(kāi)關(guān)狀態(tài)；電感電流斷續(xù)時(shí)，存在三種開(kāi)關(guān)狀態(tài)。電路穩(wěn)定狀態(tài)下的工作分析如下：26感謝您的觀看2019年6月162、Boost電路26感謝您的觀看2019年6月16圖5-7Boost電路及不同開(kāi)關(guān)狀況下等效電路27感謝您的觀看2019年6月16圖5-7Boost電路及不同開(kāi)關(guān)狀況下等效電路27感謝您圖5-8Boost電路各點(diǎn)工作波形28感謝您的觀看2019年6月16圖5-8Boost電路各點(diǎn)工作波形28感謝您的觀看2011)電感電流連續(xù)模式CCM（Continuouscurrentmode）開(kāi)關(guān)狀態(tài)1：Q導(dǎo)通Q管導(dǎo)通，輸入電壓加到儲(chǔ)能電感L兩端，二極管D被反向截止，等效電路如圖5-7b所示，流過(guò)電感的電流：開(kāi)關(guān)狀態(tài)2：Q截止Q管截止，二極管正向偏置而導(dǎo)通，等效電路如圖5-7c所示電源功率和儲(chǔ)存在L中的能量通過(guò)二極管D輸送給負(fù)載和濾波電容C。此時(shí)流過(guò)電感的電流為：29感謝您的觀看2019年6月161)電感電流連續(xù)模式CCM（Continuouscurr顯然，只有Q管導(dǎo)通期間（內(nèi)）儲(chǔ)能電感L增加的電流等于Q管截止期間（內(nèi)）減少的電流，這樣電路才能達(dá)到平衡，才能保證儲(chǔ)能電感中一直有能量，才能不斷地向負(fù)載提供能量和功率。解得：表明BoostDC-DC變換器是一個(gè)升壓電路，當(dāng)占空比從零變到1時(shí)，輸出電壓從變到任意大。設(shè)負(fù)載阻抗Z=RL，從能量守恒定律出發(fā)，輸出電流IO=VO/RL，電感平均電流即為輸入電流IL=Ii：30感謝您的觀看2019年6月16顯然，只有Q管導(dǎo)通期間（內(nèi)）儲(chǔ)能電感L增加的電流等于Q管截止電感電流的最大值：電感電流的最小值：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(dāng)電感量小到一定值時(shí)，在t=T時(shí)刻，電感L中儲(chǔ)藏的能量剛剛釋放完畢，這時(shí)，此時(shí)的電感量被稱為臨界電感，當(dāng)儲(chǔ)能電感L的電感量小于臨界電感時(shí)，電感中電流就發(fā)生斷續(xù)現(xiàn)象。31感謝您的觀看2019年6月16電感電流的最大值：31感謝您的觀看2019年6月16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(shí)際上就是輸出電壓的紋波電壓，的波形如圖5-8a所示。若忽略負(fù)載電流脈動(dòng)，則在導(dǎo)通期間電容泄放電荷量應(yīng)等于在關(guān)斷期間電容充電電荷量，反映了電容峰-峰電壓脈動(dòng)量：由此可知，降低紋波電壓，除與輸出電壓有關(guān)外，增大濾波電容C可以起到顯著效果，提高電力半導(dǎo)體器件的工作頻率也能收到同樣的效果。32感謝您的觀看2019年6月16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(shí)際上就是2）電感電流斷續(xù)工作方式（Discontinuouscurrentmode）Boost變換器在電感電流斷續(xù)時(shí)有三種開(kāi)關(guān)狀態(tài)：①Q(mào)導(dǎo)通，電感電流從零增長(zhǎng)到；②Q關(guān)斷，二極管D續(xù)流，電感電流從降到零；③Q和D均截止，電感電流保持為零，負(fù)載由輸出濾波電容供電。這三種工作狀態(tài)的等效電路如圖5-7b、c、d所示。Q導(dǎo)通期間，電感電流從零開(kāi)始增長(zhǎng)，其增長(zhǎng)量為：Q截止后，電感電流從線性下降，并在時(shí)刻下降到零，即：33感謝您的觀看2019年6月162）電感電流斷續(xù)工作方式（Discontinuouscur式中，電感電流斷續(xù)時(shí)若t=toff時(shí)電流恰好等于零，兩邊各自相加除以2得即臨界電感電感電流臨界連續(xù)時(shí)的平均值34感謝您的觀看2019年6月1634感謝您的觀看2019年6月1635感謝您的觀看2019年6月1635感謝您的觀看2019年6月1636感謝您的觀看2019年6月1636感謝您的觀看2019年6月1637感謝您的觀看2019年6月1637感謝您的觀看2019年6月163、Buck-Boost電路

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性相反，輸入為正時(shí)輸出為負(fù)，在Buck和Boost變換器中存在一個(gè)能量從電源流入負(fù)載的期間，而在Buck-Boost變換器中，能量首先儲(chǔ)存在電感中，然后再由電感向負(fù)載釋放能量。

38感謝您的觀看2019年6月163、Buck-Boost電路38感謝您的觀看2019年6圖5-9Buck-Boost電路原理圖39感謝您的觀看2019年6月16圖5-9Buck-Boost電路原理圖39感謝您的觀看201、電感電流連續(xù)模式CCM（Continuouscurrentmode）在電感電流連續(xù)條件下，工作于圖5-9b、c所示的兩種狀態(tài)。狀態(tài)1：Q導(dǎo)通Q管導(dǎo)通，二極管D反偏關(guān)斷，能量從輸入電源流入，并存儲(chǔ)在電感L中，L上的電壓上正下負(fù)，等于輸入電壓，此時(shí)負(fù)載電流由慮波電容C提供，等效電路如圖5-9b所示。在ton期間內(nèi)電感電流的增量為：40感謝您的觀看2019年6月161、電感電流連續(xù)模式CCM（Continuouscurre狀態(tài)2：Q關(guān)斷在t=ton時(shí)刻，Q關(guān)斷，由于電感中電流不能突變，L上呈現(xiàn)的感應(yīng)電勢(shì),當(dāng)該感應(yīng)電勢(shì)超過(guò)輸出電壓VO時(shí)，二極管導(dǎo)通，電感L上存儲(chǔ)的能量通過(guò)D向負(fù)載和電容C釋放，補(bǔ)充了電容C在ton期間損失的能量，負(fù)載電壓極性與輸入電壓極性相反，等效電路如圖5-9c所示，波形如圖5-10a所示。電流按線性規(guī)律直線下降，電感電流的減少量為顯然，電路平衡時(shí)，才能保證儲(chǔ)能電感L中一直有能量，才能不斷地向負(fù)載提供能量和功率。因此電流在開(kāi)通和關(guān)斷期間變化相等，得輸出電壓平均值改變占空比就能獲得所需的輸出電壓。41感謝您的觀看2019年6月16狀態(tài)2：Q關(guān)斷41感謝您的觀看2019年6月16當(dāng)時(shí)，；當(dāng)時(shí)，，為升壓型；當(dāng)時(shí)，，為降壓型。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，容許輸入電壓有較大的變化都能夠工作。假設(shè)電路中所有的器件為理想開(kāi)關(guān)，即變換器無(wú)功率損耗，輸入功率等于輸出功率，負(fù)載阻抗：由于輸入平均電流與電感平均電流有以下關(guān)系42感謝您的觀看2019年6月16當(dāng)時(shí)，；42感謝您的觀看2019年6因此有：電感電流的最大值：

電感電流的最小值：當(dāng)電感電流的最小值為零時(shí)，電感為臨界電感：電容上的峰-峰脈動(dòng)電壓求法同Boost電路一樣，可得：43感謝您的觀看2019年6月16因此有：43感謝您的觀看2019年6月16Q管截止時(shí)承受的反向電壓為：Q管開(kāi)通時(shí)，加于二極管D上的反向電壓為44感謝您的觀看2019年6月16Q管截止時(shí)承受的反向電壓為：44感謝您的觀看2019年6月12）電感電流斷續(xù)工作方式（Discontinuouscurrentmode）圖5-10b給出了電感電流斷續(xù)工作時(shí)的主要波形，此時(shí)Book-Boost變換器有三種開(kāi)關(guān)狀態(tài)，①Q(mào)導(dǎo)通，電感電流從零增長(zhǎng)到最大值；②Q關(guān)斷，二極管續(xù)流，電感電流從最大值降到零；③Q和D均截止，電感電流保持為零，負(fù)載由輸出濾波電容供電。這三種工作狀態(tài)的等效電路如圖5-9b、c、d所示。Q導(dǎo)通期間，電感電流從零開(kāi)始增長(zhǎng)，其增長(zhǎng)量為：Q截止后，電感電流線性下降，并在時(shí)刻下降到零，即：45感謝您的觀看2019年6月162）電感電流斷續(xù)工作方式（Discontinuouscur因此有：式中，電感電流斷續(xù)時(shí)若t=toff時(shí)電流恰好等于零:兩邊各自相加后除以2得電感電流臨界連續(xù)時(shí)的平均值

46感謝您的觀看2019年6月16因此有：46感謝您的觀看2019年6月16BUCK-BOOST電路MATLAB仿真47感謝您的觀看2019年6月16BUCK-BOOST電路MATLAB仿真47感謝您的觀看2048感謝您的觀看2019年6月1648感謝您的觀看2019年6月1649感謝您的觀看2019年6月1649感謝您的觀看2019年6月164、Cuk電路由于Buck-Boost變換器的電感L在中間，其輸入和輸出電流的脈動(dòng)都很大。針對(duì)這一缺點(diǎn)，美國(guó)加州理工大學(xué)的SlobdanCuk教授提出了單管Cuk變換器，該變換器使用了兩個(gè)電感，一個(gè)在輸入端，一個(gè)在輸出端，從而減小了電流脈動(dòng)。Cuk變換器的電路形式如圖5-11a所示，在負(fù)載電流連續(xù)的條件下，工作波形圖如圖5-12a所示，其中L1、L2為儲(chǔ)能電感，Q為功率開(kāi)關(guān)管，D為續(xù)流二極管，C1為傳輸能量的耦合電容，C2為濾波電容。Cuk變換器能夠提供一個(gè)反極性、不隔離的輸出電壓，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(xù)的、非脈動(dòng)的，這些特點(diǎn)使Cuk變換器有著廣闊的應(yīng)用前景。50感謝您的觀看2019年6月164、Cuk電路50感謝您的觀看2019年6月16圖5-11Cuk變換器電路原理圖及等效電路51感謝您的觀看2019年6月16圖5-11Cuk變換器電路原理圖及等效電路51感謝您的觀圖5-12CUK變換器工作波形52感謝您的觀看2019年6月16圖5-12CUK變換器工作波形52感謝您的觀看2019年6模式1：Q導(dǎo)通Q導(dǎo)通，L1儲(chǔ)能，C1電容上的電壓使D反偏置，電容通過(guò)負(fù)載Z和L2傳輸能量，負(fù)載獲得反極性電壓，L2、C2儲(chǔ)能。由電路可知，在這種電路結(jié)構(gòu)中，Q管和二極管D是同步工作的，Q導(dǎo)通，D截止；Q截止，D導(dǎo)通。L1的電流增量為：從輸出回路來(lái)看，在ton期間，C1供電，L2儲(chǔ)能，若C1的足夠大，可忽略C1上的壓降，則L2上的電壓為，L2中的電流以的速率線性上升，在ton期間，L2的電流增量為：

53感謝您的觀看2019年6月16模式1：Q導(dǎo)通53感謝您的觀看2019年6月16模式2：Q關(guān)斷

在toff期間，Q截止，D導(dǎo)通，電容C1被充電，L1通過(guò)C1和D向C1充電儲(chǔ)能，同時(shí)L2向負(fù)載釋放能量，在這種電路結(jié)構(gòu)中，無(wú)論在ton期間還是在toff期間都從輸入向負(fù)載傳輸能量，只要電感L1、L2和電容C1足夠大，輸入輸出電流基本上是平滑的。在toff期間C1充電，在ton期間C1向負(fù)載放電，可見(jiàn)C1起著傳遞能量的作用。在toff期間，L1釋放能量，L1上的壓降，L1中的電流以的速率線性下降，L1的電流減量為：54感謝您的觀看2019年6月16模式2：Q關(guān)斷54感謝您的觀看2019年6月16從輸出回路來(lái)看，在toff期間，由于D導(dǎo)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：在穩(wěn)定狀態(tài)下，電感L1電流變化量應(yīng)相等L2中電流變化量應(yīng)相等

55感謝您的觀看2019年6月16從輸出回路來(lái)看，在toff期間，由于D導(dǎo)通，L2釋放能量，則若C1足夠大，在導(dǎo)通、截止期間上的電壓可認(rèn)為近似不變（只有很小的頂降），則有假設(shè)電路中所有的器件為理想開(kāi)關(guān)，即變換器無(wú)功率損耗，輸入功率等于輸出功率，負(fù)載阻抗Z=RL，輸入平均電流Ii即為電感L1平均電流IL156感謝您的觀看2019年6月16若C1足夠大，在導(dǎo)通、截止期間上的電壓可認(rèn)為近似不變（只有很電感L1電流的最大值：

電感L1電流的最小值：

臨界電感：

輸出平均電流即電感L2的平均電流：L2電感電流的最大值：57感謝您的觀看2019年6月16電感L1電流的最大值：57感謝您的觀看2019年6月16電感電流的最小值：臨界電感：下面來(lái)看電容C2的峰-峰脈動(dòng)電壓。假設(shè)負(fù)載電流的脈動(dòng)量很小而可以忽略，即電感的峰-峰脈動(dòng)電流即為電容充放電電流。58感謝您的觀看2019年6月16電感電流的最小值：58感謝您的觀看2019年6月16CUK電路MATLAB仿真59感謝您的觀看2019年6月16CUK電路MATLAB仿真59感謝您的觀看2019年6月1660感謝您的觀看2019年6月1660感謝您的觀看2019年6月16返回61感謝您的觀看2019年6月16返回61感謝您的觀看2019年6月16§5.3隔離的DC-DC變換器原理在實(shí)際應(yīng)用中，有許多場(chǎng)合需要輸出電壓和輸入電壓隔離，或需要多路輸出，此時(shí)需要高頻變壓器來(lái)完成這些功能。1、單端DC-DC變換器原理及設(shè)計(jì)

上一節(jié)介紹的四種基本類(lèi)型的變換器加上變壓器隔離后，可以引申出各種類(lèi)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。62感謝您的觀看2019年6月16§5.3隔離的DC-DC變換器原理在實(shí)際應(yīng)用中，有許多場(chǎng)合1）Fly-back（單端反激）變換器原理

Fly-back（單端反激）變換器原理圖如圖5-13所示。在工作過(guò)程中，變壓器起了儲(chǔ)能電感的作用，實(shí)際上是耦合電感，用普通導(dǎo)磁材料作鐵芯時(shí)，鐵芯必須留有氣隙，保證在最大負(fù)載電流時(shí)鐵芯不會(huì)飽和。Fly-back（單端反激）變換器由于電路簡(jiǎn)單，所用器件少，適于多路輸出場(chǎng)合應(yīng)用。圖5-13Fly-back變換器原理63感謝您的觀看2019年6月161）Fly-back（單端反激）變換器原理圖5-13Fl和BOOST變換器一樣，F(xiàn)ly-back（單端反激）變換器也有電流連續(xù)和斷續(xù)兩種工作方式，僅僅是連續(xù)和斷續(xù)的定義不同。BOOST變換器只有一個(gè)電感，F(xiàn)ly-back變換器是耦合電感，對(duì)原邊繞組的自感來(lái)講，它的電流不可能連續(xù)，因?yàn)楣β示w管斷開(kāi)后電流必然為零，這時(shí)必然在次級(jí)繞組的自感中引起電流，故對(duì)Fly-back變換器來(lái)講，電流連續(xù)是指變壓器兩個(gè)繞組的合成安匝在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期中不為零，與此相反即為電流斷續(xù)。64感謝您的觀看2019年6月16和BOOST變換器一樣，F(xiàn)ly-back（單端反激）變換器也開(kāi)關(guān)狀態(tài)1：Q導(dǎo)通等效電路如圖5-14a所示，在時(shí)，功率晶體管的門(mén)極被激勵(lì)而導(dǎo)通時(shí)，輸入電壓加到變壓器的初級(jí)繞組兩端，由于變壓器對(duì)應(yīng)的極性，次級(jí)繞組下正上負(fù)，二極管截止，次級(jí)繞組中沒(méi)有電流流過(guò)，負(fù)載電流由濾波電容提供。此時(shí)只有變壓器原邊繞組工作，變壓器相當(dāng)于一個(gè)電感，設(shè)繞組N1的電感量為L(zhǎng)1，繞組N2的電感量為L(zhǎng)2，則管導(dǎo)通期間流過(guò)初級(jí)繞組N1的電流為：

圖5-14Fly-back變換器不同開(kāi)關(guān)狀態(tài)的等效電路圖65感謝您的觀看2019年6月16開(kāi)關(guān)狀態(tài)1：Q導(dǎo)通圖5-14Fly-back變換器不同開(kāi)t=ton時(shí)，電流ip達(dá)到最大值ipmax

t=ton時(shí)，功率晶體管Q截止，如圖2-14b所示，原邊繞組開(kāi)路，次級(jí)繞組的電壓極性上正下負(fù)，二極管D導(dǎo)通，導(dǎo)通期間儲(chǔ)存在變壓器中的能量通過(guò)二極管向負(fù)載釋放，同時(shí)向電容充電。此時(shí)變壓器只有副邊繞組工作，Q管截止期間流過(guò)次級(jí)繞組的電流為：t=T時(shí)，副邊電流is達(dá)到最小值：

66感謝您的觀看2019年6月16t=ton時(shí)，電流ip達(dá)到最大值ipmax66感謝您的觀看2t=T時(shí)刻，Ismin=0表示導(dǎo)通期間儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能量剛好釋放完畢；Ismin>0表示導(dǎo)通期間儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能量還沒(méi)有釋放完；Ismin<0表示導(dǎo)通期間儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能量還沒(méi)有到時(shí)刻就已經(jīng)釋放完畢，事實(shí)上，Ismin不可能小于零，導(dǎo)通期間儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能量釋放完畢后Ismin=0。上述三種情況即Fly-back變換器的三種工作狀態(tài)：連續(xù)狀態(tài)、臨界狀態(tài)和斷續(xù)狀態(tài)。67感謝您的觀看2019年6月16t=T時(shí)刻，Ismin=0表示導(dǎo)通期間儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能量剛好釋放1）臨界狀態(tài)t=T即時(shí)刻，繞組N2中的電流is正好下降到零。在下一個(gè)周期重新導(dǎo)通時(shí)，N1中的電流ip也從零開(kāi)始按的規(guī)律線性上升，這時(shí)磁化電流處于臨界狀態(tài)。2)不連續(xù)狀態(tài)當(dāng)Q的截止時(shí)間toff比繞組N2中電流is衰減到零所需的時(shí)間更長(zhǎng)時(shí)：68感謝您的觀看2019年6月161）臨界狀態(tài)68感謝您的觀看2019年6月16圖5-15Fly-back變換器變壓器中的初、次級(jí)電流、磁通及初級(jí)電壓波形69感謝您的觀看2019年6月16圖5-15Fly-back變換器變壓器中的初、次級(jí)電流、磁即t=T時(shí)刻，繞組中的電流和變壓器的磁通早已衰減到零，在下一個(gè)周期Q重新導(dǎo)通時(shí)，N1中的電流ip和變壓器磁通都從零開(kāi)始按VIN/L1的規(guī)律線性上升。電流斷續(xù)時(shí)有三種開(kāi)關(guān)狀態(tài)，如圖5-14a、b、c所示，斷續(xù)期間負(fù)載所需能量由電容提供。磁化電流處于斷續(xù)狀態(tài)時(shí)變壓器中的初、次級(jí)電流、磁通及初級(jí)電壓波形如圖5-15b所示。從能量守恒出發(fā)，假定電路中沒(méi)有損耗，輸入的能量都被負(fù)載吸收，在此條件下，推導(dǎo)磁化電流處于斷續(xù)狀態(tài)時(shí)輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系。70感謝您的觀看2019年6月16即t=T時(shí)刻，繞組中的電流和變壓器的磁通早已衰減到零，在下一導(dǎo)通期間存儲(chǔ)在變壓器重的能量為：在一個(gè)周期T的時(shí)間內(nèi)，其輸出能量為：從能量守恒出發(fā)，由下式成立：輸出電壓與負(fù)載阻值成正比，這就是反激式變換器必須在電路中接入固定負(fù)載的原因。71感謝您的觀看2019年6月16導(dǎo)通期間存儲(chǔ)在變壓器重的能量為：71感謝您的觀看2019年6現(xiàn)在看一看Q承受的反向耐壓。Q截止時(shí)，D1導(dǎo)通，次級(jí)繞組N2上的電壓近似為輸出電壓VO，此時(shí)繞組N1上感應(yīng)的電壓為因此截止期間，集-射（漏-源）極間承受的電壓為：

即截止期間，集-射（漏-源）極間承受的電壓不僅與輸入電壓還于輸出電壓有關(guān)，而輸出電壓又與負(fù)載阻值成正比，因此，負(fù)載開(kāi)路時(shí)容易損壞管子。72感謝您的觀看2019年6月16現(xiàn)在看一看Q承受的反向耐壓。Q截止時(shí)，D1導(dǎo)通，次級(jí)繞組N23)

連續(xù)狀態(tài)當(dāng)截止時(shí)間toff小于繞組N2中的電流衰減到零所需的時(shí)間時(shí)，即：繞組N2中的電流is大于零,在下一個(gè)周期Q重新導(dǎo)通時(shí)，N1中的電流ip從Ipmin開(kāi)始按VIN/L1的規(guī)律線性上升，這時(shí)磁化電流處于連續(xù)狀態(tài)。電流連續(xù)時(shí)，F(xiàn)ly-back變換器有兩種開(kāi)關(guān)狀態(tài)，如圖5-15a、b所示。磁化電流處于連續(xù)狀態(tài)時(shí)變壓器中的初、次級(jí)電流、磁通及初級(jí)電壓波形如圖5-15a所示。73感謝您的觀看2019年6月163)連續(xù)狀態(tài)73感謝您的觀看2019年6月16變壓器B磁芯中的磁通在Q導(dǎo)通期間隨著變壓器初級(jí)繞組中的電流的增長(zhǎng)而增長(zhǎng)，在截止期間隨著變壓器次級(jí)繞組中的電流減小而減小，設(shè)磁通的最小值為，顯然，大于零，磁通只工作在磁滯回線的一側(cè)，在磁化電流臨界狀態(tài)和不連續(xù)狀態(tài)下對(duì)應(yīng)于剩磁感應(yīng)的磁通。如果在每個(gè)工作周期結(jié)束時(shí)，磁通沒(méi)有回到周期開(kāi)始的出發(fā)點(diǎn)，而是隨著周期的重復(fù)，磁通棘輪式上升，即工作點(diǎn)逐漸上移，電流逐漸增大，鐵芯最終飽和，最終造成損壞，這一過(guò)程是在瞬間完成。因此，每個(gè)周期結(jié)束時(shí)磁通必須回到原來(lái)的位置。從電壓與磁通的關(guān)系出發(fā)，有：74感謝您的觀看2019年6月16變壓器B磁芯中的磁通在Q導(dǎo)通期間隨著變壓器初級(jí)繞組中的Q導(dǎo)通期間：Q截止期間：導(dǎo)通和截止期間磁通的變量應(yīng)相等，有：在磁化電流連續(xù)狀態(tài)下，單端反激式變換器的輸出電壓值取決于匝比、占空比和輸入電壓，與負(fù)載電阻無(wú)關(guān)。當(dāng)占空比等于0.5時(shí)，集射（漏源）承受電壓為兩倍的輸入電壓，當(dāng)占空比小于0.5時(shí)，集射（漏源）承受電壓大于兩倍的輸入電壓。75感謝您的觀看2019年6月16Q導(dǎo)通期間：75感謝您的觀看2019年6月16Ansoft反激電路仿真76感謝您的觀看2019年6月16Ansoft反激電路仿真76感謝您的觀看2019年6月16驅(qū)動(dòng)信號(hào)波形（占空比40%）原邊電流波形原邊電壓波形副邊電流波形副邊電壓波形電源電流（占空比40%）77感謝您的觀看2019年6月16驅(qū)動(dòng)信號(hào)波形（占空比40%）原邊電流波形原邊電壓波形副邊電流2）Forward（單端正激）變換器Forward變換器（單端正激變換器）實(shí)際上是在降壓式BUCK變換器中插入隔離變壓器而成，由于變壓器的磁通只工作在磁滯回線的一側(cè)，因此要遵循磁通復(fù)位的原則，即每個(gè)周期結(jié)束時(shí)變壓器磁通必須回到原來(lái)的位置，也就是說(shuō)，要保證變壓器原邊在導(dǎo)通期間的電壓時(shí)間乘積（伏秒積）與關(guān)斷期間的伏秒積相等。正激變換器變壓器鐵芯的磁復(fù)位有許多方法，在輸入端接復(fù)位繞組是最常用的方法。圖5-16給出了輸入端接復(fù)位繞組的單端正激變換器的主電路。開(kāi)關(guān)管Q按PWM方式工作，D1是輸出整流二極管，D2是續(xù)流二極管，Lf是輸出濾波電感，Cf是輸出濾波電容。變壓器有三個(gè)繞組，W1原邊繞組，W2副邊繞組，W3復(fù)位繞組，符號(hào)*表示繞組同名端。圖5-17是變換器在不同開(kāi)關(guān)狀態(tài)下的等效電路。78感謝您的觀看2019年6月162）Forward（單端正激）變換器78感謝您的觀看2019圖5-16單端正激變換器的主電路79感謝您的觀看2019年6月16圖5-16單端正激變換器的主電路79感謝您的觀看2019圖5-17FORWARD變換器不同開(kāi)關(guān)狀態(tài)下的等效電路80感謝您的觀看2019年6月16圖5-17FORWARD變換器不同開(kāi)關(guān)狀態(tài)下的等效電路8開(kāi)關(guān)管Q導(dǎo)通，電源電壓VIN加在原邊繞組上，變壓器鐵芯磁通φ增加，則變壓器鐵芯磁通增量：由得變壓器原邊電流：式中LM是原邊繞組的勵(lì)磁電感。副邊繞組W2上的電壓為：此時(shí)整流二極管D1導(dǎo)通，續(xù)流二極管D2截止，流過(guò)濾波電感Lf的電流增加：顯然這和BUCK變換器中開(kāi)關(guān)管Q導(dǎo)通時(shí)一樣。81感謝您的觀看2019年6月16開(kāi)關(guān)管Q導(dǎo)通，電源電壓VIN加在原邊繞組上，變壓器鐵芯磁通φ變壓器原邊繞組電流：

Q關(guān)斷，變壓器原邊繞組和副邊繞組中都沒(méi)有電流流過(guò)，此時(shí)變壓器通過(guò)復(fù)位繞組進(jìn)行磁復(fù)位，勵(lì)磁電流iM從復(fù)位繞組W3經(jīng)過(guò)二極管D3回饋到輸入電源中去。此時(shí)整流管D1關(guān)斷，流過(guò)電感Lf電流通過(guò)續(xù)流二極管D2續(xù)流，復(fù)位繞組電壓：變壓器原邊繞組和副邊繞組的電壓分別為：82感謝您的觀看2019年6月16變壓器原邊繞組電流：82感謝您的觀看2019年6月16此時(shí)整流管關(guān)斷，流過(guò)電感Lf電流通過(guò)續(xù)流二極管D2續(xù)流，顯然和BUCK變換器類(lèi)似。在此開(kāi)關(guān)狀態(tài)中，加在Q上的電壓為：電源VIN反向加在復(fù)位繞組W3上，故鐵芯被去磁，鐵芯的磁通φ減?。鸿F芯磁通φ的減小量：式中Tr-ton是去磁時(shí)間。83感謝您的觀看2019年6月16此時(shí)整流管關(guān)斷，流過(guò)電感Lf電流通過(guò)續(xù)流二極管D2續(xù)流，顯然勵(lì)磁電流iM從原邊繞組中轉(zhuǎn)移到復(fù)位繞組中，并開(kāi)始線性減?。涸赥r時(shí)刻，，變壓器完成磁復(fù)位。Q關(guān)斷狀態(tài)中，所有繞組均沒(méi)有電流，它們的電壓為零。濾波電感電流經(jīng)續(xù)流二極管續(xù)流。在此時(shí)Q上的電壓為。由于在正激變換器中磁通必須復(fù)位，得：

整理得：

84感謝您的觀看2019年6月16勵(lì)磁電流iM從原邊繞組中轉(zhuǎn)移到復(fù)位繞組中，并開(kāi)始線性減小：8如果W1>W3，則去磁時(shí)間小于開(kāi)通時(shí)間即開(kāi)關(guān)管的工作占空比。如果W1<W3

，則去磁時(shí)間大于開(kāi)通時(shí)間即開(kāi)關(guān)管的工作占空比。W1>W3，Q管電壓大于2倍輸入電壓；W1<W3，Q管電壓小于2倍輸入電壓。為了充分提高占空比和減小Q兩端電壓，必須折衷選擇。一般選W1=W3，這時(shí)，，而Q管電壓等于2倍輸入電壓。由于單端正激變換器（Forword）變換器實(shí)際上是一個(gè)隔離的BUCK變換器，因此其輸入和輸出關(guān)系為：

主要波形見(jiàn)圖5-18所示。85感謝您的觀看2019年6月16如果W1>W3，則去磁時(shí)間小于開(kāi)通時(shí)間85感謝您的觀看201圖5-18主要波形86感謝您的觀看2019年6月16圖5-18主要波形86感謝您的觀看2019年6月16Ansoft仿真87感謝您的觀看2019年6月16Ansoft仿真87感謝您的觀看2019年6月1688感謝您的觀看2019年6月1688感謝您的觀看2019年6月163)單端變換器的磁復(fù)位技術(shù)使用單端隔離變壓器之后，變壓器磁芯如何在每個(gè)脈動(dòng)工作磁通之后都能恢復(fù)到磁通起始值，這是產(chǎn)生的新問(wèn)題，稱為去磁復(fù)位問(wèn)題。因?yàn)榫€圈通過(guò)的是單向脈動(dòng)激磁電流，如果沒(méi)有每個(gè)周期都作用的去磁環(huán)節(jié)，剩磁通的累加可能導(dǎo)致出現(xiàn)飽和。這時(shí)開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)電流很大；斷開(kāi)時(shí)，過(guò)電壓很高，導(dǎo)致開(kāi)關(guān)器件的損壞。剩余磁通實(shí)質(zhì)是磁芯中仍殘存有能量，如何使此能量轉(zhuǎn)移到別處，就是磁芯復(fù)位的任務(wù)。具體的磁芯復(fù)位線路可以分成兩種：一種是把鐵芯殘存能量自然的轉(zhuǎn)移，在為了復(fù)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；另一種是通過(guò)外加能量的方法強(qiáng)迫鐵芯的磁狀態(tài)復(fù)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性而定。最典型的兩種磁芯磁滯特性曲線如圖5-19所示。89感謝您的觀看2019年6月163)單端變換器的磁復(fù)位技術(shù)89感謝您的觀看2019年6月1圖5-19典型的兩種磁芯磁滯特性曲線90感謝您的觀看2019年6月16圖5-19典型的兩種磁芯磁滯特性曲線90感謝您的觀看201在磁場(chǎng)強(qiáng)度H為零時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的多少是由鐵芯材料決定。圖5-19a的剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br比圖5-19b小，圖5-19a一般是鐵氧體、鐵粉磁芯和非晶合金磁芯，圖5-19b一般為無(wú)氣隙的晶粒取向鎳鐵合金鐵芯。對(duì)于剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br較小的鐵芯，一般使用轉(zhuǎn)移損耗法。轉(zhuǎn)移損耗法有線路簡(jiǎn)單、可靠性高的特點(diǎn)。對(duì)于剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br較高的鐵芯，一般使用強(qiáng)迫復(fù)位法。強(qiáng)迫復(fù)位法線路較為復(fù)雜。簡(jiǎn)單的損耗法磁芯復(fù)位電路是由一只穩(wěn)壓管和二極管組成，穩(wěn)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(lián)，磁芯中殘存能量由于穩(wěn)壓管反向擊穿導(dǎo)通而損耗，它具有兩種功能，既可以限制功率開(kāi)關(guān)管過(guò)電壓又可以消除磁芯殘存能量。在實(shí)際應(yīng)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(gè)電感中也有存儲(chǔ)的能量，因此一般把穩(wěn)壓管和二極管與變壓器原邊繞組并聯(lián)連結(jié)。這種電路只適用于小功率變換器中，如圖5-20所示。

91感謝您的觀看2019年6月16在磁場(chǎng)強(qiáng)度H為零時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的多少是由鐵芯材料決定。圖5-圖5-20將變壓器鐵芯的儲(chǔ)能反饋到變換器的輸出端92感謝您的觀看2019年6月16圖5-20將變壓器鐵芯的儲(chǔ)能反饋到變換器的輸出端92感謝您大功率去磁電路一般使用將變壓器鐵芯的儲(chǔ)能反饋到輸入電源或變換器輸出端。使用這種復(fù)位方法，變壓器鐵芯的儲(chǔ)能幾乎沒(méi)有損耗（或者說(shuō)損耗較?。┳儞Q器變換效率是很高的。圖5-17的復(fù)位繞組就是將變壓器鐵芯的儲(chǔ)能反饋到輸入電源，圖5-20將變壓器鐵芯的儲(chǔ)能反饋到變換器的輸出端。在圖5-20中，穩(wěn)壓管接在變壓器的原邊，如上所述，它有兩種功能，由于消耗在穩(wěn)壓管的能量很小，在這里主要是起箝位作用，鐵芯的儲(chǔ)能通過(guò)連結(jié)在變壓器的副邊二極管D3反饋到變換器輸出端，一般將D3與電容C連結(jié)，如果將D3與高阻抗的電感連結(jié)會(huì)在變壓器的原邊繞組和副邊繞組出現(xiàn)一個(gè)很高的電壓尖峰脈沖。93感謝您的觀看2019年6月16大功率去磁電路一般使用將變壓器鐵芯的儲(chǔ)能反饋到輸入電源或變換圖5-21恒流源復(fù)位94感謝您的觀看2019年6月16圖5-21恒流源復(fù)位94感謝您的觀看2019年6月16當(dāng)變壓器鐵芯中的剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br較大時(shí)使用圖5-21進(jìn)行復(fù)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，因此使用恒流源和附加繞組Nr復(fù)位。在變壓器副邊中增加一個(gè)中間抽頭形成繞組Nr，通過(guò)D3與電感連結(jié)即可。在單端變換器中，引起開(kāi)關(guān)引力高的主要原因是開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)漏感引起的開(kāi)關(guān)管集電極和發(fā)射極之間電壓突然升高，抑制開(kāi)關(guān)管應(yīng)力的方法有兩個(gè)，一是減小漏電感，二是耗散過(guò)電壓的能量，或者是能量反饋到電源中。減小漏電感主要靠工藝，耗散過(guò)電壓的能量要依靠與電感并聯(lián)的R、C緩沖器，或與開(kāi)關(guān)并聯(lián)的R、C緩沖器。能量反饋回電源要依靠附加的線圈和定向二極管。95感謝您的觀看2019年6月16當(dāng)變壓器鐵芯中的剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br較大時(shí)使用圖5-21進(jìn)行復(fù)2、推挽式DC-DC變換器（PUSH-PULL）推挽式（PUSH-PULL）DC-DC變換器由推挽逆變器和輸出整流濾波電路構(gòu)成，因此推挽DC-DC變換器是屬于DC-AC-DC變換器。變壓器兩個(gè)原邊繞組匝數(shù)相等為W11=W12=W1,副邊繞組匝數(shù)為W2。1)推挽逆變器Q1和Q2180o互補(bǔ)導(dǎo)通工作圖5-23a、b是和180o互補(bǔ)導(dǎo)通工作時(shí)的波形。當(dāng)Q1導(dǎo)通時(shí)，電源電壓Vin加在W11上，當(dāng)Q2導(dǎo)通時(shí)，電源電壓Vin加在W12上，因此繞組W2中的電勢(shì)為一個(gè)寬度為180o的交變方波，幅值。Q1關(guān)斷時(shí)，它的集電極和發(fā)射極之間電壓為同理，Q2關(guān)斷時(shí)，它的集電極和發(fā)射極之間電壓為96感謝您的觀看2019年6月162、推挽式DC-DC變換器（PUSH-PULL）96感謝您的圖5-22推挽式逆變器主電路97感謝您的觀看2019年6月16圖5-22推挽式逆變器主電路97感謝您的觀看2019年6月1圖5-23推挽式（PUSH-PULL）逆變器主要波形98感謝您的觀看2019年6月16圖5-23推挽式（PUSH-PULL）逆變器主要波形98感輸出端接電阻負(fù)載時(shí)，負(fù)載電流波形和電壓波形相同；輸出端接電感負(fù)載時(shí)，若電感量為L(zhǎng)，則電感電流iL波形為三角波，電流以VO/L斜率上升，也以VO/L斜率下降。電流最大值為，fs為逆變器開(kāi)關(guān)頻率。（）期間，Q1導(dǎo)通，輸出電壓VO為正，iL為正，電源能量向負(fù)載傳送；（）期間，iL為正，VO變負(fù)，負(fù)載向電源回饋能量，此時(shí)D2續(xù)流；（）期間，Q2導(dǎo)通，iL變負(fù)，VO為負(fù)，電源能量向負(fù)載傳送；（）期間，iL為負(fù)，VO為正，負(fù)載向電源回饋能量，此時(shí)D1續(xù)流。顯然，純電阻負(fù)載時(shí)只有開(kāi)關(guān)管中有電流流過(guò)，感性負(fù)載時(shí)開(kāi)關(guān)管和二極管中都有電流流過(guò)。99感謝您的觀看2019年6月16輸出端接電阻負(fù)載時(shí)，負(fù)載電流波形和電壓波形相同；輸出端接電感Q1和Q2

導(dǎo)通小于180o工作如果Q1和Q2導(dǎo)通時(shí)間減少，則輸出電壓為寬度小于180o的方波，若輸出端接電阻負(fù)載時(shí)，負(fù)載電流波形和電壓波形相同；輸出端接電感負(fù)載時(shí)，若電感量為L(zhǎng)，則電感電流iL波形為三角波，Q1導(dǎo)通，電流上升；Q1關(guān)斷，電感電流iL經(jīng)D2續(xù)流，電流以斜率下降。D2續(xù)流，使Vin加在W12上，在W2繞組上，電壓極性反向，如圖中陰影部分所示。如果Q1和Q2

導(dǎo)通時(shí)間分別大于T/4，則在感性負(fù)載時(shí)，輸出電壓VO為180o的交變方波，不再受Q1和Q2

導(dǎo)通時(shí)間的影響。100感謝您的觀看2019年6月16Q1和Q2導(dǎo)通小于180o工作100感謝您的觀看2019年Ansoft仿真推挽逆變器

180度工作方式101感謝您的觀看2019年6月16Ansoft仿真推挽逆變器

180度工作方式101感謝您的觀電阻負(fù)載，占空比50%，匝比1：1：1102感謝您的觀看2019年6月16電阻負(fù)載，占空比50%，匝比1：1：1102感謝您的觀看20電阻負(fù)載，占空比20%，匝比1：1：1103感謝您的觀看2019年6月16電阻負(fù)載，占空比20%，匝比1：1：1103感謝您的觀看20感性負(fù)載，占空比20%，匝比1：1：1104感謝您的觀看2019年6月16感性負(fù)載，占空比20%，匝比1：1：1104感謝您的觀看20感性負(fù)載，占空比30%，匝比1：1：1105感謝您的觀看2019年6月16感性負(fù)載，占空比30%，匝比1：1：1105感謝您的觀看202）推挽DC-DC變換器圖5-24是推挽式DC-DC變換器的主電路，整流二極管DR1和DR2的左側(cè)是逆變電路，右側(cè)是整流、濾波電路。輸出整流電路有三種基本類(lèi)型：全波整流電路、全橋整流電路和倍流整流電路。全波整流電路適用于輸出電壓較低的場(chǎng)合，可以減小整流電路中的通態(tài)損耗，全橋整流電路適用于輸出電壓較高的場(chǎng)合，可以降低整流管的電壓額定值。圖中為全波整流電路，Lf是輸出濾波電感，Cf是輸出濾波電容。推挽直流變換器可看成是兩個(gè)Forword變換器的組合，這兩個(gè)Forword變換器的開(kāi)關(guān)管輪流導(dǎo)通，故變壓器鐵芯是交變磁化的。全波整流電路變壓器副邊有兩個(gè)繞組，他們的匝數(shù)相等，圖中還接有續(xù)流管DFW，但也可不接。

106感謝您的觀看2019年6月162）推挽DC-DC變換器106感謝您的觀看2019年6月16圖5-24推挽式DC-DC變換器主電路107感謝您的觀看2019年6月16圖5-24推挽式DC-DC變換器主電路107感謝您的觀看20圖5-25是推挽直流變換器的主要波形。在Q1或Q2導(dǎo)通期間，變壓器副邊繞組中感應(yīng)電勢(shì)為vw2，電壓脈沖寬度決定于Q1或Q2的導(dǎo)通時(shí)間ton，幅值為，為一交流電。該電壓經(jīng)整流管整成一個(gè)直流方波電壓。濾波電感電流在電流連續(xù)時(shí)為三角波，圖中給出了流過(guò)DR1、DR2和DFW的電流波形。設(shè)Q1或Q2的導(dǎo)通時(shí)間為ton，則電感電流連續(xù)時(shí)輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系為：可以看出，若輸入是恒定的沒(méi)有紋波，則輸出同樣也是恒定的沒(méi)有紋波。對(duì)于多路輸出的開(kāi)關(guān)電源來(lái)說(shuō)，這一點(diǎn)是特別重要的。這也是為什么把降低輸出電壓紋波的重點(diǎn)和精力都放在降低輸入電壓紋波的原因所在。108感謝您的觀看2019年6月16圖5-25是推挽直流變換器的主要波形。在Q1或Q2導(dǎo)通期間，圖5-25推挽變換器各點(diǎn)主要波形

a無(wú)續(xù)流二極管b有續(xù)流二極管109感謝您的觀看2019年6月16圖5-25推挽變換器各點(diǎn)主要波形109感謝您的觀看2019開(kāi)關(guān)管Q1和Q2上的電壓：整流管DR1和DR2上電壓為續(xù)流二極管上的電壓為：電感電流的平均值就是負(fù)載電流。由于Q1和Q2輪流導(dǎo)通，故的脈動(dòng)頻率為開(kāi)關(guān)頻率的二倍，通過(guò)DR1、DR2和DFW的電流的最大值為：

110感謝您的觀看2019年6月16開(kāi)關(guān)管Q1和Q2上的電壓：110感謝您的觀看2019年6月1

因iDR1和iDR2就是流過(guò)變壓器副邊繞組的電流，若不計(jì)變壓器的勵(lì)磁電流，則變壓器原邊繞組電流的最大值為：流過(guò)變壓器原邊的電流最大值也就是流過(guò)開(kāi)關(guān)管電流的最大值。開(kāi)關(guān)管的反并二極管不流過(guò)負(fù)載電流，僅流過(guò)鐵芯磁復(fù)位時(shí)的磁化電流。如果斷開(kāi)續(xù)流管DFW,該變壓器的主要波形如圖5-25a所示。當(dāng)Q1和Q2關(guān)斷時(shí)，本應(yīng)流過(guò)DFW的電流現(xiàn)在改為通過(guò)DR1、DR2，兩者電流大小相同，這樣變壓器副邊繞組的合成磁勢(shì)才為零。111感謝您的觀看2019年6月16111感謝您的觀看2019年6月16Q1和Q2的交替開(kāi)關(guān)，使變壓器鐵芯交替磁化與去磁，完成電能從原邊到副邊的傳遞。由于電路不可能完全對(duì)稱，例如Q1和Q2導(dǎo)通時(shí)的通態(tài)壓降可能不同，或兩管的開(kāi)通時(shí)間可能不同，會(huì)在變壓器原邊的高頻交流電壓上疊加一個(gè)數(shù)值較小的直流電壓，這就是所謂的直流偏磁。由于原邊繞組電阻很小，即使是一個(gè)較小的直流偏磁電壓，如果作用時(shí)間太長(zhǎng)，也會(huì)使變壓器鐵芯單方向飽和，引起大的磁化電流，導(dǎo)致器件損壞。推挽式變換器存在著以下方面缺點(diǎn)：①容易發(fā)生偏磁，②功率開(kāi)關(guān)的耐壓至少是輸入電壓的二倍，考慮最壞情況下的安全設(shè)計(jì)，例如輸入電壓波動(dòng)±10%；由于變壓器漏感影響在截止瞬間產(chǎn)生的電壓尖刺一般限制在輸入電壓的±20%；實(shí)際應(yīng)用中電壓額定值留取20%的余量；則功率開(kāi)關(guān)的耐壓至少為倍，在直接使用交流電網(wǎng)供電的情況下（220/380V交流，對(duì)應(yīng)直流310/530V左右）幾乎很難找到合適的功率管。因而實(shí)際應(yīng)用較少，只用在輸入電壓較低的場(chǎng)合。112感謝您的觀看2019年6月16Q1和Q2的交替開(kāi)關(guān)，使變壓器鐵芯交替磁化與去磁，完成電能從推挽式變換器ansoft仿真113感謝您的觀看2019年6月16推挽式變換器ansoft仿真113感謝您的觀看2019年6月占空比30%，匝比1：1114感謝您的觀看2019年6月16占空比30%，匝比1：1114感謝您的觀看2019年6月16

115感謝您的觀看2019年6月16115感謝您的觀看2019年6月16占空比30%，匝比1：1,偏磁116感謝您的觀看2019年6月16占空比30%，匝比1：1,偏磁116感謝您的觀看2019年6占空比30%，匝比1：1,無(wú)續(xù)流二極管117感謝您的觀看2019年6月16占空比30%，匝比1：1,無(wú)續(xù)流二極管117感謝您的觀看203、半橋式DC-DC變換器原理及設(shè)計(jì)

推挽直流變換器開(kāi)關(guān)管承受反向電壓至少是電源電壓的兩倍，因而大多用于電源電壓較低的場(chǎng)合。半橋變換器開(kāi)關(guān)管承受的反向電壓為電源電壓，故可在電源電壓較高的場(chǎng)合應(yīng)用。半橋變壓器是由半橋逆變器、高頻變壓器和輸出整流濾波電路組成，因而也屬于直流-交流-直流變換器。圖5-26給出了輸出為全波整流電路的半橋直流變換器的主電路，圖5-27給出了各點(diǎn)主要波形。

118感謝您的觀看2019年6月163、半橋式DC-DC變換器原理及設(shè)計(jì)118感謝您的觀看20圖5-26輸出為全波整流電路的半橋直流變換器的主電路119感謝您的觀看2019年6月16圖5-26輸出為全波整流電路的半橋直流變換器的主電路119感圖5-27輸出為全波整流電路的半橋直流變換器主電路各點(diǎn)主要波形120感謝您的觀看2019年6月16圖5-27輸出為全波整流電路的半橋直流變換器主電路各點(diǎn)主要波工作原理由兩個(gè)相等的電容C1和C2構(gòu)成一個(gè)橋臂，開(kāi)關(guān)管Q1、Q2（均含有反并聯(lián)二極管）構(gòu)成另一個(gè)橋臂，兩個(gè)橋臂的中點(diǎn)A、B接高頻變壓器，由于電容C1和C2較大，其中點(diǎn)B的電位保持不變，且等于Vin/2。從另一個(gè)角度看，它實(shí)際上是兩個(gè)正激變換器的組合，每個(gè)正激變換器輸入電壓為Vin/2，輸出電壓為Vo。變壓器原邊繞組匝數(shù)為W1，兩個(gè)副邊繞組匝數(shù)相等，即W21=W22=W2，圖中Llk是變壓器的漏感。121感謝您的觀看2019年6月16工作原理121感謝您的觀看2019年6月16不考變壓器慮漏感當(dāng)Q1導(dǎo)通時(shí)，變壓器原邊繞組上電壓為，繞組感應(yīng)電勢(shì)“*”端為“正”極性，故DR1導(dǎo)通，DR2反偏截止，輸出濾波電感電流iLf增長(zhǎng)。在t=Ton時(shí)，Q1關(guān)斷，由于電感電流不能斷續(xù)，iLf繼續(xù)按原方向流動(dòng)，故副邊繞組is和原邊繞組中的電流ip也仍按原方向流動(dòng)，D2續(xù)流，因此極性反轉(zhuǎn)，DR2導(dǎo)通。由于兩個(gè)輸出整流二極管同時(shí)導(dǎo)通，將變壓器副邊電壓箝位為零，由變壓器原理可知，變壓器原邊電壓為零，這時(shí)ip=0，這時(shí)is1=is2=is/2，由于這時(shí)變壓器原邊繞阻W1中電流為零，因此D2續(xù)流停止。實(shí)際上當(dāng)Q1關(guān)斷時(shí)出現(xiàn)負(fù)壓的時(shí)間很短，因此在圖中沒(méi)有畫(huà)出。在死區(qū)時(shí)間[Ton，Ts/2]內(nèi)，電感電流下降，在Ts/2時(shí)刻，Q2導(dǎo)通，，變壓器繞阻電勢(shì)“非*”為正，ip從零反向增長(zhǎng)到，二極管DR1截止，，，在[Ts/2，Ts]區(qū)間，與上類(lèi)似。122感謝您的觀看2019年6月16不考變壓器慮漏感122感謝您的觀看2019年6月16電感電流連續(xù)時(shí)輸出電壓：Q1

、Q2承受的反向電壓為輸入電源電壓；整流二極管承受的反向電壓為；電感電流的平均值為負(fù)載電流Io，通過(guò)輸出整流二極管的最大電流為，為電感電流脈動(dòng)量：流過(guò)功率開(kāi)關(guān)管的最大電流：123感謝您的觀看2019年6月16電感電流連續(xù)時(shí)輸出電壓：123感謝您的觀看2019年6月16考慮變壓器漏感在實(shí)際應(yīng)用中，變壓器總是存在漏感，由于漏感的存在，變換器的工作原理與不考慮漏感時(shí)有所不同。圖5-27b給出了半橋變換器考慮變壓器漏感時(shí)的主要波形。Q1關(guān)斷，變壓器原邊電流不能斷續(xù)，D2由續(xù)流，此時(shí)，輸出整流二極管DR2導(dǎo)通，這時(shí)輸出整流二極管DR1還在導(dǎo)通。由于兩個(gè)輸出整流二極管同時(shí)導(dǎo)通，將變壓器原邊電壓箝位為零，因此就全部加在變壓器漏感上，這個(gè)電壓使變壓器原邊電流線性下降，在t1時(shí)刻ip下降到零，此時(shí)D2關(guān)斷，Vab=0。[Ton，t1]區(qū)間的電壓方波（圖中用陰影表示）是變壓器原邊電流減小到零所必需的，一般稱為復(fù)位電壓,同樣Q2關(guān)斷時(shí)也會(huì)出現(xiàn)復(fù)位電壓。124感謝您的觀看2019年6月16考慮變壓器漏感124感謝您的觀看2019年6月16Q2導(dǎo)通，，此時(shí)變壓器原邊電流從零開(kāi)始反向線性上升，由于變壓器漏感限制了它的上升率，在t2時(shí)刻之前，輸出整流二極管DR1還沒(méi)有恢復(fù)其阻斷能力，兩個(gè)輸出整流二極管同時(shí)導(dǎo)通，將變壓器副邊電壓箝位為零，同時(shí)也把變壓器原邊電壓箝位為零，因此就全部加在變壓器漏感上，這個(gè)電壓使變壓器原邊電流線性增加，在t2時(shí)刻輸出整流二極管DR1關(guān)斷，變壓器原邊電流線性增加，箝位結(jié)束。雖然在[Ton/2，t2]這一區(qū)間，但變壓器副邊電壓為零，也就是說(shuō)，變壓器副邊丟失了[Ton/2，t2]時(shí)段的電壓方波，這部分時(shí)間與的比值即占空比丟失。125感謝您的觀看2019年6月16Q2導(dǎo)通，，此時(shí)變壓器原邊電流從零開(kāi)始反向線性上通過(guò)上述分析，可以看出，漏感帶來(lái)復(fù)位電壓和占空比丟失兩個(gè)問(wèn)題。要求我們?cè)谠O(shè)計(jì)電路時(shí)要對(duì)最大占空比進(jìn)行限制，留出復(fù)位時(shí)間；占空比丟失使有效占空比減小，為了得到所要求的輸出電壓，必須減小變壓器的原副邊匝比，但匝比減小會(huì)帶來(lái)兩個(gè)問(wèn)題，其一是原邊開(kāi)關(guān)電流峰值增加，通態(tài)損耗增加；其二是輸出整流二極管的耐壓值要增加。為了減小復(fù)位電壓時(shí)間和占空比丟失，應(yīng)盡量減小漏感。126感謝您的觀看2019年6月16通過(guò)上述分析，可以看出，漏感帶來(lái)復(fù)位電壓和占空比丟失兩個(gè)問(wèn)題3）電容選取電容器的值可以從已知的初級(jí)電流和工作頻率來(lái)計(jì)算。若總輸出功率為PO（包括變壓器損耗），工作頻率為f，占空比，半周期為T(mén)s/2，則初級(jí)平均電流為當(dāng)Q1導(dǎo)通，初級(jí)電流流入B點(diǎn)，當(dāng)Q2導(dǎo)通，則從B點(diǎn)取出電流，在半個(gè)周期內(nèi)由電容C1、C2補(bǔ)充電荷損失。在半個(gè)周期內(nèi)電容上的電壓變化為：在實(shí)際應(yīng)用中，C1=C2=C，則上式可寫(xiě)為：127感謝您的觀看2019年6月163）電容選取127感謝您的觀看2019年6月16電容上直流電壓變化率與輸出整流電壓變化率是相同的，因此輸出紋波系數(shù)為：為了滿足輸出紋波要求，C則為：實(shí)際應(yīng)用中，一般將濾波電容和分壓電容分別設(shè)置，濾波電容取幾百到幾千微法的電解電容，分壓電容常取幾個(gè)微法的無(wú)極性電容。128感謝您的觀看2019年6月16電容上直流電壓變化率與輸出整流電壓變化率是相同的，因此輸出紋半橋仿真129感謝您的觀看2019年6月16半橋仿真129感謝您的觀看2019年6月16130感謝您的觀看2019年6月16130感謝您的觀看2019年6月16131感謝您的觀看2019年6月16131感謝您的觀看2019年6月164)半橋電路抗不平衡能力分析半橋電路具有較強(qiáng)的抗偏磁能力，即在主電路不平衡條件下仍能維持高頻變壓器磁通對(duì)稱。在分析這個(gè)結(jié)論之前，作下述假設(shè)：只研究導(dǎo)通和截止的穩(wěn)態(tài)過(guò)程而不考慮開(kāi)通和關(guān)斷的瞬態(tài)過(guò)程；輸入直流電壓恒定；功率開(kāi)關(guān)用理想開(kāi)關(guān)和串聯(lián)等效電阻R1、R2表示，電阻R1、R2表示功率開(kāi)關(guān)管飽和壓降不同；高頻變壓器用低頻等效電路表示，忽略漏感和勵(lì)磁電感，變壓器直流等效電組用R0表示，變壓器二次側(cè)負(fù)載折合到一次側(cè)用RL’表示，；通過(guò)上述假設(shè)，圖5-26半橋式變換器原理圖可等效為圖5-28(a)。當(dāng)開(kāi)關(guān)Q1閉合，Q2斷開(kāi)時(shí)，C2充電，C1放電，充放電電流分別用和表示，如圖5-28(b)所示。當(dāng)開(kāi)關(guān)Q1斷開(kāi)，Q2閉合時(shí)，C1充電，C2放電，充放電電流分別用和表示，如圖5-28(c)所示。132感謝您的觀看2019年6月164)半橋電路抗不平衡能力分析132感謝您的觀看2019年6月圖5-28半橋式變換器原理圖等效電路133感謝您的觀看2019年6月16圖5-28半橋式變換器原理圖等效電路133感謝您的觀看20當(dāng)Q1閉合，Q2斷開(kāi)時(shí)，設(shè)C1、C2的初始電壓為U1(0)和U2(0)，由回路電流法寫(xiě)出回路復(fù)變量電壓方程：解上式并拉氏反變換得：高頻變壓器電壓為:134感謝您的觀看2019年6月16當(dāng)Q1閉合，Q2斷開(kāi)時(shí)，設(shè)C1、C2的初始電