DC-DC的工作原理

1、根據(jù)調(diào)節(jié)管的工作狀態(tài)，我們通常將穩(wěn)壓電源分為兩類：線性穩(wěn)壓電源和開關(guān)穩(wěn)壓電源。線性穩(wěn)壓電源是指調(diào)節(jié)管在線性狀態(tài)下工作的穩(wěn)壓電源。然而，在開關(guān)電源中，開關(guān)管(在開關(guān)電源中，我們一般稱調(diào)節(jié)管為開關(guān)管)工作在兩種狀態(tài)：on 有一個(gè)小電阻；的電阻很高。開關(guān)電源是一種相對(duì)新型的電源。它具有效率高、重量輕、升降壓、輸出功率高等優(yōu)點(diǎn)。然而，由于電路工作在開關(guān)狀態(tài)，噪聲相對(duì)較大。通過下圖，我們將簡(jiǎn)要談?wù)劷祲洪_關(guān)電源的工作原理。如圖所示，電路由開關(guān)K(實(shí)際電路中為三極管或場(chǎng)效應(yīng)管)、續(xù)流二極管D、儲(chǔ)能電感L、濾波電容C等組成。當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，電源通過開關(guān)K和電感L向負(fù)載供電，并將部分電能存儲(chǔ)在電感L和電容C中.由

2、于電感L的自感，開關(guān)接通后電流緩慢增加，即輸出不能立即達(dá)到電源電壓。一段時(shí)間后，開關(guān)斷開，由于電感L的自感，電路中的電流將保持不變(從視覺上可以認(rèn)為電感中的電流具有慣性效應(yīng))，也就是說，它將繼續(xù)從左向右流動(dòng)。該電流流經(jīng)負(fù)載，從地返回，流到續(xù)流二極管D的陽(yáng)極，流經(jīng)二極管D，并返回電感器L的左端，從而形成回路。輸出電壓可以通過控制開關(guān)的閉合和斷開時(shí)間來控制(即脈寬調(diào)制)。如果通過檢測(cè)輸出電壓來控制開關(guān)時(shí)間，使輸出電壓保持不變，就可以達(dá)到穩(wěn)壓的目的。在開關(guān)閉合期間，感應(yīng)器儲(chǔ)存能量；當(dāng)開關(guān)斷開時(shí)，電感釋放能量，因此電感l(wèi)被稱為儲(chǔ)能電感。二極管d負(fù)責(zé)在關(guān)斷期間為電感器l提供電流路徑，因此二極管d被稱為續(xù)

3、流二極管。在實(shí)際開關(guān)電源中，開關(guān)K被三極管或場(chǎng)效應(yīng)管代替。當(dāng)開關(guān)關(guān)閉時(shí)，電流很??；當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，電壓非常小，所以加熱功率UI將非常小。這就是開關(guān)電源高效率的原因。在閱讀了兩個(gè)關(guān)于電源的常見問題后，您可能不知道電源的效率計(jì)算。在下面的常見問題中，我們將向您介紹它。脈寬調(diào)制DC/DC變換器的工作原理檢查最近90天內(nèi)添加的最新產(chǎn)品、最新電子元件和材料。下載派瑞電子德州儀器屢獲殊榮的問答發(fā)送3D汽車鼠標(biāo)紅外，推出最新的斷路器保護(hù)罩-薩姆泰克，全球電子連接器制造商的汽車級(jí)絕緣柵雙極晶體管預(yù)焊接金屬以降壓式脈寬調(diào)制DC/DC變換器為例，介紹了脈寬調(diào)制DC/DC變換器的工作原理。連續(xù)導(dǎo)通模式下Buck PW

4、M DC/DC變換器的工作原理如圖2(a)所示：在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)，DC輸入電壓u在開關(guān)管的開關(guān)過程中被斬波，形成脈寬為Ton (Ton為開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間)的方波。當(dāng)開關(guān)管接通時(shí)，二極管關(guān)斷，輸入DC電源Ui向負(fù)極供電負(fù)載，并使電感儲(chǔ)能(電感電流上升)；當(dāng)開關(guān)管關(guān)閉時(shí)，9個(gè)二極管進(jìn)行續(xù)流，存儲(chǔ)在電感中的能量被釋放給負(fù)載(電感電流減小)。在開關(guān)周期中，電感電流的平均值等于負(fù)載電流.(忽略濾波電容c的等效串聯(lián)電阻)。用同樣的方法可以分析Boost、buck-bccgt脈寬調(diào)制BC/DC變換器的工作原理。下面推導(dǎo)出工作在共模模式下的脈寬調(diào)制DC/DC變換器的輸出/輸入電壓轉(zhuǎn)換比1J。/U；其出發(fā)點(diǎn)是：

5、在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，在一個(gè)脈寬調(diào)制DC/DC變換器的開關(guān)周期內(nèi)，開關(guān)管的伏秒面積在通斷時(shí)間內(nèi)是平衡的，即在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)電感所承受的電壓對(duì)時(shí)間的積分為零；uL電感承受的電壓；Ts開關(guān)周期；fa開關(guān)頻率的類型；Ton，Toff，開關(guān)管在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)的接通時(shí)間和斷開時(shí)間。占空比從公式(2-1)中，得到或(Ui-Uo)噸=UoToff(Ui-Uo)受測(cè)試器件=Uo(1-Du)受測(cè)試器件因此，獲得了工作在共模模式下的降壓式脈寬調(diào)制DC/DC變換器的輸出/輸入電壓的轉(zhuǎn)換比uo/Ui=杜占空比du總是小于1，因此降壓轉(zhuǎn)換器是一種降壓轉(zhuǎn)換器。理想Buch轉(zhuǎn)換器的效率為1，可以認(rèn)為是ui/Ii=Uio它可以從式(

6、2-2)和式(2-3)獲得Io/Ii=1/DU因此，Buck轉(zhuǎn)換器是一個(gè)上變頻器，Io和Ii分別代表脈寬調(diào)制轉(zhuǎn)換器的平均輸出電流和輸入電流。同樣，可以推導(dǎo)出工作在共模模式下的升壓型和降壓升壓型DC/DC變換器的輸出/輸入電壓的轉(zhuǎn)換比為升壓型DC/DC變換器Uo/Ui=1/(1-Du)降壓升壓脈寬調(diào)制DC/DC變換器Uo/Ui=Du/(1-Du)根據(jù)等式(2-5)和(2-6)，升壓轉(zhuǎn)換器是升壓轉(zhuǎn)換器，并且可以證明理想的升壓轉(zhuǎn)換器是降壓轉(zhuǎn)換器。升降壓變換器是升降壓變換器的一種，它取決于占空比du。當(dāng)du 0.5，du/(1-du) 1時(shí)，降壓升壓轉(zhuǎn)換器為升壓轉(zhuǎn)換器。當(dāng)du 0.5且du/(1-du

7、) 1時(shí)，它是一個(gè)降壓轉(zhuǎn)換器。在直流電機(jī)模式下，降壓、升壓和降壓升壓轉(zhuǎn)換器的輸出/輸入電壓的轉(zhuǎn)換比不同于公式(2-2)、(2-5)和(2-6)，這可以通過相同的方法獲得，但計(jì)算過程復(fù)雜。降壓、升壓和降壓升壓型DC/DC變換器是DC/DC變換器中最基本的電路，DC/DC變換器電路的其他形式也可以從這三種基本電路中衍生出來。電感降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器：電路原理框圖如圖所示。圖電感降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器示意框圖在圖中，VIN為輸入電壓，VOUT為輸出電壓，l為儲(chǔ)能電感，VD為續(xù)流二極管，c為濾波電容，R1和R2為分壓電阻。分壓后，產(chǎn)生誤差反饋信號(hào)FB來穩(wěn)定和調(diào)整輸出電壓。功率開關(guān)管可以是N溝道絕緣柵場(chǎng)效

8、應(yīng)晶體管、P溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管、NPN晶體管或PNP晶體管。在實(shí)際應(yīng)用中，一般采用P溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管。降壓DC/DC變換器的基本工作原理是在控制電路的控制下，V型開關(guān)管工作在開關(guān)狀態(tài)。當(dāng)開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，F(xiàn)IN電壓通過開關(guān)管的S極和D極、儲(chǔ)能電感L和電容C形成一個(gè)回路。充電電流不僅在電容C兩端建立DC電壓，而且在儲(chǔ)能電感L上產(chǎn)生左正和右負(fù)電動(dòng)勢(shì)；當(dāng)開關(guān)管關(guān)斷時(shí)，由于儲(chǔ)能電感L中的電流不會(huì)突然變化，L通過自感產(chǎn)生左右正負(fù)脈沖電壓。因此，l的右端電壓濾波電容c 續(xù)流二極管VDl的左端構(gòu)成放電回路，放電電流繼續(xù)在c的兩端建立DC電壓，在c兩端獲得的DC電壓為負(fù)載供電。因此，降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的輸出電

9、壓不僅紋波小，而且多雨，并且開關(guān)管的反向峰值電壓低。工作原理：這個(gè)數(shù)字是基于物理分析。電源通過D2和R1向IC1提供大約12V的電壓。6個(gè)引腳的輸出脈沖通過C4與變壓器耦合，然后驅(qū)動(dòng)Q1振蕩。當(dāng)Q1接通時(shí)，輸出電流被L濾波，然后提供給負(fù)載。當(dāng)Q1關(guān)閉時(shí)，變壓器電感B3的磁能轉(zhuǎn)換成電能，其極性為左負(fù)右正。續(xù)流二極管D4接通，電流繼續(xù)通過二極管向負(fù)載供電。使負(fù)載得到平滑的DC，當(dāng)輸出電壓過低或過高時(shí)，從由電阻R11、R10和R9組成的分壓電路得到采樣電壓，送到IC1 2引腳，與內(nèi)部2.5V參考電壓進(jìn)行比較，然后控制Q1的導(dǎo)通脈寬，使輸出電壓穩(wěn)定。當(dāng)負(fù)載電流短路或超過8年時(shí)，IC1引腳3的電壓上升將

10、控制脈沖寬度，以關(guān)閉Q1，確保Q1的安全。C8和R7構(gòu)成振蕩時(shí)間常數(shù)，該電路的振蕩頻率為65KHz，其計(jì)算公式如下：3845的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和引腳功能誤差放大器輸出/補(bǔ)償電壓反饋輸入電流采樣輸入振蕩電路的時(shí)間常數(shù)地面開關(guān)管驅(qū)動(dòng)脈沖輸出權(quán)力使用二極管紅色探針連接?xùn)艠OG，黑色探針連接源S，數(shù)字儀表顯示1，黑色探針到S不移動(dòng)，移動(dòng)紅色探針到漏D，此時(shí)數(shù)字儀表應(yīng)該顯示大約150-300的值，連接紅色探針到源S，黑色探針到漏D，此時(shí)應(yīng)該有60-100個(gè)數(shù)據(jù)，然后改變它，即S連接到黑色，D連接到紅色。用鑷子觸摸網(wǎng)格G或短路DS，然后數(shù)據(jù)會(huì)慢慢變?yōu)闊o窮大1，然后換筆換筆，即S接紅色，D接黑色，數(shù)據(jù)會(huì)在500左右，

11、這證明此時(shí)管是好的！參考鏈接：/news/2009-08/1128.htmDC/DC轉(zhuǎn)換器的工作原理在無高頻變壓器的非隔離脈寬調(diào)制DC/DC變換器中，最基本的變換器是降壓變換器和升壓變換器。如圖所示，其他轉(zhuǎn)換器源自這兩種轉(zhuǎn)換器的演變。本章之前已經(jīng)詳細(xì)描述過了，這里只給出結(jié)論。(1)降壓升壓轉(zhuǎn)換器(反轉(zhuǎn)型，即輸出電壓Uo和輸入電壓Ui的極性在上端和下端相反)由降壓轉(zhuǎn)換器和升壓轉(zhuǎn)換器串聯(lián)而成，將兩個(gè)開關(guān)管組合成一個(gè)開關(guān)管。(2)Cuk變換器是升壓變換器和降壓變換器的串聯(lián)，將兩個(gè)開關(guān)管組合成一個(gè)開關(guān)管。因此，其輸入部分類似于升壓轉(zhuǎn)換器，其輸出部分類似于降壓轉(zhuǎn)換

12、器。(3)Zeta變換器由串聯(lián)的Buck-Boost變換器和Buck變換器組成，它還將兩個(gè)開關(guān)管組合成一個(gè)開關(guān)管。其輸入部分類似于降壓升壓轉(zhuǎn)換器，其輸出部分類似于降壓轉(zhuǎn)換器。(4)SEPIC變換器由串聯(lián)的Boost變換器和Buck-Bocst變換器組成，將兩個(gè)開關(guān)管組合成一個(gè)開關(guān)管。其輸入部分類似于升壓轉(zhuǎn)換器，其輸出部分類似于降壓升壓轉(zhuǎn)換器。(5)正向轉(zhuǎn)換器通過將高頻變壓器插入降壓轉(zhuǎn)換器而形成。推挽變換器由兩個(gè)正向變換器組成。事實(shí)上，半橋轉(zhuǎn)換器也由兩個(gè)正向轉(zhuǎn)換器組成，但輸入電壓為u/2；全橋轉(zhuǎn)換器由兩個(gè)半橋轉(zhuǎn)換器疊加而成。因此，正向變換器、推挽變換器、半橋變換器和全橋變換器都是由降壓變換器發(fā)展而來的。(6)通過將降壓-升壓轉(zhuǎn)換器中的電感轉(zhuǎn)換成高頻變壓器來獲得(6)f1反饋轉(zhuǎn)換器。VPT DC/DC航空電源： hi . B/icchannel/blog/item/2f 73 ca 59 F2 f 7362 c 2934 f 058 . html。INTERPOINT DC/DC航空電源： hi . B/icchannel/blog/item/139 D1 d 4587022020 cefca 369 . html從上面的介紹可以看出，圖中所示的各種DC/DC轉(zhuǎn)換器的主電路之間的關(guān)系是從降壓DC