dc-dc變換電路原理-展示頁
2025-08-04 07:13本頁面
【正文】 周期中的平均電壓為零。 調(diào)制法 是利用高頻載波信號與期望信號相比較來確定各脈沖寬度信息進(jìn)而生成 PWM波形。 除了直流波形可用 PWM波形來代替外，根據(jù)面積等效原理可以進(jìn)一步推出，可以 在一段時(shí)間內(nèi)按一定規(guī)則生成 PWM波形來代替所需的任何波形 1．面積等效原理 如用正弦脈沖寬度調(diào)制波形來代替正弦波?SPWM 2．直流 PWM波形的生成方法 生成 PWM波形有多種方法，常見有 計(jì)算法 、調(diào)制法 等。 上述原理可以稱為 面積等效原理 。 廣義的脈沖寬度調(diào)制技術(shù)包含上述三種控制方式 ton1 TS u t ton2 TS2 u t 1．面積等效原理 ——PWM應(yīng)用的理論基礎(chǔ) 自動控制理論 ?沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性的環(huán)節(jié)上時(shí)，其效果基本相同。 ton TS1 u t ton TS2 u t 2211 DTtTtDsonson ???改變占空比 D有三種基本方法： 直流變換的基本原理及 PWM概念 ② 脈沖寬度調(diào)制 (PWM) 維持 TS不變，改變 ton 在這種方式中，輸出電壓波形的周期不變，僅改變脈沖寬度。 直流 PWM控制技術(shù)基礎(chǔ) 直流變換的基本原理及 PWM概念 直流變換問題的提出 直流調(diào)速：需要可變的直流電壓 直流供電電壓一定，而負(fù)載需要不同電壓 直流升壓：太陽能電池輸出電壓較低，需要 變換到較高電壓再變換為直流 直流 PWM控制技術(shù)基礎(chǔ) 直流變換的基本原理及 PWM概念 （ 1）開關(guān)管 T導(dǎo) 通時(shí)，R兩端電壓 uo=US 開關(guān)管 僅兩種工作狀態(tài)： 導(dǎo) 通 與斷開 開關(guān)管 IGBT導(dǎo) 通 條件： UG0 基本的直流變換電路 io US iS uo R T 開關(guān)管 T導(dǎo) 通 等效電路 io US iS uo R T 直流 PWM控制技術(shù)基礎(chǔ) 直流變換的基本原理及 PWM概念 （ 2）開關(guān)管 T斷開 時(shí)，R兩端電壓 uo=0 開關(guān)管 僅兩種工作狀態(tài)： 接通 與斷開 開關(guān)管 IGBT斷開控制： UG=0 基本的直流變換電路 io US iS uo R T 開關(guān)管 T斷開等效電路 io US iS uo R T 直流變換的基本原理及 PWM概念 R兩端平均 電壓： Ssono UTtU ?控制一周期中導(dǎo)通時(shí)間比例可控制輸出平均電壓 開關(guān)管 IGBT控制電壓 R兩端電壓 波形 基本的直流變換電路 io US iS uo R T 直流變換的基本原理及 PWM概念 定義上述電路中 導(dǎo)通占空比 D為 : o f fononsontttTtD??? 通過控制占空比控制輸出電壓 R兩端 平均 電壓： Ssono UTtU ? SDU?導(dǎo)通占空比 占空比 導(dǎo)通比 改變 占空比 D有三種基本方法： 直流變換的基本原理及 PWM概念 ① 脈沖頻率調(diào)制 (PFM) 維持 ton不變，改變TS。 直流變換電路 —完成直流變換的電路。DC/DC變換電路 基本的直流斬波電路 復(fù)合斬波電路 變壓器隔離的直流 — 直流變換器 直流 PWM控制技術(shù)基礎(chǔ) 返回 第 3章 DC/DC變換電路 直流變換 —將直流電能 (DC)轉(zhuǎn)換成另一固定電壓或電壓可調(diào)的直流電能。 基本的直流變換電路： 降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波電路、庫克變換電路 重點(diǎn)： 電路結(jié)構(gòu)、工作原理及主要數(shù)量關(guān)系 第 3章 DC/DC變換電路 直流變換 —將直流電能 (DC)轉(zhuǎn)換成另一固定電壓或電壓可調(diào)的直流電能。 直流變換器 —實(shí)現(xiàn)直流變換的裝置。改變 TS就改變了輸出電壓周期或頻率。 有利于濾波器的設(shè)計(jì) ton1 TS u t ton2 TS u t 改變占空比 D有三種基本方法： 直流變換的基本原理及 PWM概念 ③ 混合脈沖寬度調(diào)制 脈沖周期 TS與寬度 ton均改變 。 形狀不同而沖量相同的各種窄脈沖 PWM技術(shù)基礎(chǔ) e(t) t d(t) e(t) t 5 e(t) t 10 e(t) t 20 沖量 =窄脈沖面積 實(shí)驗(yàn)電路 R L e(t) i(t) 沖量相同的各種窄脈沖的響應(yīng)波形 i(t)=? 沖量 =1 e(t) t 5 e(t) t d(t) e(t) t 10 e(t) t 20 (a) (b) (c) (d) (d) (c) (b) (a) 1．面積等效原理 比較 RL電路對 沖量相同而形狀不同 窄脈沖的響應(yīng)波形可知，輸出波形大致相同 ?進(jìn)一步說 ,響應(yīng)波形的低頻成份基本相同。根據(jù)該原理，將平均值為 up的一系列幅值相等而寬度不相等的脈沖加到包含慣性環(huán)節(jié)的負(fù)載上，將與施加幅值為 up的恒定直流電壓所得結(jié)果基本相同，這樣一來就 可用一列脈沖波形代替直流波形 。 計(jì)算法 是在每個(gè)時(shí)間段，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)直接計(jì)算出當(dāng)前所需要的脈沖寬度，進(jìn)而據(jù)此對電力電子器件進(jìn)行開關(guān)控制而獲得 PWM波形。 調(diào)制法生成 PWM波形典型框圖： 返回 2．直流 PWM波形的生成方法 u*R: 調(diào)制信號 uC: 載波信號 載波信號頻率遠(yuǎn)大于調(diào)制信號頻率 基本的直流變換電路 降壓斬波電路 升壓斬波電路 升降壓斬波電路 庫克變換電路 返回 基本的直流 變換 電路 基本的直流變換電路： 降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波電路、庫克變換電路 介紹內(nèi)容： 電路結(jié)構(gòu) 工作原理 主要波形 基本的直流斬波電路 降壓變換電路 降壓變換電路輸出電壓的平均值低于輸入直流電壓，又稱為 Buck型變換器。 0*)(*)( ???? o f fConCS tutuU或 ： 0*)(*)( ????offoonoS tUtUUSSSono DUUTtU ??uL uG 3 主要數(shù)量關(guān)系 — 電感電流連續(xù)情形 CS uU ?iL iC im t t t t Cu?ton toff iM (2) 輸出平均電流 Io RUDRUI SOo ??IO (3) 電感電流紋波 DIL OSCSLL UUuUdtdiLu ?????onOS tLUU ??mML iiI ??DonS tULD?? 1uL uG 3 主要數(shù)量關(guān)系 — 電感電流連續(xù)情形 CS uU ?iL iC im t t t t Cu?ton toff iM IO (4) 電感電流極值 iM、 im ? 穩(wěn)態(tài)情況下，電容上一周期中的平均電流為零 。 0*)(*)( ???? c o nConCS tutuU或 ： 0*)(*)( ????c o noonoS tUtUUSc o nonono UtttU??uL uG CS uU ?iL iC t t t t Cu?ton toff iM tcon 注意 ： tcon與電路參數(shù) 、 ton有關(guān) 5 主要數(shù)量關(guān)系 — 電感電流斷續(xù)情形 （ 1） 平均輸出電壓 Uo Sc o nonono UtttU??uL uG CS uU ?iL iC t t t t Cu?ton toff iM tcon So UDDDU211??SonTtD ?1Sco nTtD ?2記 電壓變換比： 211DDDUUSo??5 主要數(shù)量關(guān)系 — 電感電流斷續(xù)情形 (2) 輸出平均電流 Io RUI Oo ?(3) 電感電流紋波 DIL OSCSLL UUuUdtdiLu ?????onOS tLUU ??ML iI ?DuL uG CS uU ?iL iC t t t t Cu?ton toff iM tcon IO 電流斷續(xù)時(shí) : 2Mo iI ?5 主要數(shù)量關(guān)系 — 電感電流斷續(xù)情形 uL uG CS uU ?iL uC t t t t Cu?ton toff iM tcon (4) 電容電壓紋波 DuC OLCLCC IiRuidtduCi ?????? ????D21)(1ttOLCmCMC dtIiCUUuMoMsoM
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