dc-dc直流變換器畢業(yè)論文-在線瀏覽
2024-08-08 07:54本頁面
【正文】 載和直流電源構(gòu)成的，通過使帶濾波器的負(fù)載電路和直流電壓時(shí)而接通、時(shí)而關(guān)斷，使得負(fù)載上得到另一個(gè)直流電壓。 DC/DC變換器的類型DC/DC變換器可以由輸入輸出之間是否有變壓器而分為隔離型和非隔離型。隔離型的的主要拓?fù)溆校赫?、反激、推挽、半橋、全橋型變換器。BUCK：當(dāng)開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，電源通過電感L給電容C充電；當(dāng)開關(guān)管關(guān)斷時(shí)，電感L續(xù)流，逐漸降低，電容上的電流由正逐漸降為零，并變成負(fù)向。BOOST：當(dāng)開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，電源向電感儲(chǔ)能，電感電流增加，負(fù)載由電容供電；當(dāng)開關(guān)管關(guān)斷時(shí)，電感電流減小，電感電勢與輸入電壓疊加，迫使二極管D導(dǎo)通，一起向負(fù)載供電，并同時(shí)向電容C充電。晶體管受驅(qū)動(dòng)信號驅(qū)動(dòng)，周期的導(dǎo)通與關(guān)斷。 雙向DC/DC變換器的電路拓?fù)?緒論中已經(jīng)提到，雙向DC/DC變換器是在保持輸入、輸出電壓極性不變的情況下，根據(jù)需要改變電流方向，通過在開關(guān)管上反并聯(lián)二極管、在二極管上反并聯(lián)開關(guān)管再加上適當(dāng)?shù)目刂苼韺?shí)現(xiàn)能量的雙向傳輸?shù)淖儞Q器。 非隔離型雙向DC/DC變換器 非隔離型雙向DC/DC變換器的主要拓?fù)溆校弘p向BuckBoost變換器、雙向Buck/Boost 變換器、雙向Cuk變換器和雙向SepicZeta變換器。 雙向BuckBoost變換器：是由Buck變換器變換而來的，在晶體管Q上反并聯(lián)二極管D，在二極管D上反并聯(lián)晶體管Q，該電路便是雙向DC/DC變換器。當(dāng)能量從V1流向V2，Q1工作，Q2不工作，V1為電源端，則該變換器為Buck變換器；當(dāng)能量從V2流向V1，Q2工作，Q1不工作，V2作為電源端，則該變換器為Boost變換器。雙向Buck/Boost 變換器：與單向Buck/Boost變換器拓?fù)洳煌氖?，在原開關(guān)管處反并聯(lián)二極管，在原二極管處反并聯(lián)開關(guān)管，Q1和Q2互補(bǔ)方式導(dǎo)通，兩者間應(yīng)設(shè)定死去時(shí)間，以避免同時(shí)導(dǎo)通，其與BuckBoost不同的是：V1和V2電壓是反極性的，且其大小任意。一般隔離型雙向DC/DC變換器常應(yīng)用在電壓傳輸比大、功率高、需要電氣隔離的場合。其主要區(qū)別為【15】：(l)雙向反激式：結(jié)構(gòu)簡單，成本低，適合于小功率應(yīng)用。(3)雙向推挽式：傳輸功率比雙反激拓?fù)浯?，結(jié)構(gòu)也比較簡單。(4)雙向半橋式：半橋式DC/DC變換電路適用于輸入電壓比較高的場合，與推挽式變換器相比較，它的輸入變壓器沒有中心抽頭，加工比較簡單。(5)雙向全橋式：全橋變換由于對功率器件的電流/電壓應(yīng)力小，同樣容量的器件傳輸?shù)墓β矢?，開關(guān)管和變壓器的利用率高，是大功率應(yīng)用的首選拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。同樣，雙向反激變換器是在單向反激變換器的開關(guān)管上反并聯(lián)二極管，在二極管上反并聯(lián)開關(guān)管，開關(guān)管工作在PWM方式，互補(bǔ)導(dǎo)通。在實(shí)現(xiàn)同樣的實(shí)驗(yàn)要求的基礎(chǔ)上，應(yīng)選擇簡單，控制方便的拓?fù)洌煽啃砸?。有的拓?fù)潆m然性能良好，但對器件的要求過高，要實(shí)際的考慮是否能在市場上采購到等客觀因素。應(yīng)根據(jù)經(jīng)濟(jì)水平來選擇合適的拓?fù)?，盡量將成本減到最低，通常情況下，雙向的比單向的成本高，隔離式的比非隔離式的成本高。大多數(shù)情況下，采用變壓器的電路，變壓器所占的體積和重量都很大。所以綜合考慮，選擇雙向BuckBoost電路為本課題研究的拓?fù)?。之后主要對典型的BuckBoost、Buck/Boost和雙向反激式變換器的拓?fù)溥M(jìn)行了系統(tǒng)的分析。第三章 雙向BuckBoost的主電路分析及參數(shù)設(shè)計(jì)本章主要對選定的雙向BuckBoost主電路拓?fù)溥M(jìn)行詳細(xì)的分析，了解具體的工作方式，隨后根據(jù)任務(wù)書上的主要技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)。其中兩個(gè)開關(guān)管互補(bǔ)導(dǎo)通，即Q1開通時(shí)Q2關(guān)斷，Q2開通時(shí)Q1關(guān)斷。雙向BuckBoost電路在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)，有三種工作方式：（1） Buck工作方式。即電感電流恒小于零，能量從V2到V1傳輸，在ton~T期間，Q2導(dǎo)通，Q1截止，電感電流在V2作用下增加，在t=T時(shí)刻，Q2截止，Q1導(dǎo)通，但Q1沒有電流通過，D1續(xù)流導(dǎo)通；（3） 交替工作方式。 交替工作方式具體分析由交替工作方式下的電感電流圖可以看出，在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)，電感電流為正部分的面積等于電感電流為負(fù)部分的面積，這表明一個(gè)開關(guān)周期內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了能量的雙向流動(dòng)且始終保持能量守恒。前面提到過BuckBoost雙向直流變換器若兩側(cè)都有電源，則能量的流動(dòng)方向取決于兩電源電壓的大小和占空比的大小。當(dāng)能量從V2流向V1時(shí)，其跟電流連續(xù)時(shí)的Boost電路一樣，有式中，D2為Q2的占空比。當(dāng)占空比保持不變時(shí)，若V1V2，則能量從V2流向V1；若V1V2，則能量從V1流向V2。當(dāng)控制信號高電平時(shí)，晶體管導(dǎo)通，通過很大電流，但壓降很小，相當(dāng)于是開關(guān)導(dǎo)通；當(dāng)控制信號低電平時(shí)，晶體管截止，幾乎不通過電流，承受很大的電壓，相當(dāng)于是開關(guān)關(guān)斷。在電路中采用哪類晶體管沒有很大的差別，主要是取決于晶體管本身的參數(shù)、特性的限制以及成本等因素。（2） 功率場效應(yīng)晶體管(MOSFET)：開關(guān)速度快、驅(qū)動(dòng)方便，導(dǎo)通時(shí)阻抗高，因此在電流較大時(shí)的壓降較高，僅適用于小功率裝置。本實(shí)驗(yàn)擬采
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