正激变换器简明设计实用教案

1、会计学1正激变换器简明正激变换器简明(jinmng)设计设计第一页，共38页。第1页/共38页第二页，共38页。第2页/共38页第三页，共38页。第3页/共38页第四页，共38页。直流斩波器及其分类(fn li)依直流斩波器的功能可以依直流斩波器的功能可以(ky)(ky)分为：功率控制型、调压型、调阻型等等分为：功率控制型、调压型、调阻型等等 按直流斩波器输入输出电压间关系可以按直流斩波器输入输出电压间关系可以(ky)(ky)分为：当分为：当UoUo大于大于UinUin时，称其为升压斩波器时，称其为升压斩波器(Boost Converter )(Boost Converter )；当；当UoU

2、o既可以既可以(ky)(ky)小于小于UinUin也可以也可以(ky)(ky)大于大于大于大于UinUin时，称其为反转斩波器或升降压斩波器（时，称其为反转斩波器或升降压斩波器（Buck-Boost Converter Buck-Boost Converter ） 按斩波开关所采用的器件分类：按斩波开关所采用的器件分类：BJTBJT斩波器、斩波器、MOSFETMOSFET斩波器、斩波器、IGBTIGBT斩波器、斩波器、ThyristorThyristor斩波器等等斩波器等等 按直流电源与负载间的能量传递关系对斩波器分类按直流电源与负载间的能量传递关系对斩波器分类 ：输出电压和电流皆不可逆的称为

3、单象限斩波器；仅输出电流或输出电压可逆的称为两象限斩波器；输出电流和电压都可逆的称为四象限斩波器：输出电压和电流皆不可逆的称为单象限斩波器；仅输出电流或输出电压可逆的称为两象限斩波器；输出电流和电压都可逆的称为四象限斩波器 直流斩波电路的工作(gngzu)原理 降压斩波电路（Buck) 带纯电阻负载的降压斩波器工作原理 （a）主电路（b）输出电压、电流波形 tdsondtdsRTsRUTtUdtUTdtuTuUonsR)(1100tdtdsTRsTRsRRRUdtRUTdtRuTdtiTiIIonss0001111tdddtsRRTsRRUdtRUUTdtiuTPons200)(11纯电阻负载

4、纯电阻负载 由此可知，改变由此可知，改变导通比导通比，不仅能够控制斩波器输出电压的大小，而且能够控制其输出电流和输出功率的大小，不仅能够控制斩波器输出电压的大小，而且能够控制其输出电流和输出功率的大小 第4页/共38页第五页，共38页。电阻电阻(dinz)电感性负载电感性负载图 带电阻电感性负载(fzi)的斩波器（a）主电路 （b）有关电压电流波形 在上图中，因负载是纯阻性的，所以斩波器的输出电流与输出电压波形相似，且都有很大的脉动。若要使负载电流平滑化，需在原电路在上图中，因负载是纯阻性的，所以斩波器的输出电流与输出电压波形相似，且都有很大的脉动。若要使负载电流平滑化，需在原电路(dinl)

5、(dinl)基础上增加平波电抗器基础上增加平波电抗器L L和续流二极管和续流二极管DFDF，如左图所示。，如左图所示。dtdsonRRUUTtUuuU00110101)1(1IUdtiTUdtiUTPdTsdTdsssSTRRSRodtiuTPP01tRdRdoIIUUUU1 （1 1）降压斩波器的输出电压平均值与输入电压之比，刚好等于斩波开关）降压斩波器的输出电压平均值与输入电压之比，刚好等于斩波开关的导通时间与斩波周期之比。的导通时间与斩波周期之比。改变导通比改变导通比就可以控制斩波器的输出电压和电流就可以控制斩波器的输出电压和电流的平均值。的平均值。 （2 2）在负载电流连续且可略去电流

6、纹波影响时，此斩波电路有类似于变压器的规律）在负载电流连续且可略去电流纹波影响时，此斩波电路有类似于变压器的规律：电压比与电流比成反比，电压比与电流比成反比，其导通比则类似变压器的匝比其导通比则类似变压器的匝比k k。 （3 3）在上图的降压斩波电路中，由于电感的作用，使负载电流脉动减小、乃至连续，）在上图的降压斩波电路中，由于电感的作用，使负载电流脉动减小、乃至连续，这是实际负载所期望的。因此该电路也是最常用的。人们把包含斩波开关这是实际负载所期望的。因此该电路也是最常用的。人们把包含斩波开关S S、电感、电感L L和续和续流二极管流二极管D DF F 的电路称为降压斩波器的主电路。的电路称

7、为降压斩波器的主电路。第5页/共38页第六页，共38页。 升压升压(shn y)斩波电路斩波电路 升压斩波器的工作(gngzu)原理图图a)a)所示电路为升压斩波器主电路。当开关所示电路为升压斩波器主电路。当开关S S导通时，升导通时，升压二极管压二极管VDVD承受反向电压而截止，其等效电路如图承受反向电压而截止，其等效电路如图b)b)所示所示。此时电源电压加在电感。此时电源电压加在电感L L上，电感电流上，电感电流iLiL增长，电感增长，电感L L储储能增加，与此同时电容能增加，与此同时电容C C向负载供电，电容电压下降。当向负载供电，电容电压下降。当开关开关S S关断时，电感电流关断时，电

8、感电流iLiL下降，电感下降，电感L L的感应电势的感应电势(dinsh)(dinsh)改变极性，与电源电压叠加，强迫升压二极改变极性，与电源电压叠加，强迫升压二极管管VDVD导通，电源和电感同时为负载供电和向电容导通，电源和电感同时为负载供电和向电容C C充电，充电，由此得到一个比电源电压还高的输出电压，其等效电路如由此得到一个比电源电压还高的输出电压，其等效电路如图图c c）所示。）所示。 dtdonssdoffsUUtTTUtTU110LtsLoffDoITItII)1 (LdLtdtoIUIUIU)1 (110第6页/共38页第七页，共38页。VDotb)ERLa)CVoti1i2uL

9、uoILi1i2tontoffILILoffon21ttII图 升降(shngjing)压斩波电路及其波形a）电路图 b）波形第7页/共38页第八页，共38页。1121IIttIonoff2o1IUEI 第8页/共38页第九页，共38页。第9页/共38页第十页，共38页。第10页/共38页第十一页，共38页。第11页/共38页第十二页，共38页。第12页/共38页第十三页，共38页。第13页/共38页第十四页，共38页。第14页/共38页第十五页，共38页。第15页/共38页第十六页，共38页。第16页/共38页第十七页，共38页。第17页/共38页第十八页，共38页。第18页/共38页第十九

10、页，共38页。+-+-V1V2i1i2理想(lxing)变压器方程1212/nnVV2112/nnii第19页/共38页第二十页，共38页。+-+-V1V2i1i2n1:n2(n2/n1)i2imp1212/nnVV2121inniimpdtLVpmpm1di第20页/共38页第二十一页，共38页。+-+-V1V2i1i2n1:n2(n2/n1)i2impLl1Ll2LmpdttdiLnndttdiLLtVmpmpl)()()()(212111dttdiLmpnnLdttdiLnntVlmp)()()()(221221122 电路(dinl)方程式第21页/共38页第二十二页，共38页。(mi

11、n)(max)dcfoVVVNDfdcVVoDVN(max)(min)(max)(min)dcfoVVVND第22页/共38页第二十三页，共38页。46)()(10*max2*cmJKFsBrBmDPoAcWa第23页/共38页第二十四页，共38页。csABrBmTDVdcNp)(max)(min)BsatBrNpATDVdcBmcs(max)(min)NNpNs第24页/共38页第二十五页，共38页。第25页/共38页第二十六页，共38页。第26页/共38页第二十七页，共38页。(max)(min)dcfoVVVND(min)(max)dcfoVVVND第27页/共38页第二十八页，共38页

12、。)(22121ooooINNIITDVVLoLfomin)1)()(Im1221NoNoooIIax)(Im2IpkaxI第28页/共38页第二十九页，共38页。22LIpkEng )(*10*2*44cmJkBEngAcWaApumALLoNNLos*1000112101202)()(ssddNNVVVV第29页/共38页第三十页，共38页。第30页/共38页第三十一页，共38页。第31页/共38页第三十二页，共38页。第32页/共38页第三十三页，共38页。LpTsDVdcNIoIoIDmax(min)(min)(max)第33页/共38页第三十四页，共38页。(max)*)(VdcNpNsVrrmmax(max)(DIoavgIo(min)(max)IoIoIFSM第34页/共38页第三十五页，共38页。(max)*)(VdcNpNsVrrm