no-3开关电源的基础理论与知识基本功率变换电路buck

1、共14页1基本功率变换电路-概述例：一个500W dc-dc功率变换器三种解决方案：1. 电阻分压2. 线性稳压电路3. 高频开关电路6基本功率变换电路-概述将一种直流电变为另一种直流电如何实现?例5单晶体管功率电路电路特点：单个开关功率管，电路简单，适于中小功率基本电路六个：降压式（Buck ）升压式（Boost）基本升/降压式（Boost/Buck）变换器（Cuk）Zeta变换器 Sc变换器4基本功率变换电路概述电路分类：按开关管数量分：单晶体管电路多晶体管电路按是否分：型 非型按功能分：DC/DC DC/AC3开关电源的基础理论与知识第二部分基本功率变换电路原理2开关电源的基础理论与知识

2、1共14页2直流斩波器改变占空比D输出电压平均值Uo：改变输出电压Uo控制输出功率式中Uo临界连续（二）变换器外特性分析变换器的外特性：在D恒定时，变换器的输出电压与输出电流的关系电感电流电感电流连续时，输出电压与负载电流无关，仅和输入电压和占空比有关UO=DUi , D=TON/T22在稳态时：UO=DUi , D=TON/T输出电流平均值：21 BUCK电路模态分析BUCK电路模态分析当Q关断时：UL电感L电流不能突变，D导通，UA=UD0电感电流线性下降：BUCK电路模态分析当Q导通时：A因 Uo临界连续当负载进一步减小临界临界连续-断续连续当I0IG时，电流连续当I0IG时，电流断续2

3、7电流临界连续状态IG/IGmax临界电流与占空比是二次函数关系D0.5时，临界电流达到最大值26电流临界连续状态临界电流连续仍满足连续时工作分析，ub联立求出：utAtiLt25Uii=2IG共14页6（三）电路参数选择（电感）为保证电感在所有工作条件下电感电流连续，有：Iomin=IG占空比应取最大值还是最小值？将Iomin代入IG表达式(式9-9)，即得到电感L：针对不同的设计要求决定公式应当选取所有工作条件下的最大电感值36L U o (1 D) T2Io(min)（三）电路参数设计（二极管）二极管一般选开关二极管，快恢复二极管， 在低压场合优选二极管二极管的平均电流和有效电流为二极管

4、的最大电流？二极管的电压满足：（三）电路参数设计（功率管）功率管平均电流功率管最大峰值电流一般取功率晶体管的最大电流ICM功率管的电压满足（三）电路参数设计设计步骤1 效率估算：为什么要先估算效率？计算电路中处理的全部功率，便于工作电流计算采用晶体管的开关损耗等于导通损耗 fRs, Ls，电容呈容性随着工作频率的增高，电容器的1/C 减小，而Rs, Ls 相对的影响逐渐增大当大于电容谐振频率()时，甚至呈现电感性，失去滤波性能对于开关瞬间的高次谐波，电容已无抑制作用（三）电路参数设计（电容）根据输出纹波大小即可以确定输出电容大小：考虑到等效电阻和串联电感，实际的电容特性39（三）电路参数设计（电感）L Uo (1 Dmin ) T2Io(min)如果电流过小，会造成电感量过大，所以有时可加入假负载以提高最小电流; 或局部工作在断续模式若输出负载恒定，为减小纹波，在进行电感量计算时，将IG进行减小