Dc/DC變換原理
發(fā)布時(shí)間:2015/3/23 20:09:19 訪問次數(shù):599
DC/DC變換器的電路拓?fù)湫问蕉鄻樱?A920CY-150M根據(jù)輸入電壓與輸出電壓的大小和極性關(guān)系,主要包括有降壓型變換器(BUCK)、升壓型變換器(BOOST)、可實(shí)現(xiàn)降升壓的變換器(CUK、SEPIC、Flyback、Zet),此外還有正激式、半橋式、全橋式等變換器。其中降壓型變換器是最常用、最簡單的電路拓?fù)。下面以?/span>壓型變換器為例說明DC/DC變換的基本原理。
降壓型DC/DC變換器的原理圖如圖3-4所示。
圖3-4 降壓型DC/DC變換器(Buck)電路原理圖
如圖所示,Vi。為輸入電源電壓,VT為功率開關(guān)管,其開關(guān)頻率和占空比可由PWM信號(hào)控制,VD為續(xù)流二極管,L為儲(chǔ)能電感,C為輸出儲(chǔ)能電容,RL為負(fù)載,VL為電感的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),V。為輸出電壓,各電壓的參考極性如圖所示。
當(dāng)開關(guān)管VT閉合時(shí),電流由電源正極流出,經(jīng)開關(guān)管VT、電感L和負(fù)載RL回到電源負(fù)極,同時(shí)向電容充電。此時(shí),電感電流線性增加,因此在電感的兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),這個(gè)電動(dòng)勢(shì)將阻礙電流的增加,其極性與電源相反,即左正右負(fù),其大小為Vi。- Vo,同時(shí),電感電流將產(chǎn)生磁通儲(chǔ)存在電感的磁芯內(nèi),根據(jù)電磁感應(yīng)定律,增加的磁通量等于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與開關(guān)閉合時(shí)間Ton的乘積。
當(dāng)開關(guān)管VT斷開時(shí),電源被切斷,由于電感的電流不能跳變,電流將逐漸下降,電感上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)阻礙這個(gè)交化趨勢(shì),此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)極性反轉(zhuǎn),即左負(fù)右正,其大小等于輸出電壓Vo,此時(shí)儲(chǔ)存在電感磁芯內(nèi)的磁通釋放,其值等于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與開關(guān)斷開時(shí)間Toff的乘積。根據(jù)能量守恒定律,在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi),存儲(chǔ)和釋放的磁通相等.
式中,D為開關(guān)管的導(dǎo)通占空比。顯而易見,當(dāng)D<l時(shí),輸出電壓小于輸入電壓,即實(shí)現(xiàn)直流對(duì)直流的降壓。
DC/DC變換器的電路拓?fù)湫问蕉鄻樱?A920CY-150M根據(jù)輸入電壓與輸出電壓的大小和極性關(guān)系,主要包括有降壓型變換器(BUCK)、升壓型變換器(BOOST)、可實(shí)現(xiàn)降升壓的變換器(CUK、SEPIC、Flyback、Zet),此外還有正激式、半橋式、全橋式等變換器。其中降壓型變換器是最常用、最簡單的電路拓?fù)。下面以?/span>壓型變換器為例說明DC/DC變換的基本原理。
降壓型DC/DC變換器的原理圖如圖3-4所示。
圖3-4 降壓型DC/DC變換器(Buck)電路原理圖
如圖所示,Vi。為輸入電源電壓,VT為功率開關(guān)管,其開關(guān)頻率和占空比可由PWM信號(hào)控制,VD為續(xù)流二極管,L為儲(chǔ)能電感,C為輸出儲(chǔ)能電容,RL為負(fù)載,VL為電感的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),V。為輸出電壓,各電壓的參考極性如圖所示。
當(dāng)開關(guān)管VT閉合時(shí),電流由電源正極流出,經(jīng)開關(guān)管VT、電感L和負(fù)載RL回到電源負(fù)極,同時(shí)向電容充電。此時(shí),電感電流線性增加,因此在電感的兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),這個(gè)電動(dòng)勢(shì)將阻礙電流的增加,其極性與電源相反,即左正右負(fù),其大小為Vi。- Vo,同時(shí),電感電流將產(chǎn)生磁通儲(chǔ)存在電感的磁芯內(nèi),根據(jù)電磁感應(yīng)定律,增加的磁通量等于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與開關(guān)閉合時(shí)間Ton的乘積。
當(dāng)開關(guān)管VT斷開時(shí),電源被切斷,由于電感的電流不能跳變,電流將逐漸下降,電感上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)阻礙這個(gè)交化趨勢(shì),此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)極性反轉(zhuǎn),即左負(fù)右正,其大小等于輸出電壓Vo,此時(shí)儲(chǔ)存在電感磁芯內(nèi)的磁通釋放,其值等于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與開關(guān)斷開時(shí)間Toff的乘積。根據(jù)能量守恒定律,在一個(gè)開關(guān)周期內(nèi),存儲(chǔ)和釋放的磁通相等.
式中,D為開關(guān)管的導(dǎo)通占空比。顯而易見,當(dāng)D<l時(shí),輸出電壓小于輸入電壓,即實(shí)現(xiàn)直流對(duì)直流的降壓。
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