作者:吉翠芙_899 | 来源:互联网 | 2023-05-17 07:43
本文主要介绍关于驱动开发的知识点,对【DC-DC(直流-直流)变换器】和【dc直流转换器电路图】有兴趣的朋友可以看下由【giantstar】投稿的技术文章,希望该技术和经验能帮到你解决你所遇的【】相
本文主要介绍关于驱动开发的知识点,对【DC-DC(直流-直流)变换器】和【dc直流转换器电路图】有兴趣的朋友可以看下由【giant star】投稿的技术文章,希望该技术和经验能帮到你解决你所遇的【】相关技术问题。
dc直流转换器电路图
前言 ?DC-DC变换器的应用场景为: 移动电子设备供电。其中包括,DC/DC开关电源与LDO线性电源。高效LED电源。功率优化器。如功率跟踪器。与高频变压器结合。 分类
主要分为隔离性与非隔离型,其中从应用层面,隔离性的用电较多。
非隔离型从升压到降压依次为:Boost,Buck-Boost,Boost-Buck(Cuk),Sepic,Zeta,Buck。
隔离型从升压到降压依次为:正激Forward,反激Fly-back,推挽Push-pull,桥式Bridge。
DC-DC变换器的结构 斩波与占空比
每个开关周期
![Ts](https://www.#.com/go/aHR0cHM6Ly9sYXRleC5jb2RlY29ncy5jb20vZ2lmLmxhdGV4P1Rz)
,导通时间
![Ton](https://www.#.com/go/aHR0cHM6Ly9sYXRleC5jb2RlY29ncy5jb20vZ2lmLmxhdGV4P1Rvbg==)
,关断时间为
![Toff](https://www.#.com/go/aHR0cHM6Ly9sYXRleC5jb2RlY29ncy5jb20vZ2lmLmxhdGV4P1RvZmY=)
,占空比为
![D](https://www.#.com/go/aHR0cHM6Ly9sYXRleC5jb2RlY29ncy5jb20vZ2lmLmxhdGV4P0Q=)
,则:
![\begin{array}{l} T_{s}=1 / f_{s}=T_{o n}+T_{o f f}=D T_{s}+(1-D) T_{s} \quad 0 \leq D \leq 1 \end{array}](https://www.#.com/go/aHR0cHM6Ly9sYXRleC5jb2RlY29ncy5jb20vZ2lmLmxhdGV4PyU1Q2JlZ2luJTdCYXJyYXklN0QlN0JsJTdEJTIwVF8lN0JzJTdEJTNEMSUyMC8lMjBmXyU3QnMlN0QlM0RUXyU3Qm8lMjBuJTdEK1RfJTdCbyUyMGYlMjBmJTdEJTNERCUyMFRfJTdCcyU3RCslMjgxLUQlMjklMjBUXyU3QnMlN0QlMjAlNUNxdWFkJTIwMCUyMCU1Q2xlcSUyMEQlMjAlNUNsZXElMjAxJTIwJTVDZW5kJTdCYXJyYXklN0Q=)
Buck电路
根据功率守恒,Buck为降压变换器,肯定会升流。
电容电流公式为
![i_{c}=C\frac{\mathrm{d} U_{c} }{\mathrm{d} t}](https://www.#.com/go/aHR0cHM6Ly9sYXRleC5jb2RlY29ncy5jb20vZ2lmLmxhdGV4P2lfJTdCYyU3RCUzREMlNUNmcmFjJTdCJTVDbWF0aHJtJTdCZCU3RCUyMFVfJTdCYyU3RCUyMCU3RCU3QiU1Q21hdGhybSU3QmQlN0QlMjB0JTdE)
,因此电容电压突变会引起大的电流,因此,需要电感。
电感电压公式为
![U_{L}=L\frac{\mathrm{d} i_{L} }{\mathrm{d} t}](https://www.#.com/go/aHR0cHM6Ly9sYXRleC5jb2RlY29ncy5jb20vZ2lmLmxhdGV4P1VfJTdCTCU3RCUzREwlNUNmcmFjJTdCJTVDbWF0aHJtJTdCZCU3RCUyMGlfJTdCTCU3RCUyMCU3RCU3QiU1Q21hdGhybSU3QmQlN0QlMjB0JTdE)
,因此电感电流突变会引起大的电压,因此,需要续流二极管续流。
电压源的输出不能直接并联电容,电流源的输出不能直接串联电感。
推导过程如下图所示:
通过单刀单掷开关,控制其开合,来进行斩波。在负载处并联电感使其稳定负载电压。在开关导通时,会使得电容电压突变(由0增加到电源电压),进而使得产生较大的电流,因此为保护电路,在电压源与电容之间串联电感,来应对电流冲击。当开关断开时,由于电感的电流不能突变,因此需要增加续流二极管进行续流。最后用用功率半导体器件来替换单刀双掷开关。
?
![](https://www.#.com/go/aHR0cHM6Ly9pbWctYmxvZy5jc2RuaW1nLmNuLzIwMjEwODE3MTU0MTAwOTkxLnBuZz94LW9zcy1wcm9jZXNzPWltYWdlL3dhdGVybWFyayx0eXBlX1ptRnVaM3BvWlc1bmFHVnBkR2ssc2hhZG93XzEwLHRleHRfYUhSMGNITTZMeTlpYkc5bkxtTnpaRzR1Ym1WMEwzQm9halUwLHNpemVfMTYsY29sb3JfRkZGRkZGLHRfNzA=)
总结:当S导通时,由电源向电容与负载进行供电;当S断开时,由电感向负载供电。
?Boost电路
由于升压不好设计,那么根据功率守恒可以设计降流变换器。
![](https://www.#.com/go/aHR0cHM6Ly9pbWctYmxvZy5jc2RuaW1nLmNuLzIwMjEwODE3MTIxMDAyNDE1LnBuZz94LW9zcy1wcm9jZXNzPWltYWdlL3dhdGVybWFyayx0eXBlX1ptRnVaM3BvWlc1bmFHVnBkR2ssc2hhZG93XzEwLHRleHRfYUhSMGNITTZMeTlpYkc5bkxtTnpaRzR1Ym1WMEwzQm9halUwLHNpemVfMTYsY29sb3JfRkZGRkZGLHRfNzA=)
输出电流平均值:
![I_{o}=\int_{0}^{T} i_{o}(t) d t=\frac{T_{o f f}}{T_{o n}+T_{o f f}} I_{i}=(1-D) I_{i}](https://www.#.com/go/aHR0cHM6Ly9sYXRleC5jb2RlY29ncy5jb20vZ2lmLmxhdGV4P0lfJTdCbyU3RCUzRCU1Q2ludF8lN0IwJTdEJTVFJTdCVCU3RCUyMGlfJTdCbyU3RCUyOHQlMjklMjBkJTIwdCUzRCU1Q2ZyYWMlN0JUXyU3Qm8lMjBmJTIwZiU3RCU3RCU3QlRfJTdCbyUyMG4lN0QrVF8lN0JvJTIwZiUyMGYlN0QlN0QlMjBJXyU3QmklN0QlM0QlMjgxLUQlMjklMjBJXyU3QmklN0Q=)
则输出电压为:
![V_{o}=\frac{1}{1-D} V_{i}](https://www.#.com/go/aHR0cHM6Ly9sYXRleC5jb2RlY29ncy5jb20vZ2lmLmxhdGV4P1ZfJTdCbyU3RCUzRCU1Q2ZyYWMlN0IxJTdEJTdCMS1EJTdEJTIwVl8lN0JpJTdE)
推导过程如下图所示:
通过控制单刀单掷开关的闭合来进行降流。通过电感与电压源的串联,来构造出电流源。在负载处并联电感使其稳定负载电压。在开关闭合时会使得电容电压突变(由电源电压降为0)产生大电流。为防止电容短路,更换为单刀双掷开关,使其电容不短路。最后将其替换为功率半导体器件。
![](https://www.#.com/go/aHR0cHM6Ly9pbWctYmxvZy5jc2RuaW1nLmNuLzIwMjEwODE3MTUyNTM3MjMucG5nP3gtb3NzLXByb2Nlc3M9aW1hZ2Uvd2F0ZXJtYXJrLHR5cGVfWm1GdVozcG9aVzVuYUdWcGRHayxzaGFkb3dfMTAsdGV4dF9hSFIwY0hNNkx5OWliRzluTG1OelpHNHVibVYwTDNCb2FqVTAsc2l6ZV8xNixjb2xvcl9GRkZGRkYsdF83MA==)
?总结:当S闭合时,电源为电感充电,负载由电容供电;当S断开时,由电源与电感同时为负载与电容供电。
?Buck-Boost电路
如图所示,把Buck与Boost用级联的方式进行连接,通过控制其占空比(即功率半导体开关的频率)来进行升降压。
![](https://www.#.com/go/aHR0cHM6Ly9pbWctYmxvZy5jc2RuaW1nLmNuLzIwMjEwODE3MTYwODAzNzcxLnBuZz94LW9zcy1wcm9jZXNzPWltYWdlL3dhdGVybWFyayx0eXBlX1ptRnVaM3BvWlc1bmFHVnBkR2ssc2hhZG93XzEwLHRleHRfYUhSMGNITTZMeTlpYkc5bkxtTnpaRzR1Ym1WMEwzQm9halUwLHNpemVfMTYsY29sb3JfRkZGRkZGLHRfNzA=)
?化简:在低频时,L1+L2与L1,L2,C1所构成的频率响应是相同的,在高频则不同。具体推导过程提示(过程较为复杂,知道结论即可):传单函数,然后级数展开,然后pade多项式只保留第一项。
如图所示,用L=L1+L2,替代LCL网络。
![](https://www.#.com/go/aHR0cHM6Ly9pbWctYmxvZy5jc2RuaW1nLmNuLzIwMjEwODE3MTYyNTA3NjAwLnBuZz94LW9zcy1wcm9jZXNzPWltYWdlL3dhdGVybWFyayx0eXBlX1ptRnVaM3BvWlc1bmFHVnBkR2ssc2hhZG93XzEwLHRleHRfYUhSMGNITTZMeTlpYkc5bkxtTnpaRzR1Ym1WMEwzQm9halUwLHNpemVfMTYsY29sb3JfRkZGRkZGLHRfNzA=)
?去掉S2,D2后即为化简过后的Buck-Boost电路。
![](https://www.#.com/go/aHR0cHM6Ly9pbWctYmxvZy5jc2RuaW1nLmNuLzIwMjEwODE3MTYyOTQxOTQwLnBuZz94LW9zcy1wcm9jZXNzPWltYWdlL3dhdGVybWFyayx0eXBlX1ptRnVaM3BvWlc1bmFHVnBkR2ssc2hhZG93XzEwLHRleHRfYUhSMGNITTZMeTlpYkc5bkxtTnpaRzR1Ym1WMEwzQm9halUwLHNpemVfMTYsY29sb3JfRkZGRkZGLHRfNzA=)
?Buck,Boost,Buck-Boost电路之间的联系
![](https://www.#.com/go/aHR0cHM6Ly9pbWctYmxvZy5jc2RuaW1nLmNuLzIwMjEwODE3MTYzMzA2Mzk5LnBuZz94LW9zcy1wcm9jZXNzPWltYWdlL3dhdGVybWFyayx0eXBlX1ptRnVaM3BvWlc1bmFHVnBkR2ssc2hhZG93XzEwLHRleHRfYUhSMGNITTZMeTlpYkc5bkxtTnpaRzR1Ym1WMEwzQm9halUwLHNpemVfMTYsY29sb3JfRkZGRkZGLHRfNzA=)
Boost-Buck电路
![](https://www.#.com/go/aHR0cHM6Ly9pbWctYmxvZy5jc2RuaW1nLmNuLzIwMjEwODE3MTYzOTAwNTIwLnBuZw==)
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